1.本發(fā)明涉及冶金領域，具體涉及一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法。

背景技術：

2.鎳是一種重要的有色金屬原料，在地球上儲量豐富。鎳礦石主要分硫化銅鎳礦和氧化鎳礦，其中氧化鎳礦的開發(fā)利用主要以紅土鎳礦為主。目前利用紅土鎳礦生產鎳產品主要有火法、濕法和火法-濕法聯合生產工藝?；鸱üに嚢ɑ剞D窯-電爐還原熔煉工藝(rkef)、豎爐電爐還原熔煉工藝(nst)、大江山冶煉工藝以及尚未工業(yè)化的轉底爐工藝。濕法工藝有預還原-銨浸、常壓酸浸、高壓酸浸等。如cn108486369a公開了一種在紅土鎳礦中分離提取鎳、鈷、鎂和鐵的處理方法，其方法包括：將紅土鎳礦粉磨，微波加熱。加入硫酸制成紅土鎳礦浸出液。通入氧氣，加壓升溫，通過調節(jié)ph為2-3二次分離鐵。浸出液加入p204萃取出其他微量金屬，得到只含鎳，鈷，鎂的水溶液。調節(jié)ph二次分離鎂。浸出液加入p507和二甲基十四烷基胺，萃取出鈷。鎳以硫酸鎳形式電積生產電鎳。用高濃度硫酸溶液反萃鈷，電積生產電解鈷。電積鎳、鈷的過程中會析出氧氣且再生硫酸，回收氧氣和硫酸循環(huán)利用。對紅土鎳礦中含量較多的金屬都進行了提取，循環(huán)過程減少氧氣和硫酸用量，充分回收金屬的同時減少了廢液對環(huán)境的重金屬。

3.cn106591579a公開了一種從紅土鎳礦中選擇性提取鎳、鈷和鐵的方法，包括：將紅土鎳礦粉碎后加入氟化鈉和水并充分混合從而得到混合料；將濃硫酸噴入該混合料中并在自熱狀態(tài)下進行活化處理制得活化料；對該活化料進行常壓水浸制得浸出礦漿；對浸出礦漿進行濃密分離得到浸出液和浸出渣；對浸出渣進行洗滌得到鐵渣；采用氧化鎂對浸出液進行中和沉鎳鈷處理從而得到中和后分離液及鎳鈷的氫氧化物；對中和后分離液依次進行沉淀脫氟和蒸發(fā)結晶從而回收硫酸鎂。本發(fā)明可以在無需外部加熱、加壓的溫和條件下實現鎳、鈷的高效選擇性浸出，浸出率均可達90％以上，而鐵的浸出率低至1％以下，因此本發(fā)明很好地實現了紅土鎳礦中鎳、鈷和鐵的高效選擇分離。

4.采用濕法冶煉工藝處理紅土鎳礦的項目，一般采用高壓酸浸-濃密機洗滌分離-除鐵鋁-鎳鈷沉淀的工藝制備氫氧化鎳鈷中間產品或硫化鎳鈷中間產品，中間產品再進一步采用浸出-凈化-蒸發(fā)結晶或電積的工藝生產硫酸鎳、硫酸鈷或電鎳、電鈷等最終產品。對于以氫氧化鎳鈷為中間產品，一般采用溶劑萃取工藝進行處理，將鎳鈷高效率提取回收并得到純鎳、鈷化合物產品?；鸱?濕法聯合工藝如還原焙燒-氨浸工藝、氯化焙燒-浸出工藝等對于貧鎳紅土礦中鎳鈷的提取具有較大應用前景。

5.上述所述從紅土鎳礦中提取鎳鈷的生產技術均存在操作復雜、資源利用率低、投資成本高、環(huán)保壓力大等問題，為了滿足國內環(huán)保經濟的發(fā)展需求，開發(fā)一種適用范圍寬、資源回收率高、成本低、對環(huán)境友好的鎳鈷提取技術十分迫切。

技術實現要素：

6.鑒于現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種從紅土鎳礦中分離鎳和

鈷的方法，該方法通過采用轉底爐直接還原工藝得到鎳鐵合金，去除脈石雜質后采用濕法工藝制備電池級硫酸鎳、硫酸鈷溶液。其中，所述濕法工藝使用一種新型羧酸類萃取劑將鎳鈷進行同步回收，直接得到電池級硫酸鎳、硫酸鈷溶液，且出口水相中鎳、鈷金屬離子濃度滿足直排要求，所述方法工藝流程短，操作簡便，工藝運行穩(wěn)定，對環(huán)境友好，具有良好的經濟效益。

7.為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

8.本發(fā)明提供了一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，所述方法包括如下步驟：

9.(1)對紅土鎳礦依次進行焙燒和浸出，之后經固液分離得到浸出液；

10.(2)對步驟(1)得到的所述浸出液依次進行第一萃取和第二萃取，得到第二有機相和ph值為5-7.5的第二水相；

11.(3)對步驟(2)得到的所述第二有機相依次經洗滌和反萃，得到含鎳和鈷的溶液；

12.其中，步驟(2)所述第二萃取中使用的萃取劑ii為羧酸類萃取劑；所述羧酸類萃取劑結構通式如下：

[0013][0014]

其中，10≤m+n≤22，-c

nh2n+1

以及-c

mh2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基。

[0015]

通過本發(fā)明提供的方法，將紅土鎳礦中的金屬有效還原浸出，并從浸出液中同步、高效地將鎳鈷提取，得到硫酸鎳和硫酸鈷溶液，達到電池級要求，操作簡單，工藝運行穩(wěn)定，降低了分別回收鎳、鈷的分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本。同時，羧酸類萃取劑對鎳鈷提取率高，水溶性低，對環(huán)境友好，有機相可循環(huán)利用。

[0016]

本發(fā)明中，第二萃取中的萃取目標為第一萃取結束后得到的水相，步驟(2)中第二萃取得到的第二水相的ph值為5-7.5，例如可以是5、5.2、5.4、5.6、5.8、6、6.2、6.4、6.6、6.8、7或7.5等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0017]

本發(fā)明中，所述第一萃取和第二萃取中的萃取劑的稀釋劑包括溶劑油、煤油、escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的1種或至少2種的組合。所述組合可以是溶劑油和煤油的組合，escaid110和己烷的組合或庚烷和十二烷的組合等，但不限于所列舉的組合，該范圍內其他未列舉的組合同樣適用。所述溶劑油可以是200號溶劑油和/或260號溶劑油。所述十二烷可以是正十二烷等。所述第一萃取和第二萃取中的萃取劑使用前進行皂化，皂化采用6-14mol/l的堿液進行，例如可以是6mol/l、7mol/l、8mol/l、9mol/l、10mol/l、11mol/l、12mol/l、13mol/l或14mol/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。所述堿液包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水中的1種或至少2種的組合。所述組合可以是氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液的組合或氫氧化鉀溶液和氨水的組合等，但不限于所列舉的組合，該范圍內其他未列舉的組合同樣適用。

[0018]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(1)所述焙燒為還原焙燒。

[0019]

優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒中所用的還原劑包括褐煤、無煙煤或煙煤中的1種或至少2種組合，例如可以是褐煤和無煙煤的組合或無煙煤和煙煤的組合等，但不限于所列舉的組合，該范圍內其他未列舉的組合同樣適用。

[0020]

優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒中還原劑的添加量為原礦質量的6-10％，例如可以是6％、7％、8％、9％或10％等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0021]

優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒的溫度為700-1000℃，例如可以700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0022]

優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒的時間為40-60min，例如可以是40min、42min、45min、48min、50min、55min或60min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0023]

本發(fā)明中，紅土鎳礦焙燒還原前經破碎處理為粉料(粒度≤74μm)，焙燒后的粉料中的鎳、鈷主要以金屬態(tài)形式存在，鐵大部分以fe3o4形式存在。

[0024]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(1)所述浸出在氧化氣氛下進行。

[0025]

本發(fā)明中，所述氧化氣氛可以是氧氣、氯氣或臭氧等氧化氛圍。

[0026]

優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中的浸出介質包括碳酸銨-氨溶液。

[0027]

優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中的n元素以nh3計的質量濃度為70-100g/l，例如可以是70g/l、75g/l、80g/l、85g/l、90g/l、95g/l或100g/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0028]

優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中的c元素以co2計的質量濃度為40-70g/l，例如可以是40g/l、45g/l、50g/l、55g/l、60g/l、65g/l或70g/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0029]

優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中n元素以nh3計的質量濃度和c元素以co2計的質量濃度的比值為3:(1.5-2.5)，例如可以是3:1.5、3:1.6、3:1.7、3:1.8、3:1.85、3:1.9、3:1.95、3:2、3:2.05、3:2.1、3:2.15、3:2、3:2.1、3:2.2、3:2.3、3:2.4或3:2.5等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0030]

優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中粉料的粒度≤74μm，例如可以是74μm、72μm、70μm、65μm、60μm、50μm、40μm、30μm或10μm等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0031]

優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中浸出料漿的礦漿濃度為100-150g/l，例如可以是100g/l、110g/l、120g/l、130g/l、140g/l或150g/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0032]

本發(fā)明中，所述浸出料漿為焙燒后的礦物和浸出介質混合后的漿料。

[0033]

優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出的時間為120-180min，例如可以是120min、125min、130min、140min、150min、160min或180min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0034]

本發(fā)明中，所述還原后的粉料中金屬態(tài)的鎳、鈷在碳酸銨-氨溶液中生成穩(wěn)定的氨絡合物進入溶液，鐵的氧化物不反應，金屬鐵最終形成fe(oh)3沉淀析出，實現鎳、鈷與鐵的有效分離，即通過采用特定的浸出環(huán)境實現了礦物中有用組分的選擇性浸出。

[0035]

本發(fā)明中，所述浸出液中的金屬元素包括：ni、co、mn、fe、al、cu、zn或ca等。

[0036]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(2)所述第一萃取中采用的萃取劑i包括磷型萃

取劑和/或羧酸萃取劑。

[0037]

優(yōu)選地，所述磷型萃取劑包括p204、p507或c272中的1種或至少2種的組合。

[0038]

優(yōu)選地，所述羧酸類萃取劑結構通式如下：

[0039][0040]

其中，10≤m+n≤22，-c

nh2n+1

以及c

mh2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基。

[0041]

優(yōu)選地，所述羧酸類萃取劑為包括至少2種所述羧酸類萃取劑的混合物。

[0042]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取中萃取劑i的體積分數為5-30％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％或30％等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0043]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(2)所述第一萃取的方式包括單級萃取或多級逆流萃取。

[0044]

優(yōu)選地，所述多級逆流萃取的級數為2-20級，例如可以是2、3、5、10、12、15、18、19或20等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0045]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取中萃取劑i和所述浸出液的體積比為(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0046]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(2)所述第一萃取中的攪拌速度為100-250r/min，例如可以是100r/min、150r/min、200r/min或250r/min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0047]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的時間為5-30min，例如可以是5min、10min、15min、20min、25min或30min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0048]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(2)所述第二萃取中萃取劑ii的體積分數為5-30％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％或30％等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0049]

優(yōu)選地，步驟(2)所述萃取劑ii為包括至少2種所述羧酸類萃取劑的混合物。

[0050]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取中有機相和水相的體積比為(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0051]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(2)所述第二萃取中的攪拌速度為100-250r/min，例如可以是100r/min、150r/min、200r/min或250r/min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0052]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取的時間為5-30min，例如可以是5min、10min、15min、20min、25min或30min等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0053]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取的方式包括多級逆流萃取。

[0054]

優(yōu)選地，所述多級逆流萃取的級數為2-20級，例如可以是2、3、5、10、12、15、18、19或20等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0055]

優(yōu)選地，步驟(2)所述第二水相的ph為5.5-6.8。

[0056]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，步驟(3)所述洗滌采用多級逆流洗滌進行。

[0057]

優(yōu)選地，所述多級逆流洗滌的級數為2-10級，例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9或10等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0058]

優(yōu)選地，步驟(3)所述反萃得到的有機相返回所述第一萃取中。

[0059]

本發(fā)明中，第二有機相的洗滌和反萃采用硫酸進行；在洗滌和反萃中有機相和酸的體積比為(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用，所述洗滌和反萃所用硫酸濃度為0.5-3.5mol/l，例如0.5mol/l、1mol/l、2mol/l、3mol/l或3.5mol/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0060]

本發(fā)明中，第一萃取的ph值的作業(yè)ph值由于萃取劑不同會有不同的ph值作業(yè)區(qū)間，本發(fā)明中不做具體限定，可參照現有技術中第一萃取中所去除的雜質離子進行選擇，如采用p204時，第一萃取的ph值為2.5-3.5。

[0061]

本發(fā)明中，第一萃取結束后得到的第一有機相采用酸多級逆流洗滌后，再采用酸溶液反萃，得到含鐵、銅、鋅及鋁等混合溶液除油后濃縮結晶，有機相返回皂化工序循環(huán)使用，所述洗滌和反萃采用酸包括鹽酸和/或硫酸。洗滌和反萃中有機相和酸的體積比為(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用，所述洗滌或反萃采用鹽酸濃度為1-4mol/l，例如可以是1mol/l、1.5mol/l、2mol/l、2.5mol/l、3mol/l或4mol/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用，所述反萃所用硫酸濃度為0.5-3.5mol/l，例如0.5mol/l、1mol/l、2mol/l、3mol/l或3.5mol/l等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

[0062]

本發(fā)明中，第二萃取中得到的第二水相經依次進行的除油及結晶，得到硫酸氨晶體，結晶的方式為mvr蒸發(fā)。所述除油為采用現有技術常規(guī)的除油方法即可，實現油水分離就可以。

[0063]

本發(fā)明中，所述的羧酸類萃取劑可為一種或多種羧酸的混合物，例如萃取劑bc196(通式中m＝8，n＝6所對應的化合物)，萃取劑bc191(通式中m＝8，n＝8所對應的化合物)，萃取劑bc196和bc191的混合物，萃取劑bc194(通式中m＝6，n＝6所對應的化合物)。

[0064]

本發(fā)明中，所述逆流萃取是萃取分離操作法之一，含有被萃取物的水相及有機相分別從萃取器的兩端流入，以相反方向流動，進行連續(xù)多級攪拌接觸分層而達到分離的目的。

[0065]

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述方法包括如下步驟：

[0066]

(1)對紅土鎳礦依次進行焙燒和浸出，之后經固液分離得到浸出液；

[0067]

(2)對步驟(1)得到的所述浸出液依次進行第一萃取和第二萃取，得到第二有機相和ph值為5-7.5的第二水相；

[0068]

(3)對步驟(2)得到的所述第二有機相依次經洗滌和反萃，得到含鎳和鈷的溶液；

[0069]

其中，步驟(2)所述第二萃取中使用的萃取劑ii為羧酸類萃取劑；所述羧酸類萃取劑結構通式如下：

[0070][0071]

其中，10≤m+n≤22，-c

nh2n+1

以及-c

mh2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基；所述第二萃取中萃取劑ii的體積分數為5-30％；所述第二萃取中有機相和水相的體積比為(0.1-10):1所述第二萃取的時間為5-30min。

[0072]

與現有技術方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

[0073]

(1)本發(fā)明提供的方法，對金屬離子分離效果好，將鎳鈷進行同步回收，直接得到電池級硫酸鎳、硫酸鈷溶液，且出口水相中鎳、鈷金屬離子濃度滿足直排要求，操作簡單，降低了分別回收鎳、鈷的分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本，此外，所采用羧酸類萃取劑水溶性小，可循環(huán)利用。

[0074]

(2)本發(fā)明提供的方法中鎳和鈷的浸出率分別＞85％、40％，濾渣中鐵的質量分數＞58％，除雜率≥99％，鎳鈷提取率≥99％。

附圖說明

[0075]

圖1是本發(fā)明實施例1中從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法的示意圖。

[0076]

下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。

具體實施方式

[0077]

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下：

[0078]

實施例1

[0079]

本實施例提供一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，如圖1所示，本實施例中的紅土鎳礦的成分如下：

[0080]

元素tfenicoal2o3caomgowt％25.41.60.054.03.522.0

[0081]

將上述紅土鎳礦經干燥、破碎處理得到入爐原料；

[0082]

入爐原料經選擇性還原，還原劑為褐煤，褐煤的添加量為原礦質量的8％，焙燒溫度為750℃，焙燒時間為40min，經選擇性還原后鎳、鈷主要以金屬態(tài)形式存在，鐵大部分以fe3o4形式存在；

[0083]

還原后爐料進行選擇性浸出，浸出過程在氧化性氣氛中進行，參與浸出料的粒度研磨至-74μm以下，浸出中的浸出介質包括碳酸銨-氨溶液，所述碳酸銨-氨溶液中的n元素以nh3計的質量濃度為90g/l，c元素以co2計的質量濃度為60g/l，所述碳酸銨-氨溶液中n元素以nh3計的質量濃度和c元素以co2計的質量濃度的比值為3:2，浸出時間控制在120min，金屬態(tài)的鎳、鈷在碳酸銨-氨溶液中生成穩(wěn)定的氨絡合物進入溶液，鐵的氧化物不反應，金屬鐵最終形成fe(oh)3沉淀析出，鎳、鈷與鐵實現有效分離，下表為浸出液的組成：

[0084]

元素fenicoalcamg

g/l1.504.800.100.450.400.90

[0085]

本實施例中第一萃取采用p204作為萃取劑，體積分數為20％，稀釋劑為磺化煤油，并采用8mol/l的naoh溶液進行皂化。

[0086]

采用皂化后的p204對含鎳鈷浸出液進行5級逆流萃取，萃取劑與含鎳鈷浸出液的體積比為0.2:1，混合時間為5min，攪拌速度為200r/min，實驗溫度為20℃，分相后分別獲得第一有機相和ph值為3的第一水相，采用ph為1的鹽酸對有機相1進行4級逆流洗滌后，再采用4mol/l的鹽酸進行反萃2次，第一有機相與洗滌液或反萃液的體積為10:1，得到氯化鈣、氯化鐵、氯化鋁等混合溶液除油后濃縮結晶，有機相返回皂化工序循環(huán)使用。

[0087]

采用皂化后的bc191(體積分數為25％，稀釋劑為escaid 110，皂化劑10mol/l的naoh溶液)對第一水相進行第二萃取，萃取級數為7級的多級逆流萃取，bc194萃取劑與第一水相的體積比為0.5:1，混合時間為5min，攪拌速度為200r/min，實驗溫度為20℃，分別獲得第二有機相和ph值為6.8的第二水相，采用ph為1的硫酸對第二有機相進行8級逆流洗滌后，再采用2mol/l的硫酸進行反萃4次，第二有機相與洗滌液或反萃液的體積為9:1，得到富鎳、鈷溶液。

[0088]

本實施例中鎳和鈷的浸出率分別為86.6％和43.5％，濾渣中鐵的質量分數為59.5％，除雜率為99.5％，ni和co的提取率分別為99.8％和99.7％，反萃率分別為99.7％和99.8％。

[0089]

實施例2

[0090]

本實施例提供一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，本實施例中的紅土鎳礦的成分如下：

[0091]

元素tfenicoal2o3caomgowt％28.61.590.084.54.024.0

[0092]

將上述紅土鎳礦經干燥、破碎處理得到入爐原料；

[0093]

入爐原料經選擇性還原，還原劑為無煙煤，無煙煤的添加量為原礦質量的10％，焙燒溫度為800℃，焙燒時間為45min，經選擇性還原后鎳、鈷主要以金屬態(tài)形式存在，鐵大部分以fe3o4形式存在；

[0094]

還原后爐料進行選擇性浸出，浸出過程在氧化性氣氛中進行，參與浸出料的粒度研磨至-74μm以下，浸出中的浸出介質包括碳酸銨-氨溶液，所述碳酸銨-氨溶液中的n元素以nh3計的質量濃度為80g/l，c元素以co2計的質量濃度為50g/l，所述碳酸銨-氨溶液中n元素以nh3計的質量濃度和c元素以co2計的質量濃度的比值為8:5，浸出時間控制在150min，金屬態(tài)的鎳、鈷在碳酸銨-氨溶液中生成穩(wěn)定的氨絡合物進入溶液，鐵的氧化物不反應，金屬鐵最終形成fe(oh)3沉淀析出，鎳、鈷與鐵實現有效分離，浸出液的組成如下表所示：

[0095]

元素fenicoalcamgg/l1.604.200.120.520.380.80

[0096]

本實施例中第一萃取采用c272作為萃取劑，體積分數為15％，稀釋劑為260號溶劑油，并用8mol/l的naoh溶液進行皂化。

[0097]

采用皂化后的c272對含鎳鈷浸出液進行多級逆流萃取，萃取級數6級，有機相與浸出液的體積比為0.5:1，混合時間為10min，攪拌速度為120r/min，實驗溫度為常規(guī)溫度25℃，分相后分別獲得第一有機相和ph值為3.5的第一水相，采用ph為1的稀硫酸對第一有機

相進行6級逆流洗滌后，再采用2mol/l硫酸進行反萃3次，第一有機相與洗滌液或反萃液的體積為10:1，得到硫酸鐵、硫酸鋁溶液除油后濃縮結晶，有機相返回皂化工序循環(huán)使用。

[0098]

采用皂化后的bc191(體積分數為25％，稀釋劑為260號溶劑油，皂化劑14mol/l的naoh溶液)對第一水相進行多級逆流萃取，萃取級數15級，bc191與第一水相的體積比為0.5:1，混合時間為10min，攪拌速度為120r/min，靜置10min，實驗溫度為常規(guī)溫度25℃，分別獲得第二有機相和ph值為6的第二水相，采用ph為1.5稀硫酸對第二有機相進行5級逆流洗滌后，再采用1mol/l硫酸進行反萃6次，第二有機相與洗滌液或反萃液的體積為9:1，得到富鎳、鈷溶液。

[0099]

本實施例中鎳和鈷的浸出率分別為87.5％和44.8％，濾渣中鐵的質量分數為60.5％，除雜率為99.6％，ni和co的提取率分別為99.7％和99.6％，反萃率為99.6％和99.5％。

[0100]

實施例3

[0101]

本實施例提供一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，本實施例中的紅土鎳礦的成分如下：

[0102]

元素tfenicoal2o3caomgowt％28.61.500.104.83.823.0

[0103]

將上述紅土鎳礦經干燥、破碎處理得到入爐原料；

[0104]

入爐原料經選擇性還原，還原劑為煙煤，煙煤的添加量為原礦質量的6％，焙燒溫度為850℃，焙燒時間為40min，經選擇性還原后鎳、鈷主要以金屬態(tài)形式存在，鐵大部分以fe3o4形式存在；

[0105]

還原后爐料進行選擇性浸出，浸出過程在氧化性氣氛中進行，參與浸出料的粒度研磨至-74μm以下，浸出中的浸出介質包括碳酸銨-氨溶液，所述碳酸銨-氨溶液中的n元素以nh3計的質量濃度為70g/l，c元素以co2計的質量濃度為45g/l，所述碳酸銨-氨溶液中n元素以nh3計的質量濃度和c元素以co2計的質量濃度的比值為14:9，浸出時間控制在180min，金屬態(tài)的鎳、鈷在碳酸銨-氨溶液中生成穩(wěn)定的氨絡合物進入溶液，鐵的氧化物不反應，金屬鐵最終形成fe(oh)3沉淀析出，鎳、鈷與鐵實現有效分離，浸出液的組成詳見下表：

[0106][0107][0108]

本實施例中采用bc196作為萃取劑，體積分數為25％，稀釋劑為escaid110，并用6mol/l的naoh溶液進行皂化。

[0109]

采用皂化后的bc196對含鎳鈷浸出液進行8級逆流萃取，萃取劑與含鎳鈷浸出液的體積比為0.1:1，混合時間為8min，攪拌速度為150r/min，實驗溫度為25℃，分相后分別獲得第一有機相和ph值為5.5的第一水相，采用ph為1.5的稀硫酸對第一有機相進行8級逆流洗滌后，再采用2.5mol/l硫酸進行反萃3次，第一有機相與洗滌液或反萃液的體積為10:1，得到硫酸鐵、硫酸鋁混合溶液除油后濃縮結晶，有機相返回皂化工序循環(huán)使用。

[0110]

采用皂化后的bc196對第一水相進行多級逆流萃取，萃取級數8級，有機相bc196與第一水相的體積比為0.3:1，混合時間為8min，攪拌速度為150r/min，靜置15min，實驗溫度

為25℃，分別獲得第二有機相和ph值為6.4的第二水相，采用ph為1.5的稀硫酸對第二有機相進行7級逆流洗滌后，再采用2.5mol/l的硫酸進行反萃3次，有機相2與洗滌液或反萃液的體積比為10:1，得到富鎳、鈷溶液。

[0111]

本實施例中鎳和鈷的浸出率分別為88.7％和46.3％，濾渣中鐵的質量分數為61.1％，除雜率為99.6％，ni和co的提取率分別為99.7％和99.8％，反萃率為99.8％和99.7％。

[0112]

對比例1

[0113]

與實施例1的區(qū)別僅在于浸出過程不提供氧化氣氛，鎳鈷浸出率較低，且雜質鐵不能有效沉淀除去，鎳和鈷的浸出率分別為76.0％和31.5％，濾渣中鐵的質量分數為50.6％。

[0114]

對比例2

[0115]

與實施例2的區(qū)別僅在于浸出過程中的浸出介質為氨水，浸出過程ph不穩(wěn)定，鎳鈷浸出率較低，鎳和鈷的浸出率分別為83.8％和40.5％，濾渣中鐵的質量分數為56.2％。

[0116]

對比例3

[0117]

與實施例2的區(qū)別僅在于浸出過程中的浸出介質為碳酸銨溶液，鎳鈷浸出率低，鐵與鎳鈷分離效果不好，鎳和鈷的浸出率分別為80.0％和37.8％，濾渣中鐵的質量分數為54.3％。

[0118]

對比例4

[0119]

與實施例1的區(qū)別僅在于控制第二萃取所得第二水相的ph值為5，ni、co的單級提取率均小于10％。

[0120]

對比例5

[0121]

與實施例1的區(qū)別僅在于第二萃取中的萃取劑替換為等量的p507，鎳鈷與鎂離子分離效果較差，ni和co的提取率分別為98.4％和98.2％。

[0122]

對比例6

[0123]

與實施例1的區(qū)別僅在于將第二萃取中的萃取劑替換為羧酸類萃取劑versatic 10，ni和co的提取率分別為98.7％和98.6％，且其水溶性高，易造成工藝不穩(wěn)定，廢水處理成本高。

[0124]

通過上述實施例和對比例的結果可知，本發(fā)明提供的方法，對金屬離子分離效果好，將鎳鈷進行同步回收，直接得到電池級硫酸鎳、硫酸鈷溶液，且出口水相中鎳、鈷金屬離子濃度滿足直排要求，操作簡單，降低了分別回收鎳、鈷的分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本。同時，所采用的羧酸類萃取劑除雜率≥99.0％，硫酸反萃率≥99.5％。

[0125]

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結構特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結構特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結構特征才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。

[0126]

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

[0127]

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可

能的組合方式不再另行說明。

[0128]

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。技術特征：

1.一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)對紅土鎳礦依次進行焙燒和浸出，之后經固液分離得到浸出液；(2)對步驟(1)得到的所述浸出液依次進行第一萃取和第二萃取，得到第二有機相和ph值為5-7.5的第二水相；(3)對步驟(2)得到的所述第二有機相依次經洗滌和反萃，得到含鎳和鈷的溶液；其中，步驟(2)所述第二萃取中使用的萃取劑ii為羧酸類萃取劑；所述羧酸類萃取劑結構通式如下：其中，10≤m+n≤22，-c

n

h

2n+1

以及-c

m

h

2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述焙燒為還原焙燒；優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒中所用的還原劑包括褐煤、無煙煤或煙煤中的1種或至少2種組合；優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒中還原劑的添加量為原礦質量的6-10％；優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒的溫度為700-1000℃；優(yōu)選地，步驟(1)所述焙燒的時間為40-60min。3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述浸出在氧化氣氛下進行；優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中的浸出介質包括碳酸銨-氨溶液；優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中的n元素以nh3計的質量濃度為70-100g/l；優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中的c元素以co2計的質量濃度為40-70g/l；優(yōu)選地，所述碳酸銨-氨溶液中n元素以nh3計的質量濃度和c元素以co2計的質量濃度的比值為3:(1.5-2.5)；優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中粉料的粒度≤74μm；優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出中浸出料漿的礦漿濃度為100-150g/l；優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出的時間為120-180min。4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第一萃取中采用的萃取劑i包括磷型萃取劑和/或羧酸萃取劑；優(yōu)選地，所述磷型萃取劑包括p204、p507或c272中的1種或至少2種的組合；優(yōu)選地，所述羧酸類萃取劑結構通式如下：其中，10≤m+n≤22，-c

n

h

2n+1

以及c

m

h

2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基；優(yōu)選地，所述羧酸類萃取劑為包括至少2種所述羧酸類萃取劑的混合物；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取中萃取劑i的體積分數為5-30％。

5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第一萃取的方式包括單級萃取或多級逆流萃??；優(yōu)選地，所述多級逆流萃取的級數為2-20級；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取中萃取劑i和所述浸出液的體積比為(0.1-10):1。6.如權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第一萃取中的攪拌速度為100-250r/min；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的時間為5-30min。7.如權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第二萃取中萃取劑ii的體積分數為5-30％；優(yōu)選地，步驟(2)所述萃取劑ii為包括至少2種所述羧酸類萃取劑的混合物；優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取中有機相和水相的體積比為(0.1-10):1。8.如權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第二萃取中的攪拌速度為100-250r/min；優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取的時間為5-30min；優(yōu)選地，步驟(2)所述第二萃取的方式包括多級逆流萃??；優(yōu)選地，所述多級逆流萃取的級數為2-20級；優(yōu)選地，步驟(2)所述第二水相的ph為5.5-6.8。9.如權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述洗滌采用多級逆流洗滌進行；優(yōu)選地，所述多級逆流洗滌的級數為2-10級；優(yōu)選地，步驟(3)所述反萃得到的有機相返回所述第一萃取中。10.如權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)對紅土鎳礦依次進行焙燒和浸出，之后經固液分離得到浸出液；(2)對步驟(1)得到的所述浸出液依次進行第一萃取和第二萃取，得到第二有機相和ph值為5-7.5的第二水相；(3)對步驟(2)得到的所述第二有機相依次經洗滌和反萃，得到含鎳和鈷的溶液；其中，步驟(2)所述第二萃取中使用的萃取劑ii為羧酸類萃取劑；所述羧酸類萃取劑結構通式如下：其中，10≤m+n≤22，-c

n

h

2n+1

以及-c

m

h

2m+1

分別獨立地為碳原子數為1-21的直鏈或支鏈的烷基；所述第二萃取中萃取劑ii的體積分數為5-30％；所述第二萃取中有機相和水相的體積比為(0.1-10):1所述第二萃取的時間為5-30min。

技術總結

本發(fā)明涉及一種從紅土鎳礦中分離鎳和鈷的方法，所述方法包括如下步驟：(1)對紅土鎳礦依次進行焙燒和浸出，之后經固液分離得到浸出液；(2)對步驟(1)得到的所述浸出液依次進行第一萃取和第二萃取，得到第二有機相和pH值為5-7.5的第二水相；(3)對步驟(2)得到的所述第二有機相依次經洗滌和反萃，得到含鎳和鈷的溶液；其中，步驟(2)所述第二萃取中使用的萃取劑II為羧酸類萃取劑。將紅土鎳礦中的金屬有效還原浸出，并從浸出液中同步、高效地將鎳鈷提取，得到硫酸鎳和硫酸鈷溶液，達到電池級要求，操作簡單，工藝運行穩(wěn)定，降低了分別回收鎳、鈷的分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本。分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本。分離成本及雜質金屬離子的提取凈化成本。

技術研發(fā)人員：王雪

受保護的技術使用者：北京博萃循環(huán)科技有限公司

技術研發(fā)日：2020.11.27

技術公布日：2022/5/31