[發明專利]一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法

有效

• 申請號: 201610254127.5
• 申請日: 2016-04-23
• 公開（公告）號: CN105887136B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 談定生;萬石保;秦巖;丁偉中;郭曙強
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C25C1/08
• 分類號: C25C1/08;C25C1/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發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領域。

背景技術

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，鎳行業將鎳的開發從硫化鎳礦轉向了儲量豐富的紅土鎳礦。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，對其它有價金屬回收率低。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。

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－常壓氨浸；硫酸加壓酸浸和硫酸常壓酸浸三種。還原焙燒－氨浸是濕法處理紅土鎳礦工藝中最早應用的方法，但是該方法還原氣氛不易控制，鎳浸出率波動較大，鎳的損失達到20%～25%，且能耗較高，導致此法的應用受到限制。

硫酸加壓酸浸方法的設備投資大，維護費用高，設備容易結垢，且生產過程控制要求高。硫酸常壓酸浸處理紅土鎳礦避免了高壓操作和高壓設備及其維護費用，因而越來越受到人們的關注，成為濕法處理紅土鎳礦工藝研究的熱門課題。

目前，硫酸常壓酸浸處理紅土鎳礦的一般工藝過程為：將礦石磨細分級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，鐵會隨鎳浸出進入浸出液，對后續鎳的提純和富集產生不利影響，如果要制得純凈的鎳產品，則必須對浸出液再進行鎳鐵分離，在工業實踐中，浸出液中的鐵的去除通常采用化學沉淀法，使浸出液中的鐵沉淀，過濾后，得到含鎳浸出液。但是，采用化學沉淀法時，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展，但該法只適合于酸度較低且鐵含量較低的浸出液體系。

離子交換膜是一種對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行交換，又能進行電流傳導。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。基于上述性質，離子交換膜可以應用于有色冶金、醫藥、化工、食品以及工業廢水等處理領域。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，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分離紅土鎳礦浸出液中的鐵和鎳，具有操作簡便，工藝參數易控制的特點，不僅能提高鎳鐵分離效率，還能提高鎳的回收率。

為達到上述目的，本發明的構思是：

一種從紅土鎳礦酸浸液中分離鐵和鎳的方法，該方法將磨細后的紅土鎳礦用硫酸浸出，浸出結束后進行固液分離，得到含鎳鐵的浸出液；向含鎳鐵的浸出液中加入絡合劑，充分混合，混合后將其倒入以離子交換膜為分離介質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，而呈絡陰離子的鐵留在陽極室，實現紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

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的質量比，將磨細至0.061～0.200mm的紅土鎳礦與硫酸混合進行攪拌浸出，浸出條件為常壓， 溫度80℃，浸出時間120min ,浸出后進行固液分離，得到含鎳鐵離子的浸出液；

(2). 向上述步驟(1)得到的鎳和鐵質量濃度比為1：10的浸出液中加入絡合劑，其中絡合劑與鐵的摩爾比為2:1，調節浸出液的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1:1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，在電解槽中進行電解，上述浸出液中的鎳離子遷移到陰極室，而浸出液中的鐵離子與絡合劑形成的鐵絡陰離子留在陽極室，實現紅土鎳礦浸出液中鐵、鎳的分離，在陰極電沉積得到鎳；