使用离子交换树脂从红土矿中回收镍和钴的方法技术

根据本发明专利技术，所述方法包括以下阶段：（ａ）通过破碎、洗刷、碾磨、分级和高强度磁力分离对红土矿（Ｏ）进行加工（１）；（ｂ）对由前面阶段（ａ）获得的非磁性部分（ＣＮ）进行浸取（２）；（ｃ）任选地，对来自浸取阶段和／或固液分离（４）的流出物进行中和（３）；（ｄ）在包括至少一个用于除杂的回路和至少一个用于回收镍和钴的回路的离子交换混合系统（５）中对来自阶段（ｂ）或（ｃ）的流出物进行处理；（ｅ）对用过的离子交换树脂进行洗脱（６）；（ｆ）对镍和钴进行分离、提纯和回收（７）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术包括用于回收存在于矿浆或溶液的形式的浸取流出物中的 镍和钴的离子交换方法，所述浸取流出物 一般来自于多种形式的镍矿 的浸取。更具体地，所述用于回收存在于浸取流出物中的镍和钴的离 子交换法，在镍矿加工的湿法冶金方法中，是提纯矿浆和溶液的备选 方法。专利技术背景正如本领域技术人员已知的，已经开发了多种用于提取红土矿中 所含的镍和钴的湿法冶金方法。所述方法的目的是溶解所述金属物质，这通过以下步骤进行使用无机酸，用于在常压条件和在低于沸点的 温度下的槽中或在加压容器中进行堆浸取；然后进行中和(除去Cu、Fe、 Cr和Al)和任选的固液分离，然后进行溶液提纯，并最终回收金属形式 的或作为中间产物的镍和钴。传统的湿法冶金方法显示在附图说明图1中。选择性地回收存在于浸取流出物中金属是制定经济评估中的重要 阶段。在镍和钴的具体情况中，它们有非常相似的化学性质，这有利 于同时回收所述金属的操作，方法是混合硫化物(MSP)或混合氢氧化物 (MHP)的沉淀，或在盐酸、氨或硫酸介质中的溶剂萃取，或使用聚合物 离子交换树脂的离子交换提取。使用聚合物树脂来选择性地吸附镍的离子交换技术，可以以两种 不同的方式应用在溶液中使用树脂(resin-in-solution)和在矿浆 中使用树月旨(resin-in-pulp )。在在溶液中使用树脂的操作选项中，使溶有金属的溶液与所述树 脂接触，并通常在固定床上(例如在吸附柱中)进行吸附。在在矿浆中使用树脂的操作选项中，通过搅拌系统使所述矿物矿浆或任何其它矿浆与所述树脂直接接触，以使得不需矿浆的前期固液 分离而发生金属吸附。然后通过筛选将所述树脂与所述矿浆分开。在镍红土矿加工的流程中可以采用所述两种选项中的任何一个。 对于在溶液中使用树脂的操作，需要固液分离，但其中得到的产物已 经是溶液的形式的堆浸取情况除外。在该固液分离阶段中，除了巨大 的操作成本外，有由于过程低效引起的镍的损失，这是因为很难洗涤 固体和回收溶解的物质。相比之下，所述在矿浆中使用树脂的过程涉及通过离子交换剂从浸取矿浆中直接回收溶解的金属，因此消除了固 液分离的需要。虽然与在溶液中使用树脂比较，在矿浆中使用树脂的应用具有一 些优势，但是，在所述应用中具有一些限制和技术上的风险，例如市 场上缺乏具有足够高机械强度和抗磨损性能以承受与矿浆接触的多种 树脂。因为这个原因，在溶液中使用树脂的应用仍常常被认为是最好 的选择。在在溶液中使用树脂或在矿浆中使用树脂的应用之前，可能需要中和酸性、提高pH值和通过沉淀除去杂质，如在描述传统过程的流程l 中所示。当前用于选择性地回收镍的树脂，其可以以被认为有吸引力的价 格商购得到，具有两个明显的局限1因为对H+离子的高选择性，所述溶液的pH值必须被增加到大于 pH-3的值，以使得大部分树脂变为对镍是选择性的，并且对该金属呈 现出高的吸附性能。否则，过量的H+离子(低pH值)将被优先吸附，而 对镍吸附过程造成破环。2来自镍矿石的酸浸取的每一种流出物含有多种被认为是杂质的 溶解的金属。因为每种对镍有选择性的树脂，也对溶液中的铁、铜和 铝，甚至对更低浓度的这些元素(铁、铜和铝)也是有选择性的，所以 之前必须处理溶液以除去这些杂质。上述问题通常通过采用中和阶段来解决，在该中和阶段中加入石 灰、石灰石、苏打或氨。虽然该步骤克服了限制，但它也有缺点，例7如镍的大量损失，镍与杂质一起共沉淀，和在在柱中使用树脂进行操 作的情况下，中和后需要繁重的固液分离阶段。作为上述障碍(主要是中和阶段、之前的除杂、提高pH值和随后 的共沉淀的镍的损失)的解决方案，在此提出可以使用在低pH值范围 内工作的树脂(例如，含有官能团2-甲代吡啶基胺的树脂)，并同时利 用如文献BR 0600901-8中所述的混合过程工艺，该混合过程工艺消除 树脂阶段之前的除杂需要。这样，从浸取阶段得到的矿浆或溶液形式 的流出物，被直接输送到所述离子交换树脂阶段。如文献BR 0600901-8 中所述，所述树脂混合过程必须可直接应用于溶液(堆浸取)形式和矿 浆(槽浸取)形式的浸取流出物。该方法包括以下阶段对红土矿(O) 进行处理(1)，接下来常压或加压浸取(2)并包括任选地在现有装置(2) 中对由固液分离得到的溶液进行处理，该方法的特征在于以下事实 它包括一个由阳离子或螯合剂树脂组成的回路，其中使用离子交换树 脂(Re)的第 一阶段(3)呈现出特殊的选择性条件以除去铁、铜和铝和提 高pH值，和使用离子交换树脂(Re)的第二阶段(4)允许镍和钴的回收。许多文献介绍了应用于镍矿石浸取流出物的树脂的多种使用方 式。 一些文献涉及应用于流出物溶液的树脂的使用，而其它文献涉及 应用于流出物矿浆的树脂的使用。现有技术陈述章节中提到的所有方 法，在某些方面或其它方面，要求在与所迷离子交换树脂接触前或接 触过程中调节pH值。文献US 6.350.420中描述了从某种矿石中直接回收镍和钴的方 法。在该美国专利技术的一个实施方案中，使用无机酸浸取镍矿石以溶解 金属，并因此形成由富含这些金属的溶液和浸取残渣组成的矿浆。该 浸取流出物与从该矿浆中选择性地回收镍和钴的离子交换树脂接触。 优选地，所述离子交换树脂被加入到中和过的矿浆中。在树脂与矿浆 接触过程中，加入中和试剂来调节pH值。这是所述美国方法的最大优 点，就是在离子交换提取过程中原位进行pH值控制。在文献AU699127和US5. 571. 308中提到了应用于浸取流出物中和 和固液分离阶段之后的浸取溶液的树脂的使用。新技术的发展目的在于创造成本日益降低且更有效的方法。然而， 已知的技术通常被限定于某些单元操作，并且不能处理具有一般特性 的其它矿型的一些基本操作需要。随着新的发展，需要在此前已有的 流程上进行一些改进，以做出目标在于过程的更大成本效率的技术改进。例外，所述方法本身可以;故改进并适应更高效的新趋势。用于从浸取流出物中回收镍和钴的传统离子交换过程的另外一个 缺点是以下事实所述中和阶段一直是必须的。而且，所述固液分离 阶段是任选的，和在固液分离不适合应用时，该方法被称作在矿浆中 使用树脂。用于从浸取流出物中回收镍和钴的传统离子交换过程的另外一个 缺点是以下事实已经开发的流程通常没为技术挑战提供解决方案。 大多数时候，主要由于对现有技术改进缺少优化和新技术发展，单元 操作效率受到损害。专利技术目的本专利技术的目的，以及其优点如下-在浸取阶段前引入矿石处理阶段，以除去低性能的矿石部分；-开发了 一种方法，该方法允许在在矿浆中使用树脂的方式中使用 液态流出物，该液体流出物在被中和前经过堆浸取，形成矿浆；-任选地，以逐步方式进行中和，然后进行固液分离，使固相再循 环到该系统，由此防止在中和阶段经常发生的镍损失；-采用所述离子交换混合过程，以有可能消除中和阶段；-提高该过程的效率；-产生更高纯度的终端产品；-开发高性能过程，用于在酸性条件(低pH值)和具有高浓度杂质 (例如铜、铝和铁)条件下吸附镍； -降低过程的资金成本；专利技术概述为了解决上述技术问题和由此改进性能，开发了，所述方法包括以下阶段(a) 通过破碎、洗刷、碾磨、分级和高强度磁力分离对红土矿(O) 进行加工(l);(b) 对由前面阶段(a)得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
“使用离子交换树脂从红土矿中回收镍和钴的方法”，其特征在于包括以下阶段：　（ａ）通过破碎、洗刷、碾磨、分级和高强度磁力分离对红土矿（０）进行加工（１）；　（ｂ）对来自前面阶段（ａ）的非磁性部分（ＣＮ）进行浸取（２）；　（ｃ ）任选地：对来自浸取阶段和／或固液分离（４）的流出物进行中和（３）；　（ｄ）在包括至少一个用于除杂的回路和至少一个用于回收镍和钴的回路的混合离子交换树脂系统（５）中对来自阶段（ｂ）或（ｃ）的流出物进行处理；　（ｅ）对用过的离子交 换树脂进行洗脱；　（ｆ）对镍和钴进行分离、提纯和回收（７）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FD曼德斯，
申请(专利权)人：瓦利德利奥多斯公司，
类型：发明
国别省市：BR[巴西]