一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，該方法是將磨細(xì)后的紅土鎳礦用硫酸浸出，浸出結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到含鎳鐵的浸出液；向含鎳鐵的浸出液中加入絡(luò)合劑，充分混合，混合后將其倒入以離子交換膜為分離介質(zhì)的電解槽中的陽極室，通入直流電，在電場作用下，利用離子交換膜對(duì)陰陽離子的選擇透過性，即陽離子交換膜只允許溶液中陽離子透過，陰離子交換膜只允許溶液中陰離子透過，使浸出液中的鎳離子遷移到陰極室并在陰極沉積，而呈絡(luò)陰離子的鐵留在陽極室，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離。該方法以離子交換膜作為介質(zhì)分離紅土鎳礦浸出液中的鐵和鎳，具有操作簡便，工藝參數(shù)易控制的特點(diǎn)，不僅能提高鎳鐵分離效率，還能提高鎳的回收率。
【專利說明】
一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，屬于有色金屬濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鎳主要從硫化鎳礦中提取，隨著硫化鎳礦資源的日趨枯竭，鎳行業(yè)將鎳的開發(fā)從硫化鎳礦轉(zhuǎn)向了儲(chǔ)量豐富的紅土鎳礦。從紅土鎳礦中提取鎳的方法主要有火法冶煉和濕法冶煉，其中，火法冶煉適用于含鎂較高、含鐵較低的硅鎂鎳礦，但是，火法冶煉工藝能耗高、污染大，對(duì)其它有價(jià)金屬回收率低。濕法冶煉工藝適用于含鐵較高、含鎂較低的褐鐵礦型紅土鎳礦。
[0003]目前，濕法冶煉工藝從紅土鎳礦中提取鎳的常用方法有:高溫還原焙燒一常壓氨浸;硫酸加壓酸浸和硫酸常壓酸浸三種。還原焙燒一氨浸是濕法處理紅土鎳礦工藝中最早應(yīng)用的方法，但是該方法還原氣氛不易控制，鎳浸出率波動(dòng)較大，鎳的損失達(dá)到20%?25%，且能耗較高，導(dǎo)致此法的應(yīng)用受到限制。
[0004]硫酸加壓酸浸方法的設(shè)備投資大，維護(hù)費(fèi)用高，設(shè)備容易結(jié)垢，且生產(chǎn)過程控制要求高。硫酸常壓酸浸處理紅土鎳礦避免了高壓操作和高壓設(shè)備及其維護(hù)費(fèi)用，因而越來越受到人們的關(guān)注，成為濕法處理紅土鎳礦工藝研究的熱門課題。
[0005]目前，硫酸常壓酸浸處理紅土鎳礦的一般工藝過程為:將礦石磨細(xì)分級(jí)處理并制成一定濃度的礦漿，然后加入硫酸，通過控制一定的溫度使礦石中的鎳浸出。但是，由于紅土鎳礦中鐵的含量較高，浸出時(shí)，鐵會(huì)隨鎳浸出進(jìn)入浸出液，對(duì)后續(xù)鎳的提純和富集產(chǎn)生不利影響，如果要制得純凈的鎳產(chǎn)品，則必須對(duì)浸出液再進(jìn)行鎳鐵分離，在工業(yè)實(shí)踐中，浸出液中的鐵的去除通常采用化學(xué)沉淀法，使浸出液中的鐵沉淀，過濾后，得到含鎳浸出液。但是，采用化學(xué)沉淀法時(shí)，沉鐵渣量大，過濾性能差、固液分離操作繁瑣，且隨鐵渣損失的鎳量較多。鑒于化學(xué)沉淀法沉鐵的弊端，濕法冶金工作者嘗試采用溶劑萃取法去除紅土鎳礦硫酸浸出液中的鐵，萃取法除鐵的研究有了較大的進(jìn)展，但該法只適合于酸度較低且鐵含量較低的浸出液體系。
[0006]離子交換膜是一種對(duì)離子具有選擇透過性的膜，膜中含有可在水溶液中解離的離子，膜中的解離離子，既可以與膜外電性相同的帶電離子進(jìn)行交換，又能進(jìn)行電流傳導(dǎo)。陽離子交換膜只允許溶液中陽離子透過，陰離子交換膜只允許溶液中陰離子透過?；谏鲜鲂再|(zhì)，離子交換膜可以應(yīng)用于有色冶金、醫(yī)藥、化工、食品以及工業(yè)廢水等處理領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，該方法以離子交換膜作為介質(zhì)分離紅土鎳礦浸出液中的鐵和鎳，具有操作簡便，工藝參數(shù)易控制的特點(diǎn)，不僅能提高鎳鐵分離效率，還能提高鎳的回收率。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是: 一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，該方法將磨細(xì)后的紅土鎳礦用硫酸浸出，浸出結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到含鎳鐵的浸出液；向含鎳鐵的浸出液中加入絡(luò)合劑，充分混合，混合后將其倒入以離子交換膜為分離介質(zhì)隔開的電解槽中的陽極室，陰極加入鎳和檸檬酸鈉的混合溶液;通入直流電，在電場作用下，利用離子交換膜對(duì)陰陽離子的選擇透過性，即陽離子交換膜只允許溶液中陽離子透過，陰離子交換膜只允許溶液中陰離子透過，使浸出液中的鎳離子迀移到陰極室并在陰極沉積，而呈絡(luò)陰離子的鐵留在陽極室，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離。
[0009]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，其特征在于該方法包含以下步驟:
(1).按硫酸:紅土鎳礦=1.3:1的質(zhì)量比，將磨細(xì)至0.061?0.200mm的紅土鎳礦與硫酸混合進(jìn)行攪拌浸出，浸出條件為常壓，溫度80°C，浸出時(shí)間120min，浸出后進(jìn)行固液分離，得到含鎳鐵離子的浸出液；
(2).向上述步驟(I)得到的鎳和鐵質(zhì)量濃度比為1:10的浸出液中加入絡(luò)合劑，其中絡(luò)合劑與鐵的摩爾比為2:1，調(diào)節(jié)浸出液的pH值為5.0?6.5;
(3).將上述步驟(2)得到的浸出液置于由陽離子交換膜隔開的電解槽中的陽極室，向陰極室加入由硫酸鎳與檸檬酸鈉摩爾比為I: I的混合液，控制混合液PH值為5.5?6.0;
(4).以不銹鋼為陰極，石墨為陽極，通入直流電，在電解槽中進(jìn)行電解，上述浸出液中的鎳離子迀移到陰極室，而浸出液中的鐵離子與絡(luò)合劑形成的鐵絡(luò)陰離子留在陽極室，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離，在陰極電沉積得到鎳；
(5).當(dāng)停止通電，取出上述電解分離后的陽極室中鐵絡(luò)陰離子溶液，調(diào)節(jié)其pH值至1.0?4.0，將其置于離子交換膜隔開的電解槽中的陰極室，向陽極室加入硫酸鈉溶液，通入直流電，以不銹鋼為陰極，石墨為陽極，在電解槽中進(jìn)行電解，陰極得到鐵，陰極室絡(luò)合劑溶液可重新用作浸出液中鐵的絡(luò)合。
[0010]上述步驟(2)所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉或磺基水楊酸鈉中的任一種。
[0011]本發(fā)明具有的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的方法以離子交換膜作為介質(zhì)分離紅土鎳礦浸出液中的鐵鎳，使浸出液中的鐵鎳分離和鎳的電解提取一步完成，縮短了從浸出液提取鎳的工藝流程;該方法不僅能使紅土鎳礦中鎳鐵分離，還能使絡(luò)合劑可以再生循環(huán)使用，降低分離成本；該方法在鎳鐵分離及鎳電解提取時(shí)，陰極加入檸檬酸鈉可提高陰極電沉積鎳的質(zhì)量，提高鎳的回收率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明所用的離子交換膜電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:I是陽極；2是陰極;3是陽極室；4是陰極室；5是離子交換膜。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1
按硫酸:紅土鎳礦=1.3:1的質(zhì)量比，將磨細(xì)至0.061?0.200mm的紅土鎳礦與硫酸混合進(jìn)行攪拌浸出，常壓，加溫至80°C，浸出時(shí)間120min，浸出后進(jìn)行固液分離，得到含鎳鐵離子的浸出液;再向浸出液中加入絡(luò)合劑，用稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)浸出液的的PH值為5.0，配成含鐵20g/L、含鎳2g/L的溶液;將上述330mL溶液加入到陽極室中；向陰極室加入330mL混合溶液，所述的混合溶液由濃度為105g/L的硫酸鎳和濃度為176g/L的檸檬酸鈉組成，其pH為5.5;以不銹鋼為陰極，石墨為陽極，通入直流電，在電解槽中進(jìn)行電解，控制陰極電流密度17A/V，槽電壓4.4V，電解13小時(shí)，上述溶液中的鎳離子迀移到陰極室，并在陰極電沉積得到0.59g鎳，而浸出液中的鐵離子與絡(luò)合劑形成的鐵絡(luò)陰離子留在陽極室;停止通電，取出上述電解分離后的陽極室中鐵絡(luò)陰離子溶液，調(diào)節(jié)其PH至1.0，將其置于電解槽中的陰極室，向陽極室加入濃度為50g/L的硫酸鈉溶液，通入直流電，以不銹鋼板為陰極，石墨為陽極，在電解槽中進(jìn)行電解，控制溫度25 0C，陰極電流密度ΙΟΑ/dm2，槽電壓5.5V，電解時(shí)間2小時(shí)，在陰極電沉積得到3.2g的鐵，陰極絡(luò)合劑溶液可重新用作浸出液中鐵的絡(luò)合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 按硫酸:紅土鎳礦=1.3:1的質(zhì)量比，將磨細(xì)至0.061?0.200mm的紅土鎳礦與硫酸混合進(jìn)行攪拌浸出，常壓，加溫至80°C，浸出時(shí)間120min，浸出后進(jìn)行固液分離，得到含鎳鐵尚子的浸出液； 向上述步驟(I)得到的鎳和鐵質(zhì)量濃度比為1:10的浸出液中加入絡(luò)合劑，其中絡(luò)合劑與鐵的摩爾比為2:1，調(diào)節(jié)浸出液的pH值為5.0?6.5; 將上述步驟(2)得到的浸出液置于由陽離子交換膜隔開的電解槽中的陽極室，向陰極室加入由硫酸鎳與檸檬酸鈉摩爾比為I: I的混合液，控制混合液pH值為5.5?6.0; (4).以不銹鋼為陰極，石墨為陽極，通入直流電，在電解槽中進(jìn)行電解，上述浸出液中的鎳離子迀移到陰極室，而浸出液中的鐵離子與絡(luò)合劑形成的鐵絡(luò)陰離子留在陽極室，實(shí)現(xiàn)紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離，在陰極電沉積得到鎳； 當(dāng)停止通電，取出上述電解分離后的陽極室中鐵絡(luò)陰離子溶液，調(diào)節(jié)其pH值至1.0?4.0，將其置于離子交換膜隔開的電解槽中的陰極室，向陽極室加入硫酸鈉溶液，通入直流電，以不銹鋼為陰極，石墨為陽極，在電解槽中進(jìn)行電解，陰極得到鐵，陰極室絡(luò)合劑溶液可重新用作浸出液中鐵的絡(luò)合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，其特征在于，上述步驟(2)所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸或磺基水楊酸鈉中的任一種。
【文檔編號(hào)】C25C1/06GK105887136SQ201610254127
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月23日
【發(fā)明人】談定生, 萬石保, 秦巖, 丁偉中, 郭曙強(qiáng)
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)