一种针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法与流程-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36175682发布日期:2023-11-25 02:06阅读:54223来源:国知局
一种针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法与流程

1.本发明属于湿法冶金中溶液净化领域,尤其涉及一种针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法



背景技术:

2.加压浸出技术从提出至今,已经在锌





铝等金属的提取中得到了工业应用

采用加压酸浸处理红土镍矿,具有镍

钴浸出率高,铁

铝与镍钴有效分离的优点

虽然大部分的铁和铝在高压浸出过程中被保留在浸出渣里,但高压浸出抑制铁铝浸出的效果有限,仍有一部分的铁和铝不可避免的被浸出到浸出液中,为了获得低杂质的镍钴
(mhp)
中间品,需要进一步除杂

3.目前,国内采用去除铁的方法主要有氢氧化铁法

黄钠铁矾法

针铁矿法

黄钠铁矾法除铁温度要求严格,成矾时间长且黄钠铁矾渣量相对较大,对溶液中碱金属离子浓度有一定的要求;氢氧化铁法除铁生成
fe(oh)3胶体沉淀,过滤困难且渣中夹带镍钴锰金属含量较高,造成一定的资源浪费

沉淀法是重要的湿法除铁方法之一,而针铁矿法是其中一种有效的除铁方法

4.一般地,采用针铁矿法除铁时,首先氧化溶液中的亚铁离子,然后调节温度
80-100℃
,后加入沉淀剂调节
ph
值至
4.0-6.0
,让铁离子以针铁矿形态沉淀下来

传统的针铁矿法在除铁铝过程中仅调节
ph
和温度,且使用的
ph
和温度均较高,可能会生成氢氧化铁胶体,该渣型难过滤且会吸附大量的镍钴锰,导致在去除铁铝杂质的同时,镍钴锰等金属浪费严重

5.鉴于此,亟需开发一种能够有效去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法



技术实现要素:

6.针对以上现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法,将针铁矿法与中和水解法联合,并分两段进行,通过合理控制
ph、
进料速度等参数,实现了在较低镍钴锰消耗下,对铁铝杂质的高效去除

7.针铁矿法除铁通常需严格控制体系的
ph

ph
值较高,易产生氢氧化铁胶体,存在较高的镍损失;
ph
过小,铁不能被完全去除

本技术发明人意识到,除了
ph
以外,进料速度对除杂液中铁铝的含量同样有显著影响,进料速度过快会导致铁浓度过高生成氢氧化铁胶体,并且镍的沉淀损失率也会增加,因此,考虑进料速度的影响创造了本发明

8.为实现上述目的,本发明通过如下技术方案实现:
9.本发明提供一种针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法,包括以下步骤:
10.一段除铁铝:向红土镍矿浸出液中加入沉淀剂溶液,控制进料速度为
5-80ml/min

ph

3.0-3.2
,反应温度为
60-70℃
,反应
45-90min
,固液分离后得到一段铁铝渣和滤液;
11.二段除铁铝:向滤液中加入沉淀剂溶液,控制
ph

4.3-4.4
,反应温度为
60-70℃
,反应
30-60min
,固液分离,得到二段铁铝渣和净化液

12.优选的,红土镍矿浸出液为红土镍矿经高压酸浸后产生的酸性浸出液,优选为硫
酸浸出液

13.红土镍矿浸出液中可能含有少量的
fe
2
,为保证除铁铝效果,优选的,在一段除铁铝之前还包括向浸出液中加入氧化剂将
fe
2
氧化为
fe
3

14.优选的,氧化剂为氯酸钠或空气

15.优选的,当氧化剂为空气时,还需加入足量的催化剂
cu
2

16.由于浸出液中残留有较高浓度的硫酸,优选的,在一段除铁铝之前,还包括将红土镍矿浸出液进行预中和至
ph

1.5

2.5
,然后进行
ccd
洗涤

预中和降低酸的含量,得到可进行针铁矿沉铁的合格溶液

预中和之后的溶液在经
ccd
洗涤后产生上清液和渣料,利用该上清液进行针铁矿沉铁,减少了沉铁时中和剂的用量,避免了沉铁渣中镍钴等含量过高

17.本发明一段除铁铝的
ph
值较低,优选的,还包括将一段铁铝渣加入到预中和液中,用于调节一段除铁铝体系的
ph
值,减少了沉淀剂的消耗量

18.二段除铁铝使用的
ph
值相对较高,优选的,还包括将二段铁铝渣加入到浸出液中,用于预中和调节浸出液的
ph
值,不但减少沉淀剂的消耗量,而且将残渣中包含的镍钴反溶至浸出液中,提高对镍钴的分离效率

19.优选的,沉淀剂溶液为质量浓度为
20
%的石灰石浆

20.优选的,一段除铁铝中,进料速度为
10-50ml/min
,反应温度为
70℃

ph

3.1
,反应时间为
60-90min。
21.进一步优选的,一段除铁铝中,进料速度为
10ml/min
,反应时间为
90min。
22.优选的,二段除铁铝中,反应温度为
60℃
,反应时间为
60min。
23.本发明的有益效果是:
24.1)
本发明针铁矿法除铁铝,采用连续进料方式,分两段进行,一段控制进料速度为
5-80ml/min

ph

3.0-3.2
,反应温度
60-70℃
,反应时间为
45-90min
,使得铁元素尽可能地留在滤渣中,提高铁的去除率;二段单向加料加入沉淀剂溶液调节
ph
值至
4.3-4.4
,反应温度
60-70℃
,反应时间
30-60min
,将铝离子和剩余的铁离子沉淀

本发明通过控制进料速度,实现了在较低
ph
和温度下对浸出液中铁铝的有效分离,整体除铁铝效率高,产生的渣颗粒大,过滤性能好,且渣中夹带的镍钴锰等有价金属少,渣中铁铝含量高,整体工艺流程简单

25.2)
本发明将一段铁铝渣加入到预中和液中,用于调节一段除铁铝体系的
ph
值,减少了沉淀剂的消耗量;通过将二段铁铝渣加入到浸出液中,用于调节浸出液的
ph
值,不但减少沉淀剂的消耗量,而且将残渣中包含的镍钴反溶至浸出液中,提高对镍钴的分离效率

附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单的介绍

27.图1是本发明的工艺流程图;
28.图2是不同进料速度下,一段除铁铝滤液中铁铝含量和镍沉淀率曲线图;
29.图3是不同
ph
下,一段除铁铝滤液中铁铝含量和镍沉淀率曲线图;
30.图4是不同时间条件下,一段除铁铝滤液中铁铝含量和镍的沉淀率曲线图;
31.图5是不同
ph
和时间条件下二段除铁铝的净化液中铁铝含量曲线图;
32.图6是不同温度条件下二段除铁铝的净化液中铝含量曲线图

具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本发明保护的范围

34.实施例135.请参阅图1,本发明实施例提供的针铁矿法去除红土镍矿浸出液中铁和铝的方法,包括以下步骤:
36.(1)

200ml
经高压酸浸后的红土镍矿浸出液,测得
ni
2
4.877g/l、co
2
0.359434g/l、mn
2
2.379g/l、fe
2
7.73g/l、al
3
2.649g/l、cr
3
0.418526g/l。
加入
20
%的石灰石浆对浸出液预中和至
ph

1.5
,然后进入
ccd
逆流洗涤,得到渣相和预中和液,并将渣相中和后进行尾渣处理

37.(2)
向反应釜中加入氯酸钠溶液,将二价铁氧化为三价铁,然后进行一段除铁铝:以
20
%的石灰石浆作为沉淀剂,将反应釜升温至
70℃
,向反应釜中并流加入预中和液与沉淀剂,控制进料速度为
5ml/min
,反应釜内溶液
ph

3.1
,进料完成后稳定
60min
,过滤后得到一段铁铝渣和滤液

38.(3)
二段除铁铝:继续向反应釜中加入沉淀剂溶液,控制反应釜内溶液
ph

4.3
,温度为
60℃
,反应
60min
,过滤后得到二段铁铝渣和净化液

39.(4)
将步骤
(3)
中的一段铁滤渣回用于预中和液中,用于调节一段除铁铝体系的
ph
值;将步骤
(4)
的二段铁铝渣加入酸浸液中,用于预中和

40.实施例2~941.按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,一段除铁铝中进料速度分别为
10ml/min、20ml/min、30ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、70ml/min、80ml/min。
实施例1~9一段除铁铝的滤液中铁铝含量和镍的沉淀率如表1和图2所示

42.表1不同进料速度对一段除铁铝效果的影响
[0043][0044]
从表1和图2可以看出,随进料速度的增加,一段除杂液中铁和铝的浓度也会升高,且实验过程中发现进料速度过快会导致浆料过滤速度缓慢,这可能是过快的进料速度导致
fe
3
浓度过高生成氢氧化铁胶体

且随着进料速度的增加镍的沉淀损失率也会增加

综合结果可以看出,本发明通过控制进料速度实现了在较高铁去除率的同时,保留了滤液中镍的含量;其中实施例2中控制进料速度为
10ml/min

ph

3.1
,温度为
70℃
,稳定时间为
60min
时,具有最高的除铁铝效果,同时镍的损失率较低

[0045]
实施例
10

11
[0046]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,一段除铁铝中控制
ph
分别为
3.0

3.2。
[0047]
实施例
12

13
[0048]
按照与实施例2相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,一段除铁铝中控制稳定时间分别为
45min

90min。
[0049]
实施例
14
[0050]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,二段除铁铝中控制反应时间为
30min。
[0051]
实施例
15
[0052]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,二段除铁铝中控制体系
ph

4.4。
[0053]
实施例
16
[0054]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,二段除铁铝中控制反应温度为
70℃。
[0055]
对比例1[0056]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,一段除铁铝中控制体系
ph
分别为
2.7、2.9、3.3、3.5、3.7、3.9。
不同
ph
条件下一段除铁铝的滤液中铁铝含量和镍的沉淀率如表2和图3所示

[0057]
表2不同
ph
对一段除铁铝效果的影响
[0058][0059][0060]
从表2和图3可以看出,升高
ph
可以提高铁

铝的去除率,当
ph

3.0-3.2
时绝大部分铁可以被去除,溶液中铁的含量小于
20mg/l
,符合生产控制标准,但当继续升高
ph
会使镍的沉淀损失率显著增加

因此,本发明通过同时控制进料速度和
3.0-3.2

ph
条件,实现了在高效铁去除的同时,减少镍的损失

[0061]
对比例2[0062]
按照与实施例2相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,一段除铁铝中控制稳定时间分别为
15min

30min
,不同时间条件下一段除铁铝的滤液中铁铝含量和镍的沉淀率如表3和图4所示

[0063]
表3不同稳定时间对一段除铁铝效果的影响
[0064][0065][0066]
从表3和图4可以看出,随着稳定时间的延长,除杂液中铁和铝的浓度逐渐降低,铁在
45min
后基本达到稳定

镍的沉淀率也随着稳定时间的延长而减小,说明镍在一开始沉淀后会随着时间的延长而重新溶出

对比例2中由于稳定时间较短,不但除铁效果差,而且沉淀渣中还存在较多的镍,损失严重

综合来看,本发明控制稳定时间为
45-90min
可以实现较高铁去除率的同时,避免了大量的镍损失,其中稳定时间为
60-90min
较佳,
90min
最佳

由于本发明还包括将一段铁铝渣回用于预中和液中进行镍的溶出,在实际生产过程中稳定时间选择
60min。
[0067]
对比例3[0068]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,二段除铁铝中控制体系
ph
分别为
4.1、4.5、4.7、4.9
,反应时间分别为
30min

60min。
不同
ph
和时间条件下二段除铁铝的净化液中铁铝含量如表4和图5所示

[0069]

4 ph
和时间对二段除铁铝效果的影响
[0070][0071][0072]
从表4和图5可以看出,
ph
和时间的增加会促进铁和铝的沉淀去除,但镍钴的损失会随着
ph
的升高而增加

与对比例3相比,本发明通过同时控制
ph

4.3-4.4
,反应时间为
30-60min
,实现了在较高铁铝去除效果的同时,降低镍钴的沉淀损失

[0073]
对比例4[0074]
按照与实施例1相同的工艺进行除铁铝,不同之处在于,二段除铁铝中控制体系温度分别为
40℃、50℃。
由于一段除杂中铁元素基本完全去除,本对比例仅测试不同温度条件下二段除铁铝净化液中铝的含量如表5和图6所示

[0075]
表5温度对二段除铝效果的影响
[0076][0077]
从表5和图6可以看出,随着温度升高,铝的浓度整体呈先下降后上升趋势,当温度为
60-70℃
时铝的去除率最高,故本发明二段除铁铝的温度优选为
60-70℃
,更优选为
60℃。
[0078]
综上所述,本发明采用针铁矿法两段除铁铝工艺,在提高除铁铝效率的同时还考虑了镍钴的沉淀率,通过对一段除铁铝中进料速度
、ph、
温度

稳定时间的探索,发现同时控制进料速度与合适的
ph
,便可实现较高效率除铁铝的同时,降低镍钴的损失

[0079]
需要说明的是,以上各实施例均属于同一发明构思,各实施例的描述各有侧重,在个别实施例中描述未详尽之处,可参考其他实施例中的描述

[0080]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制

应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围

因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准

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