[發(fā)明專利]一種利用室溫離子液體回收紅土鎳礦生物浸出液中鎳離子的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710179062.3
• 申請(qǐng)日: 2007-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101457292A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武名麟;黃松濤;溫建康;姚國(guó)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號(hào): C22B3/04
• 分類號(hào): C22B3/04;C22B3/18;C22B3/26;C22B23/00;C21B15/00
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭佩蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種室溫離子液體，該室溫離子液體可對(duì)紅土鎳礦生物浸出液中 的鎳、鈷等金屬離子進(jìn)行萃取回收。本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)中生物濕法冶金研究 領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)的鎳的資源總量為790萬(wàn)噸，按儲(chǔ)量基礎(chǔ)計(jì)算，平均60％以上的資源為難以 得到經(jīng)濟(jì)利用的紅土鎳礦資源。鎳資源貧乏的現(xiàn)狀促使我們尋求一種新型的工業(yè)技 術(shù)來(lái)解決紅土鎳礦資源利用的難題。

采用生物冶金技術(shù)處理紅土鎳礦，篩選高效生物冶金異養(yǎng)微生物，進(jìn)行鎳褐鐵礦 或硅鎂鎳礦等紅土鎳礦的選擇性生物浸出可以得到較高的鎳、鈷浸出率。在生產(chǎn)成 本和處理能力上優(yōu)于傳統(tǒng)的加壓浸出和高溫熔煉、還原焙燒-常壓氨浸等方法。但 生物浸出液存在酸度高、成分復(fù)雜、主體金屬離子含量低、摻雜有機(jī)相和固體顆粒 等特點(diǎn)，采用化學(xué)沉淀方法回收率低，夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，形成二次固體污染物構(gòu)成環(huán) 境危害；而采用一般溶劑萃取方法存在著設(shè)備(級(jí)數(shù))多，占地大，有機(jī)、無(wú)機(jī)試 劑消耗量大，投資費(fèi)用和生產(chǎn)成本較高等缺陷，且萃取劑自身萃取效率不高、污染 嚴(yán)重、形成生產(chǎn)效率低，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力差的狀況。因此，有必要提供一種新的工藝來(lái) 處理紅土鎳礦生物浸出液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是應(yīng)用室溫離子液體六氟磷酸根1-烷基-3-甲基咪唑[C_nmim][PF₆] (n＝4，6，8)對(duì)通過(guò)紅土鎳礦生物浸出得到的復(fù)雜成分浸出液進(jìn)行常溫條件下萃取。并 通過(guò)控制調(diào)節(jié)浸出液酸度達(dá)到萃取和反萃的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明涉及的室溫離子液體(RTILs：Room?temperat?ure?ionic?liquids)是一類在室 溫或相近溫度條件下完全由有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子組成的液體化合物，屬 于鹽類，熔點(diǎn)通常約在100℃以下。該物質(zhì)具有無(wú)毒、無(wú)顯著蒸氣壓、對(duì)環(huán)境友好、 無(wú)可燃性、導(dǎo)電性好且電化學(xué)窗口寬、熔點(diǎn)低且液態(tài)區(qū)間寬、熱穩(wěn)定性好、可溶解 多種有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的特點(diǎn)。

本發(fā)明所應(yīng)用的室溫離子液體可購(gòu)自河南利華制藥有限公司或阿法埃莎(Alfa Aesar)化學(xué)有限公司，室溫離子化學(xué)名即為其型號(hào)。本發(fā)明僅利用室溫離子液體對(duì) 金屬離子的萃取功能，對(duì)室溫離子液體本身不申請(qǐng)專利保護(hù)。

本發(fā)明所述的紅土鎳礦礦石，包括鎳褐鐵礦(limonite)和硅酸鎳礦。所涉及到 的紅土鎳礦生物浸出液來(lái)自于由黑曲霉(Aspergillus?niger)(該菌種市場(chǎng)有售)經(jīng) 培養(yǎng)所產(chǎn)生的混合有機(jī)酸對(duì)紅土鎳礦礦物顆粒的浸出過(guò)程。其中黑曲霉經(jīng)培養(yǎng)所產(chǎn) 生的混合有機(jī)酸種類包括有：檸檬酸、蘋(píng)果酸和草酰乙酸等。被浸出紅土鎳礦礦物 顆粒粒度為-200目，浸出溫度為室溫條件(約35℃)，浸出過(guò)程采用搖瓶浸出或 攪拌浸出方式，浸出周期為24～48h，紅土鎳礦礦物中鎳浸出率為95～98％，鈷浸出 率小于80％，鈣、鎂、鐵浸出率均小于60％，浸出過(guò)程后金屬離子與各種雜質(zhì)和固 體顆粒均進(jìn)入由有機(jī)酸所形成的有機(jī)相中，但有機(jī)相中所含主體金屬離子濃度很低。

本發(fā)明工藝將室溫離子液體與金屬鎳離子濃度為小于500mg/L的紅土鎳礦生物 浸出液按體積比1∶50～100混合，充分?jǐn)嚢韬箪o置分層為水相和室溫離子液體兩相， 浸出液中鰲合金屬離子的有機(jī)溶劑部分富集于室溫離子液體相中，并將鎳、鐵、鈷 等金屬離子轉(zhuǎn)移至室溫離子液體相，但浸出液中的雜質(zhì)和固體顆粒均可留在水相中。 隨著pH的增大，金屬離子在室溫離子液體相中的分配比逐漸增大，此時(shí)萃取的金屬 離子選擇性順序?yàn)镃o＞Fe＞Ni。當(dāng)紅土鎳礦生物浸出液中金屬鎳離子的濃度大于 500mg/L時(shí)，可以加入少量酸性萃取劑P204(二(2-乙基己基)磷酸)進(jìn)行輔助萃 取。分離室溫離子液體相后，采用鹽酸對(duì)離子液體進(jìn)行逐級(jí)反萃，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳離子的 回收，并可適量回收鈷離子。

為保證室溫離子液體對(duì)生物浸出液中鎳離子萃取過(guò)程的順利進(jìn)行，新工藝采用 如下設(shè)計(jì)方案(參見(jiàn)附圖1原則工藝流程)：

(1)如工序1所示，對(duì)得到的生物浸出液進(jìn)行元素分析，測(cè)定其中的鎳、鐵、 鈷離子濃度。當(dāng)鎳離子濃度小于500mg/L時(shí)采用工序2進(jìn)行下一步操作；當(dāng)鎳離子 濃度大于500mg/L時(shí)采用工序3進(jìn)行下一步操作。