專利名稱：工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，屬于工業(yè)廢酸綜合利用及金屬鎳的濕法冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉行業(yè)、濕法煉銅工業(yè)、電鍍行業(yè)、鋼鐵及其制品，機(jī)械等行業(yè)清洗都產(chǎn)生了大量的廢酸，如果這些廢酸不處理直接排放，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞。為了處理廢酸，降低其對(duì)環(huán)境的危害，人們想出了很多可行的方法。其中中和排放是一種比較簡(jiǎn)便的方法，中和排放是指往廢酸中加入石灰或碳酸鈣等中和劑中和廢酸，使廢液pH值達(dá)到或接近中性后排放，此類方法產(chǎn)生大量低值的石膏，由于石膏用途少，又面臨跟其他石膏生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，因此銷路是比較困難的問(wèn)題，而且大量石膏的堆存及運(yùn)輸成本比較高，將會(huì)增 加生產(chǎn)企業(yè)的成本。濃縮廢酸回收利用，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但濃縮廢酸需要耐腐蝕性強(qiáng)的設(shè)備及蒸發(fā)水分來(lái)達(dá)到濃縮的目的將耗費(fèi)很大的能源，也會(huì)增加生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。相比之下，工業(yè)廢酸直接利用于濕法冶金，由于不需要對(duì)工業(yè)廢酸進(jìn)行濃縮等工序，而且使用廢酸，將大大降低冶金企業(yè)的成本而受到人們競(jìng)相研究的對(duì)象。鎳(Nickel)是一種銀白色金屬，密度8. 9g/cm3，熔點(diǎn)1445°C，沸點(diǎn)2730°C。質(zhì)堅(jiān)硬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性，在空氣中不被氧化，又耐強(qiáng)堿。因此廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼和其它抗腐蝕合金。鎳的冶煉方法有1.火法冶煉鐵鎳2.高壓酸浸法。近幾年紅土型鎳礦高壓酸浸技術(shù)項(xiàng)目的詳細(xì)可行性研究報(bào)告，將鈷的價(jià)值計(jì)算在內(nèi)，每磅鎳的生產(chǎn)成本均在1. 4美元以下。因此，紅土型鎳礦開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)中心已由火法轉(zhuǎn)為濕法的酸浸金屬。但高壓酸浸法也有不足之處，如高壓需要耐高壓設(shè)備，設(shè)備投資大，高壓意味著高能耗，高壓環(huán)境下生產(chǎn)的安全性低。因此人們?cè)诟邏核峤夹g(shù)的基礎(chǔ)上加以研究，提出了常壓酸浸技術(shù)。如專利CN200510010916. 6 (從紅土鎳礦酸浸液中獲得硫化鎳的方法)提供一種從紅土鎳礦酸浸液中獲得硫化鎳的方法，其特征在于調(diào)整常壓酸浸后的浸出液pH值>1. 7，在浸出液中按鎳硫化堿=I 3 - 8的質(zhì)量比加入硫化堿，攪拌混勻，控制鎳離子濃度小于0.02克/升時(shí)，過(guò)濾；濾渣按固液比為1: 2的量，加水調(diào)漿、洗滌、過(guò)濾后，即得硫化鎳產(chǎn)品。專利CN200810031703. 5 ( 一種采用硫化沉淀從紅土鎳礦浸出液中富集鎳鈷的方法)提供了一種從紅土鎳礦浸出液中富集鎳鈷的方法，包括酸浸液濃縮、PH值調(diào)整，采用復(fù)合硫化劑沉淀、固液分離、洗滌、濾液處理。調(diào)整紅土鎳礦的酸浸液的PH值到設(shè)定值，緩慢加入復(fù)合硫化劑，使浸出液的PH值保持不變或緩慢變化，得到富集鎳鈷的硫化物產(chǎn)品。上述方法采用常壓酸浸紅土鎳礦法生產(chǎn)硫化鎳精礦，相比高壓酸浸法有了很大的進(jìn)步，成本相對(duì)也較低，但也存在不足的地方，比如1.沉淀步驟采用簡(jiǎn)單的沉淀劑如硫化鈉，硫化鉀等，將產(chǎn)生大量污染環(huán)境的硫化氫氣體，降低硫離子的使用率，導(dǎo)致加入的硫化劑量大，成本升高。2.酸浸采用的是普通工業(yè)無(wú)機(jī)酸，成本相對(duì)高3.紅土礦中含有大量的鐵元素，酸浸浸出液含有硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鎳等，它們都易溶于水，酸浸出液除鐵非常麻煩。采用濃縮酸浸液來(lái)達(dá)到析出硫酸鐵、硫酸亞鐵晶體而除鐵的目的，設(shè)備投入大，能耗高，增加工序?qū)е聞趧?dòng)強(qiáng)度增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)酸浸法由紅土鎳礦生產(chǎn)硫化鎳現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法。本發(fā)明是一條解決工業(yè)廢酸綜合利用難題的新途徑，運(yùn)用本方法，無(wú)需對(duì)工業(yè)廢酸進(jìn)行濃縮提高濃度，也不用凈化除雜，減少了濃縮、凈化工序，廢酸綜合利用的成本大大降低。同時(shí)運(yùn)用本方法生產(chǎn)硫化鎳精礦，成本低，使用的沉淀劑用量少，污染少。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的采用工業(yè)廢酸與紅土鎳礦混合，調(diào)成漿狀后，在60 110°C下浸提20 120分鐘，加入助劑，調(diào)節(jié)ρΗ=0. 5 4. 5，然后保溫條件下吹入壓縮空氣或氧氣，繼續(xù)反應(yīng)O. 5 5小時(shí)后過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，啟動(dòng)攪拌并加熱到40 100°C，加入硫化劑，繼續(xù)攪拌并保溫O. 5 5小時(shí)，過(guò)濾，濾渣為硫化鎳精礦。 所述的工業(yè)廢酸重量濃度為10% 50%，廢酸的用量為紅土鎳礦的2 7倍。所述的工業(yè)廢酸為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢酸、濕法煉銅工業(yè)產(chǎn)生的廢酸、鋼鐵及其制品、機(jī)械等行業(yè)清洗產(chǎn)生的廢酸、電鍍行業(yè)產(chǎn)生的廢酸和鉀長(zhǎng)石粉工業(yè)產(chǎn)生的廢酸中的一種或它們的組合物。所述的浸提方式為常壓浸提。所述的助劑為硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、氫氧化鉀、磷酸鉀、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、硫酸銨、氯化銨、硝酸銨和磷酸銨中的一種或它們的組合物，加入量為紅土鎳礦重量的I 15%。一般紅土鎳礦中鎳重量含量為1-3%左右，分為高鐵低鎂的褐鐵礦層和低鐵高鎂的硅鎂鎳層以及兩者之間的過(guò)渡層三種類型，通常高鐵低鎂的褐鐵礦層鎳含量較低，耗酸較少，低鐵高鎂的硅鎂鎳礦層鎳含量高，耗酸量也大。本發(fā)明采用的廢酸可以根據(jù)鎳含量進(jìn)行調(diào)整，鎳含量高的紅土鎳礦可以采用高濃度的廢酸，例如1%含量的鎳重量含量可以用10-15%的廢酸，3%鎳含量可以采用重量含量15-50%的廢酸。所述的調(diào)節(jié)pH的物質(zhì)采用堿性物質(zhì)，所述的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣中的一種或它們的組合物。所述的過(guò)濾方式為直接過(guò)濾或降溫過(guò)濾。所述的硫化劑為硫化鈣、硫化鎂、硫化鋇、硫化亞鐵、硫化鋁、硫化鋅、硫化銅、硫化錳、硫化鉛、硫化錫、硫化銨和它們的二硫化物或多硫化物中的一種或它們的組合物；加入硫化劑的量為濾液中鎳離子含重量的O. 5 5倍。
表1:酸浸法生產(chǎn)硫化鎳精礦不同工藝路線比較表
項(xiàng)目 I現(xiàn)有技術(shù)I本發(fā)明技術(shù)-
使用的酸~~使用普通工業(yè)無(wú)機(jī)酸使用工業(yè)廢酸,綜合利用廢酸,變廢為寶,鎳的冶煉成本低。
使用的沉為硫的堿金屬鹽，易產(chǎn)生大量污染環(huán)境的硫化氫氣體，使用特殊的硫化劑,幾乎無(wú)硫化氫氣體生成,硫化劑無(wú)損失,成本低。
淀劑用量大。__
除鐵方式浸出后再沉淀分離，增加設(shè)備及操作，并導(dǎo)致鎳回收率加入助劑及通入空氣或氧氣減少了鐵的浸出、浸出液中的鐵含量,鎳_[τκ_I回收率高。_
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用工業(yè)廢酸代替普通無(wú)機(jī)酸浸提紅土鎳礦生產(chǎn)硫化鎳精礦，解決了廢酸綜合利用的難題，生產(chǎn)成本低，所用設(shè)備簡(jiǎn)單。2.工業(yè)廢酸直接綜合利用，不需要濃縮到一定濃度，也不需要凈化除雜，減少了濃縮、凈化設(shè)備，降低了能耗。3.浸提后期加入助劑及氧化劑，大大減少了鐵的浸出，降低了浸提液中鐵的含量，使浸提液無(wú)需另外進(jìn)行除鐵處理，減少除鐵工藝，降低生產(chǎn)勞作強(qiáng)度。4.采用特殊硫化劑，避免了轉(zhuǎn)化過(guò)程中硫化氫的釋放，既保護(hù)了車間和大氣環(huán)境，又減少了硫化劑的損失，降低生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明由工業(yè)廢液制取硫化鎳精礦的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 (實(shí)施例中所有的酸和鎳的含量均為重量含量)
IOOOKg紅土鎳，加入3300Kg含酸21%的鈦白廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提45分鐘，加入150Kg硫酸鈉固體，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=4. 2，吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)1. 5小時(shí)，降溫到40°C后過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到80°C，加入200Kg粉狀硫化亞鐵，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為11. 0%。實(shí)施例2
IOOOKg紅土鎳，加入4000Kg含硫酸18%的電解銅工業(yè)廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入IOOKg氯化鉀固體，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=3. O,吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到90°C，加入160Kg粉狀硫化鈣，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為12. 1%。實(shí)施例3
IOOOKg紅土鎳，加入6300Kg濃度為15%的鋼鐵制品清洗產(chǎn)生的廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入IOOKg硫酸銨固體，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=3.0，吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到90°C，加入150Kg粉狀1:1硫化銨和多硫化銨，保溫反應(yīng)4小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為10. 9%。實(shí)施例4
IOOOKg紅土鎳，加入4500Kg20%的鉀長(zhǎng)石粉工業(yè)廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入IOOKg氯化銨固體，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=l. O,吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到90°C，加入50Kg粉狀硫化鋅，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為12. 3%。實(shí)施例5
IOOOKg紅土鎳，加入6000Kgl7%的電鍍行業(yè)廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提120分鐘，加入60Kg磷酸銨固體，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=4. 5，吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到95°C，加入280Kg粉狀1:1硫化銨和硫化鋅，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為9. 8%。實(shí)施例6IOOOKg紅土鎳，加入4500Kgl5%的鈦白廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到110°C，常壓攪拌浸提20分鐘，加入40Kg磷酸鉀和60kg氯化銨，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=l. 5，吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到90°C，加入200Kg粉狀硫化鋅，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為13. 6%。實(shí)施例7
IOOOKg紅土鎳，加入5000Kg21%的鈦白廢酸，開(kāi)啟攪拌調(diào)成漿狀，升溫到100°C，常壓攪拌浸提30分鐘，加入60Kg硫酸鈉和20kg氯化銨混合物，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=4. 2，吹入壓縮空氣，繼續(xù)反應(yīng)2. 5小時(shí)，降溫到40°C后過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，攪拌下加熱到80°C，加入280Kg粉狀的硫化鋇和硫化鎂的混合物，保溫反應(yīng)3小時(shí)后降溫到50°C，過(guò)濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為12. 5%。 上述實(shí)施例得到的硫化鎳精礦可以直接用于提煉金屬鎳。
權(quán)利要求
1.一種由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于采用工業(yè)廢酸與紅土鎳礦混合，調(diào)成漿狀后，在60 110°C下浸提20 120分鐘，加入助劑，調(diào)節(jié)ρΗ=0. 5 4. 5，然后在保溫條件下吹入壓縮空氣或氧氣，繼續(xù)反應(yīng)O. 5 5小時(shí)后過(guò)濾，濾液放入反應(yīng)釜，啟動(dòng)攪拌并加熱到40 100°C，加入硫化劑，繼續(xù)攪拌并保溫O. 5 5小時(shí)，過(guò)濾，濾渣為硫化鎳精礦；所述的廢酸重量濃度是10-50%，用量為紅土鎳礦的2 7倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的工業(yè)廢酸為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢酸、濕法煉銅工業(yè)產(chǎn)生的廢酸、鋼鐵及其制品、機(jī)械等行業(yè)清洗產(chǎn)生的廢酸、電鍍行業(yè)產(chǎn)生的廢酸和鉀長(zhǎng)石粉工業(yè)廢酸中的一種或它們的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的浸提方式為常壓浸提。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的助劑為硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、氫氧化鉀、磷酸鉀、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、硫酸銨、氯化銨、硝酸銨和磷酸銨中的一種或它們的組合物，加入量為紅土鎳礦重量的 I 15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的調(diào)節(jié)PH采用堿性物質(zhì)，所述的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣中的一種或它們的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的過(guò)濾方式為直接過(guò)濾或降溫過(guò)濾。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的硫化劑為硫化韓、硫化續(xù)、硫化鎖、硫化亞鐵、硫化招、硫化鋒、硫化銅、硫化猛、硫化鉛、硫化錫、硫化銨和它們的二硫化物或多硫化物中的一種或它們的組合物；加入硫化劑的量為濾液中鎳離子含重量的O. 5 5倍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由工業(yè)廢酸制取硫化鎳精礦的方法。具體技術(shù)方案是采用工業(yè)廢酸浸泡紅土鎳礦，升溫?cái)嚢杞嵋欢螘r(shí)間后，加入助劑，吹入壓縮空氣或氧氣，反應(yīng)一段時(shí)間后過(guò)濾，濾液升溫到指定溫度后加入硫化劑，攪拌并保溫一段時(shí)間后過(guò)濾，得到硫化鎳精礦。本發(fā)明是一條綜合利用工業(yè)廢酸的有效途徑，既能變廢為寶，又能降低濕法冶煉生產(chǎn)硫化鎳精礦的成本，并且減少了大氣污染，可產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C22B3/06GK102994746SQ201210474439
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者容小邕, 梁興泉 申請(qǐng)人:廣西藤縣雅照鈦白有限公司