[發明專利]基于微生物氟化浸出提取黑色多金屬頁巖中鎳和釩的工藝

有效

• 申請號: 202110408166.7
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113278797B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 楊鑫龍;劉學;孫建之;莫曉蘭;溫建康;尚鶴;高文成
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司;有研資源環境技術研究院（北京）有限公司
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B23/00;C22B34/22
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發明提供了一種基于微生物氟化浸出提取黑色多金屬頁巖中鎳和釩的工藝。該工藝主要包括：采用黑色多金屬頁巖的專屬浸礦菌對黑色多金屬頁巖進行微生物氟化浸出，得到浸出液；基于萃取技術從浸出液中萃取V(IV)離子，且萃取所得的含釩貴液可直接制備釩電解液；通過將萃取所得的釩萃余液的pH調至5.0～5.5去除釩萃余液中的鉬離子，得到凈化液；采用離子交換樹脂提取凈化液中的Ni(II)離子，得到可直接制備硫酸鎳的含鎳貴液。該工藝不僅流程短，而且適應各種鎳、釩含量的黑色多金屬頁巖，還能有效浸出黑色多金屬頁巖中的鎳、釩及其它有價金屬，為頁巖提釩工序提供易于處理的含釩原料；同時，該工藝還具有資源利用率高、對環境影響小以及經濟性好等優點，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及濕法冶金技術，其主要涉及一種基于微生物氟化浸出提取黑色多金屬頁巖中鎳和釩的工藝。

背景技術

黑色多金屬頁巖是我國儲量居世界首位的一種特色礦產資源，其中含有較為豐富的釩、鎳、鉬等戰略金屬。其中鎳、鉬主要以鎳黃鐵礦及輝鉬礦形式存在，釩因與鋁離子半徑接近，往往以類質同相形式存在于云母類礦石的硅氧四面體及鋁氧八面體中。從黑色多金屬頁巖中提取有價金屬的關鍵在于采用各類預處理手段將礦物晶格破壞，使得賦存于其中的有價金屬離子成為游離態，從而能通過浸出被提取出來。由于黑色多金屬頁巖中鎳、鉬含量偏低，長期以來，對黑色多金屬頁巖資源的利用均以釩的提取為主，鎳鉬資源基本未得到有效回收。

同時，由于各組分共生關系密切，導致釩提取工藝復雜及分離效率較低，使得頁巖加工利用過程存在固廢排放量大，環境污染風險高的問題，嚴重影響頁巖資源產業的可持續發展。并且，現有技術中的提釩工藝通常是以五氧化二釩為最終產品，其經濟效益也是有限的。

綜上所述，從黑色多金屬頁巖中提取有價金屬離子的現有工藝，還存在的技術問題有：1.難以同時實現鎳和釩的高效提取，2.從黑色多金屬頁巖中提釩的工藝還存在工藝復雜、分離效率較低、固廢排放量大、能耗及酸耗較高等問題，3.以五氧化二釩為最終產品經濟效益有限，4.以四價釩為最終產品的提取工藝存在制備流程長、生產成本高的問題。

因此，本領域亟需一種新型的提取工藝，以解決上述現有工藝中存在的問題。

發明內容

本發明提出了一種基于微生物氟化浸出提取黑色多金屬頁巖中鎳和釩的工藝，旨在解決上述現有工藝中所存在的技術問題的同時，為本領域提供一種在工藝流程較短的前提下也可一次性高效提取四價釩(V(IV))離子和二價鎳(Ni(II))離子的實用型工藝。本發明的具體內容如下：

本發明提供了一種基于微生物氟化浸出提取黑色多金屬頁巖中鎳和釩的工藝，該工藝包括以下步驟：

步驟1，采用黑色多金屬頁巖的專屬浸礦菌，在密閉含氟酸性體系下對所述黑色多金屬頁巖進行生物浸出，得到含鎳釩浸出液；

步驟2，檢測所述含鎳釩浸出液中的Ni(II)離子濃度和V(IV)離子濃度是否滿足預設條件；

步驟3，當所述含鎳釩浸出液中Ni(II)離子濃度和V(IV)離子濃度滿足預設條件后，萃取所述含鎳釩浸出液中的V(IV)離子，得到含釩貴液和釩萃余液；所述含釩貴液中V(IV)離子濃度大于等于20g/L；

步驟4，通過氫氧化鈉將所述釩萃余液的pH調至5.0～5.5，去除所述釩萃余液中的鉬離子，得到凈化液；

步驟5，采用離子交換樹脂提取所述凈化液中的Ni(II)離子，得到含鎳貴液；所述含鎳貴液中Ni(II)離子濃度大于等于15g/L；

步驟6，基于所述含鎳貴液制備硫酸鎳，基于所述含釩貴液制備釩電解液。

可選地，在所述步驟1中，所述專屬浸礦菌的培養過程包括：

將所述黑色多金屬頁巖分別配成質量濃度為2％的第一礦漿、質量濃度為5％的第二礦漿、質量濃度為10％的第三礦漿；