硫化镍钴处理方法技术

本发明专利技术公开了一种硫化镍钴处理方法。该方法包括：以红土镍矿湿法冶金中间产品硫化镍钴为原料，添加氧化剂、催化剂和中和剂，并控制反应条件，进行选择性氧化浸出和初步除杂，将镍与杂质分离，得到含镍溶液；将含镍溶液进行深度萃取除杂，得到硫酸镍溶液，经蒸发结晶得到硫酸镍晶体；负载有机相反萃，将有机相返回萃取除杂步骤，将杂质硫酸盐溶液返回选择性氧化浸出步骤。本发明专利技术整个工艺流程很短，相比传统萃取除杂体系缩减很多，萃取级数大大降低；其中，初步除杂得到的含镍浸出液中锰钴等杂质降低至ppm级；深度萃取除杂后得到纯净的硫酸镍溶液，解决的传统处理工艺存在的萃取分离体系流量巨大，工艺流程繁琐，除杂效率低等问题。除杂效率低等问题。除杂效率低等问题。

【技术实现步骤摘要】
硫化镍钴处理方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，特别是涉及一种硫化镍钴处理方法。

技术介绍

[0002]红土镍矿湿法冶金产出大量镍钴中间产品，其中，硫化镍钴(MSP)具有镍钴含量高、杂质含量低等优势，但是，传统的硫化镍钴处理工艺，为了去除最终产品硫酸镍溶液中的锰钴杂质，所采用的萃取除杂和镍钴分离体系流量巨大，其工艺流程繁琐。
[0003]因此，如何快速高效地将红土镍矿湿法冶金产出的硫化镍钴中间产品转化为硫酸镍溶液，以满足在三元动力电池中的应用需求，是目前红土镍矿湿法冶金中的一大重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种硫化镍钴处理方法，以解决现有技术中需要采用巨大流量的萃取分离体系才能进行除杂，工艺流程繁琐，除杂效率低等问题。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供的一种硫化镍钴处理方法，包括：
[0006]以红土镍矿湿法冶金中间产品硫化镍钴为原料，添加氧化剂和催化剂进行选择性氧化浸出，控制温度为100℃～200℃，pH为2.5～5.5，加入中和剂进行初步除杂并控制终点pH为4.5～5.5，过滤得到含镍溶液和含杂质滤渣；其中，所述催化剂选自含硫化合物中一种或几种；
[0007]将含镍溶液进行萃取除杂，得到硫酸镍溶液，经蒸发结晶得到硫酸镍；
[0008]负载有机相反萃，将有机相返回萃取除杂步骤，将杂质硫酸盐溶液返回选择性氧化浸出步骤。
[0009]可选的，所述选择性氧化浸出，氧化时间为1h～24h，液固比控制在(2～8):1。所述选择性氧化浸出为加压氧化浸出，温度为100
‑
200度。
[0010]可选的，所述氧化剂为氧气、压缩空气、富氧中的一种。其中，氧分压控制在3bar～5bar。
[0011]可选的，所述催化剂为二氧化硫或含有二氧化硫烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或几种。
[0012]可选的，所述催化剂的添加量为原料干基重量的1％～25％。
[0013]可选的，所述中和剂为碱性，选自碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、氧化钙、氢氧化钾、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化镍、氧化镍、氧化钴、氢氧化钴、氢氧化镍钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰中的一种或几种。
[0014]可选的，所述萃取除杂过程中，萃取有机相为p204，O/A比为1:1。
[0015]可选的，所述初步除杂后，镍浸出率不低于99.9％，钴沉淀率不低于99.9％，锰沉淀率不低于99.9％。
[0016]可选的，所述萃取除杂后得到的硫酸镍溶液中，钴含量<5ppm，锰含量<10ppm，其他杂质总含量<10ppm。
[0017]有益效果：本专利技术硫化镍钴处理方法以MSP作为原料，通过添加氧化剂、催化剂和中和剂并控制反应条件进行选择性氧化浸出和初步除杂，从而将镍与钴锰铁铝钪等杂质分离(即Ni元素溶入液相，其他金属杂质形成沉淀)，将初步除杂得到的几乎纯净的含镍溶液进行深度萃取除杂，得到纯净的硫酸镍溶液，经蒸发结晶得到硫酸镍晶体。本专利技术整个工艺流程很短，体系量减小很多，相比传统萃取除杂体系缩减很多，萃取级数大大降低；其中，初步除杂得到的含镍浸出液中，其锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰沉淀渣中，可进行单独提取；深度萃取除杂后硫酸镍溶液中的钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍。
附图说明
[0018]图1是本专利技术一实施例中硫化镍钴处理方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]图1示意性地示出了一实施例中硫化镍钴处理方法的流程。如图1所示，该实施例中提供的一种硫化镍钴处理方法，包括：以红土镍矿湿法冶金中间产品硫化镍钴为原料，添加氧化剂和催化剂进行选择性氧化浸出，加入中和剂进行初步除杂，过滤得到液相含镍溶液和固相含杂质滤渣；向含镍溶液中添加萃取有机相进行萃取除杂，得到硫酸镍溶液，经蒸发结晶得到硫酸镍；萃取后负载有机相进行反萃，并将有机相返回萃取除杂步骤，将杂质硫酸盐溶液返回选择性氧化浸出步骤。
[0021]本专利技术通过选择性氧化浸出并初步除杂和深度萃取除杂两步主工艺即可得到纯净的硫酸镍溶液。整个处理过程流程很短，经氧化浸出并初步除杂后得到的含镍溶液几乎纯净，镍浸出率不低于99.9％，钴沉淀率不低于99.9％，锰沉淀率不低于99.9％，有效地实现了镍与锰钴等杂质的分离，进而方便了后续深度萃取除杂的进行，使得后续深度萃取除杂体系缩减很多，萃取级数大大降低，从而解决了传统工艺对含镍钴溶液进行萃取除杂及镍钴分离体系流量巨大的问题；而且本专利技术深度萃取除杂后得到的硫酸镍溶液中杂质含量非常低，尤其钴含量降低至ppm级，相比传统工艺降低几百倍。
[0022]此外，在选择性氧化浸出并初步除杂步骤中，选择如下试剂进行。
[0023]所述催化剂选自含硫化合物中一种或几种；进一步地，选自含SO2基团化合物中的一种或几种；更进一步地，可以为二氧化硫或含有二氧化硫烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或几种。为了提高选择性氧化浸出效果，优选焦亚硫酸钠、二氧化硫或含有二氧化硫烟气。
[0024]所述氧化剂为含氧气体，进一步地可以为氧气、压缩空气、富氧中一种。
[0025]所述中和剂为水溶液呈碱性，是可以提供氢氧根离子或碳酸根离子的化合物，以沉淀除镍以外的金属杂质，实现杂质与镍的分离；例如，可以选自碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、氧化钙、氢氧化钾、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化镍、氧化镍、氧化钴、氢氧化钴、氢氧化镍钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰中的一种或几种，选择上述中和剂可以降低其他杂质的引入。优选地，所述中和剂选自碳酸镍或氢氧化镍。进一步优选地，采用氢氧化镍作为中和剂，可以避免其他杂质引入，同时也减轻后续深度萃取除杂工艺步骤，减小了萃取除杂体系流量，且更具有安全性。
[0026]本专利技术中和初步除杂与选择性氧化浸出是同步进行的；氧化沉淀主要是变价金属的氧化，如锰和钴，釜内催化氧化沉淀下来，锰钴氧化过程中，水解放酸，通过加入碱性中和剂来中和这些酸，下面以钴为例，描述下过程中的涉及的部分化学反应：
[0027]CoS+O2＝CoSO4(浸出)；
[0028]Co
2+
+O2＝Co
3+
(催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫化镍钴处理方法，其特征在于，包括：以红土镍矿湿法冶金中间产品硫化镍钴为原料，添加氧化剂和催化剂进行选择性氧化浸出，控制温度为100℃～200℃，pH为2.5～5.5，同时加入中和剂进行初步除杂，并控制终点pH为4.5～5.5，过滤得到含镍溶液和含杂质滤渣；其中，所述催化剂选自含硫化合物中一种或几种；将含镍溶液进行萃取除杂，得到硫酸镍溶液，经蒸发结晶得到硫酸镍；将负载有机相反萃，将有机相返回萃取除杂步骤，将杂质硫酸盐溶液返回选择性氧化浸出步骤。2.根据权利要求1所述的硫化镍钴处理方法，其特征在于，所述选择性氧化浸出，氧化时间为1h～24h，液固比控制在(2～8):1；所述选择性氧化浸出为加压氧化浸出，温度为100～200℃。3.根据权利要求2所述的硫化镍钴处理方法，其特征在于，所述氧化剂为氧气、压缩空气、富氧中的一种。4.根据权利要求1所述的硫化镍钴处理方法，其特征在于，所述催化剂为二氧化硫或含有二氧化硫烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁磊，刘苏宁，秦丽娟，李勇，曹敏，李诺，王淑婵，彭建华，
申请(专利权)人：中国有色工程有限公司，
类型：发明
国别省市：