一种高铁镍钴渣分离铁的方法与流程

1.本发明涉及镍湿法冶炼渣回收技术领域，特别涉及一种高铁镍钴渣分离铁的方法。


背景技术：

2.目前硫化镍可溶阳极电解工艺中，阳极液采用空气氧化除铁、镍精矿除铜、氯气氧化除钴三段净化除杂工艺。现有三段净化工艺中，阳极液中杂质铁和钴分别在除铁工序和除钴工序以铁渣和镍钴渣开路。除钴工序产出的镍钴渣含铁较低，可以直接作为原料回收镍和钴。近年来为缩短工艺流程，提升工艺技术水平，降低生产成本，提出了镍电解阳极液高效除铜、铁钴共沉两段净化除杂工艺的思路，该两段净化除杂工艺实质上是将现有三段净化工艺中的除铁工序和除钴工序合为一道工序，但未来随着原有三段净化除杂工艺被两段净化工艺的逐步代替，随之带来的问题是产出的镍钴渣含铁高，无法直接作为原料回收镍和钴。
3.因此，现有的工艺中除钴工序产出的镍钴渣含铁较低，可以直接作为原料回收镍和钴，无高铁镍钴渣的产出，如何将高铁镍钴渣中的铁分离在目前的生产实践中暂无应用的案例。高铁镍钴渣的综合回收，尤其是如何将其中的铁分离后进一步回收镍和钴，是未来两段净化工艺的应用必须要解决的问题之一。如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对未来硫化镍可溶阳极电解两段净化工艺中产出的高铁镍钴渣，提供一种分离铁的方法。
5.为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将高铁镍钴渣置于反应釜中，并加入水，所述水的加入体积与高铁镍钴渣质量比为4-5:1，搅拌制浆，搅拌时间为10-30min，得到浆化液；所述高铁镍钴渣中含镍30-35wt%，含铁10-15wt%、含钴5-8wt%；步骤二、向步骤一所制备的浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸进行浸出，待浸出完成时，停止加酸，将高铁镍钴渣中3价铁的氢氧化物浸出，生成硫酸铁进入溶液；步骤三、向步骤二所制备的浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入50-100g/l的亚硫酸氢钠溶液，将高铁镍钴渣中氢氧化物形态的3价镍、3价钴还原为2价后进入溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应10-20分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热，缓慢加入90-110g/l的氯酸钠溶液，搅拌反应0.5-1小时，反应温度80-85℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入120-160g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应
3-4h，反应温度为90-95℃，反应结束后过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes测定fe含量为26-31wt%，ni含量为0.4-1.0wt%；co含量为0.004-0.1wt%；滤液采用icp-oes测定fe含量为0.05-0.08g/l，ni含量为60-72g/l，co含量为10-18g/l。
6.优选的，所述步骤二浸出温度为常温，浸出终点溶液ph值为1.5-2.0。
7.优选的，所述步骤四中氯酸钠溶液加入量为10-30ml。
8.优选的，所述步骤五反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应完成后溶液ph值为3.0-3.5。
9.本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过对高铁镍钴渣依次进行浆化、酸浸、二氧化硫和亚硫酸氢钠还原镍钴、氯酸钠氧化、碳酸钠沉淀的反应，为高铁镍钴渣提供一种简单、成本相对低廉的铁的分离方法，产出的硫酸镍钴溶液含铁小于0.1g/l，可直接去下一道工序回收镍和钴，解决了高铁镍钴渣含铁高无法直接作为原料回收镍和钴的问题，为推动硫化镍可溶阳极电解阳极液两段净化工艺的工业化应用，提供了技术支持。
附图说明
10.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
11.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
12.实施例1一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg高铁镍钴渣置于反应釜中，加入4.2l水，搅拌30min制浆，得到4.7l浆化液；经过icp-oes测定，高铁镍钴渣中含镍30.5wt%，含铁14.6wt%、含钴7.8wt%；步骤二、向步骤一所制备的4.7l浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸在室温下进行浸出，使用ph计测量，待浸出ph2.0时，停止加酸；步骤三、向步骤二所制备的4.7l浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入50g/l的亚硫酸氢钠溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应20分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热至80℃，缓慢加入90g/l的氯酸钠溶液30ml，搅拌反应1小时，反应过程温度控制81
±
1℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入160g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应4h，反应过程温度控制94
±
1℃，反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应结束后测得溶液ph值为3.1，过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes法测定fe含量为30.86wt%，ni含量为0.49wt%，co含量为0.01wt%；滤液采用icp-oes法测定fe含量为0.08g/l，ni含量为70.8g/l，co含量为17.3g/l。
13.实施例2一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg高铁镍钴渣置于反应釜中，加入4.5l水，搅拌20min制浆，得到5l浆化液；经过icp-oes测定，高铁镍钴渣中含镍31.6wt%，含铁13.6wt%、含钴6.8wt%；步骤二、向步骤一所制备的5l浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸在室温下进行浸出，使用ph计测量，待浸出ph1.8时，停止加酸；步骤三、向步骤二所制备的5l浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入70g/l的亚硫酸氢钠溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应10分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热至83℃，缓慢加入110g/l的氯酸钠溶液20ml，搅拌反应0.5小时，反应过程温度控制82
±
1℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入150g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应4h，反应过程温度控制93
±
1℃，反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应结束后测得溶液ph值为3.3，过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes法测定fe含量为30.16wt%，ni含量为0.58wt%，co含量为0.008wt%；滤液采用icp-oes法测定fe含量为0.08g/l，ni含量为61.2g/l，co含量为13.9g/l。
14.实施例3一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg高铁镍钴渣置于反应釜中，加入4.7l水，搅拌20min制浆，得到5.2l浆化液；经过icp-oes测定，高铁镍钴渣中含镍32.3wt%，含铁12.6wt%、含钴6.1wt%；步骤二、向步骤一所制备的5.2l浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸在室温下进行浸出，使用ph计测量，待浸出ph1.7时，停止加酸；步骤三、向步骤二所制备的5.2l浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入80g/l的亚硫酸氢钠溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应15分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热至84℃，缓慢加入100g/l的氯酸钠溶液20ml，搅拌反应0.5小时，反应过程温度控制83
±
1℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入140g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应3h，反应过程温度控制92
±
1℃，反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应结束后测得溶液ph值为3.4，过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes法测定fe含量为29.35wt%，ni含量为0.62wt%，co含量为0.005wt%；滤液采用icp-oes法测定fe含量为0.07g/l，ni含量为66.7g/l，co含量为12.2g/l。
15.实施例4
一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg高铁镍钴渣置于反应釜中，加入5l水，搅拌10min制浆，得到5.5l浆化液；经过icp-oes测定，高铁镍钴渣中含镍33.8wt%，含铁11.1wt%、含钴5.8wt%；步骤二、向步骤一所制备的5.5l浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸在室温下进行浸出，使用ph计测量，待浸出ph1.6时，停止加酸；步骤三、向步骤二所制备的5.5l浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入100g/l的亚硫酸氢钠溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应10分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热至83℃，缓慢加入90g/l的氯酸钠溶液25ml，搅拌反应1小时，反应过程温度控制83
±
1℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入130g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应3h，反应过程温度控制92
±
1℃，反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应结束后测得溶液ph值为3.5，过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes法测定fe含量为26.9wt%，ni含量为0.84wt%，co含量为0.005wt%；滤液采用icp-oes法测定fe含量为0.05g/l，ni含量为67.3g/l，co含量为11.3g/l。
16.实施例5一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg高铁镍钴渣置于反应釜中，加入4.8l水，搅拌10min制浆，得到5.3l浆化液；经过icp-oes测定，高铁镍钴渣中含镍34.5wt%，含铁10.2wt%、含钴5.2wt%；步骤二、向步骤一所制备的5.3l浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸在室温下进行浸出，使用ph计测量，待浸出ph1.5时，停止加酸；步骤三、向步骤二所制备的5.3l浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入100g/l的亚硫酸氢钠溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应10分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热至85℃，缓慢加入110g/l的氯酸钠溶液10ml，搅拌反应1小时，反应过程温度控制82
±
1℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入120g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应3h，反应过程温度控制91
±
1℃，反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应结束后测得溶液ph值为3.0，过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes法测定fe含量为26.1wt%，ni含量为0.92wt%，co含量为0.004wt%；滤液采用icp-oes法测定fe含量为0.05g/l，ni含量为71.3g/l，co含量为10.6g/l。
17.产品分析结果见表1。
[0018] 表1 产品分析结果表
通过表1的数据可以得出结论，实施例1-5是采用本发明提供的一种高铁镍钴渣分离铁的方法，通过对高铁铁镍钴渣依次进行浆化反应、酸浸、二氧化硫还原、氯酸钠氧化、碳酸钠沉淀的反应，为高铁镍钴渣提供一种简单、成本相对低廉的铁的分离方法，产出的硫酸镍钴溶液含铁小于0.1g/l，可直接去下一道工序回收镍和钴，解决了高铁镍钴渣含铁高无法直接作为原料回收镍和钴的问题，为推动硫化镍可溶阳极电解阳极液两段净化工艺的工业化应用，提供了技术支持。
[0019]
以上的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为化学领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高铁镍钴渣分离铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将高铁镍钴渣置于反应釜中，并加入水，所述水的加入体积与高铁镍钴渣质量比为4-5:1，搅拌制浆，搅拌时间为10-30min，得到浆化液；所述高铁镍钴渣中含镍30-35wt%，含铁10-15wt%、含钴5-8wt%；步骤二、向步骤一所制备的浆化液中缓慢加入93wt%的硫酸进行浸出，待浸出完成时，停止加酸，将高铁镍钴渣中3价铁的氢氧化物浸出，生成硫酸铁进入溶液；步骤三、向步骤二所制备的浸出液中缓慢通入二氧化硫进行还原，观察浸出液清亮后缓慢加入50-100g/l的亚硫酸氢钠溶液，将高铁镍钴渣中氢氧化物形态的3价镍、3价钴还原为2价后进入溶液，观察浸出液无黑渣后，停止加入亚硫酸氢钠溶液，继续搅拌反应10-20分钟，得到混合溶液；步骤四、将步骤三制备的混合溶液加热，缓慢加入90-110g/l的氯酸钠溶液，搅拌反应0.5-1小时，反应温度80-85℃；步骤五、向步骤四所制备的产物中缓慢加入120-160g/l的碳酸钠溶液，搅拌反应3-4h，反应温度为90-95℃，反应结束后过滤，过滤后将滤渣置于漏斗中用少量清水淋洗，洗水并入滤液，得到清洗后的滤渣和滤液；所述滤液为硫酸镍钴溶液；所述滤渣采用icp-oes测定fe含量为26-31wt%，ni含量为0.4-1.0wt%；co含量为0.004-0.1wt%；滤液采用icp-oes测定fe含量为0.05-0.08g/l，ni含量为60-72g/l，co含量为10-18g/l。2.根据权利要求1所述的一种高铁镍钴渣分离铁的方法，其特征在于：所述步骤二浸出温度为常温，浸出终点溶液ph值为1.5-2.0。3.根据权利要求1或2所述的一种高铁镍钴渣分离铁的方法，其特征在于：所述步骤四中氯酸钠溶液加入量为10-30ml。4.根据权利要求3所述的一种高铁镍钴渣分离铁的方法，其特征在于：所述步骤五反应过程中控制溶液ph值为2.5-3.0，反应完成后溶液ph值为3.0-3.5。

技术总结
本发明公开了一种高铁镍钴渣分离铁的方法，包括以下步骤：（1）在反应釜中加入水和高铁镍钴渣，搅拌浆化；（2）在浆化液中缓慢加入硫酸进行浸出，待浸出完成时，停止加酸；（3）缓慢通入二氧化硫进行还原，浸出液清亮后缓慢加入亚硫酸氢钠溶液，待浸出完全后，继续搅拌反应10-20分钟；（4）将浸出液加热，缓慢加入氯酸钠溶液，搅拌反应0.5-1小时；（5）缓慢加入碳酸钠溶液，搅拌反应，反应结束后过滤，得到铁渣和硫酸镍钴溶液；本发明将高铁镍钴渣中的铁进行分离，得到含铁较低的硫酸镍钴溶液，便于实现后续有价金属的回收。续有价金属的回收。续有价金属的回收。


技术研发人员：巫旭 苟雪莲 冯建华 李豪杰 周海荣 赵重 刘军 王世荣
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/9