權(quán)利要求

1.含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，其步驟包括配礦預(yù)浸、氧壓浸出、部分中和、沉淀除雜和堿化沉鎳鈷錳；

所述部分中和步驟具體包括：在經(jīng)過所述氧壓浸出步驟后得到的浸出液中，先加入含鈉銨廢液，再加入第一中和劑至pH值為1.0～2.5，得到部分中和液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述第一中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述配礦預(yù)浸步驟具體包括：向紅土鎳礦原漿中加入濃硫酸，在不低于75℃的常壓環(huán)境下預(yù)浸至少2h，得到所述預(yù)浸液；

所述紅土鎳礦原漿中紅土鎳礦干礦量與濃硫酸的質(zhì)量比為1:1～1:2。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述紅土鎳礦原漿由褐鐵礦型紅土鎳礦、過渡層紅土鎳礦、腐泥土型紅土鎳礦中一種或者多種的混合物經(jīng)洗礦、破碎和球磨后制得，所述紅土鎳礦原漿的粒徑小于0.074mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述氧壓浸出步驟為將所述預(yù)浸液在氧壓釜中進行氧壓浸出；

氧壓浸出總壓力為0.5～2.5MPa；

氧壓浸出溫度為120～210℃，時間為0.5～4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述部分中和步驟中，對于所述含鈉銨溶液的理論加入量，按所述含鈉銨廢液中含鈉銨離子的電荷總數(shù)與所述預(yù)浸液中含鐵鋁離子的電荷總數(shù)相等進行計算；

所述含鈉銨溶液的實際加入量為理論加入量的1.05～2倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述沉淀除雜步驟具體包括：向所述部分中和液中加入第二中和劑，使所述部分中和液中的鐵鋁沉淀后固液分離，得到除雜后液。

8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述第二中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物，所述第二中和劑的加入量與所述部分中和液需沉淀鐵鋁的量相適應(yīng)；

通過調(diào)節(jié)所述第二中和劑的加入量來控制所述沉淀除雜步驟中漿料的pH，使pH值保持為2.5～5.5。

9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述堿化沉鎳鈷錳步驟具體包括：向所述除雜后液中加入堿性劑，得到氫氧化鎳鈷錳。

10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其特征在于，所述堿性劑為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣中一種或兩種的混合物，所述堿性劑的加入量與所述除雜后液中需沉淀鎳鈷錳的量相適應(yīng)；

通過調(diào)節(jié)所述堿性劑的加入量來控制所述堿化沉鎳鈷錳步驟中漿料的pH，使pH值保持為7.0～9.0。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法。

背景技術(shù)

目前，鎳礦物主要以硫化鎳礦和氧化鎳礦兩種形式存在，其中硫化鎳礦約占40％、氧化礦占60％，而氧化鎳礦物的開發(fā)利用主要以紅土鎳礦為主。對于紅土鎳礦的成礦分布，由地面淺表層向地底層依次包括三個礦層：紅土鎳礦層、褐鐵礦層和腐泥土層，隨著地表的逐漸深入，呈現(xiàn)出鎳含量逐漸升高而鐵含量組件減少的分布趨勢。

現(xiàn)有技術(shù)中將紅土鎳礦常采用濕法冶金方式對紅土鎳礦進行處理，具體方法包括氨浸工藝、加壓酸浸工藝以及常壓酸浸工藝，而這三種傳統(tǒng)濕法處理工藝僅存在不足之處?；谏鲜鰝鹘y(tǒng)濕法工藝的不足，專利CN109837386提供了一種新的紅土鎳礦浸出方法，該方法先對紅土鎳礦漿料進行濃硫酸預(yù)浸，再導(dǎo)入氧壓釜中加鈉鹽溶液后氧壓，得到鎳浸出率較高的浸出液；但在實際實施該方案時，需要新引入大量的鈉鹽和酸液，通常會使用一些工業(yè)生產(chǎn)中的含鈉銨廢液來替代一部分鈉鹽，以降低成本，但將預(yù)浸完的紅土鎳礦漿料與含鈉銨廢液混合后在氧壓釜中進行氧壓，雖然廢液中鈉銨鹽的加入促進了鐵鋁的水解，但同時由于工業(yè)含鈉銨廢液中會含有一定量的有機物，這些有機物會引發(fā)鈦材質(zhì)氧壓釜的燃燒現(xiàn)象，使氧壓釜的壽命顯著縮短，不利于長時間連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)。故需要提出一種新的處理方式用于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中紅土鎳礦進行氧壓浸出時氧壓釜存在安全風險，且處理成本相對較高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其步驟包括配礦預(yù)浸、氧壓浸出、部分中和、沉淀除雜和堿化沉鎳鈷錳；部分中和步驟具體包括：在經(jīng)過氧壓浸出步驟后得到的浸出液中，先加入含鈉銨廢液，再加入第一中和劑至pH值為1.0～2.5，得到部分中和液。

其中，第一中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物。

其中，配礦預(yù)浸步驟具體包括：向紅土鎳礦原漿中加入濃硫酸，在不低于75℃的常壓環(huán)境下預(yù)浸至少2h，得到預(yù)浸液；紅土鎳礦原漿中紅土鎳礦干礦量與濃硫酸的質(zhì)量比為1:1～1:2。

其中，紅土鎳礦原漿由褐鐵礦型紅土鎳礦、過渡層紅土鎳礦、腐泥土型紅土鎳礦中一種或者多種的混合物經(jīng)洗礦、破碎和球磨后制得，紅土鎳礦原漿的粒徑小于0.074mm。

其中，氧壓浸出步驟為將預(yù)浸液在氧壓釜中進行氧壓浸出；氧壓浸出總壓力為0.5～2.5MPa，優(yōu)選為1.8MPa；氧壓浸出溫度為120～210℃，時間為0.5～4h，優(yōu)選的氧壓浸出溫度為180～200℃，時間為2h。

其中，部分中和步驟中，對于含鈉銨溶液的理論加入量，按含鈉銨廢液中含鈉銨離子的電荷總數(shù)與預(yù)浸液中含鐵鋁離子的電荷總數(shù)相等進行計算；含鈉銨溶液的實際加入量為理論加入量的1.05～2倍。

其中，沉淀除雜步驟具體包括：向部分中和液中加入第二中和劑，使部分中和液中的鐵鋁沉淀后固液分離，得到除雜后液。

其中，第二中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物，第二中和劑的加入量與部分中和液需沉淀鐵鋁的量相適應(yīng)；通過調(diào)節(jié)第二中和劑的加入量來控制沉淀除雜步驟中漿料的pH，使pH值保持為2.5～5.5。

其中，堿化沉鎳鈷錳步驟具體包括：向除雜后液中加入堿性劑，得到氫氧化鎳鈷錳。

其中，堿性劑為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣中一種或兩種的混合物，堿性劑的加入量與除雜后液中需沉淀鎳鈷錳的量相適應(yīng)；通過調(diào)節(jié)堿性劑的加入量來控制堿化沉鎳鈷錳步驟中漿料的pH，使pH值保持為7.0～9.0。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，通過氧壓釜進行反應(yīng)浸出后再加入含鈉銨廢液的方式，在保證高鎳鈷錳浸出率的基礎(chǔ)上，避免了含鈉銨廢液因帶有機物而引發(fā)鈦材質(zhì)氧壓釜的自燃，保障安全生產(chǎn)；同時，本發(fā)明對工業(yè)生產(chǎn)中難以利用的含鈉銨廢液進行了合理再利用，顯著減低了紅土鎳礦的處理成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法一實施方式的工藝流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明中含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法一實施方式的工藝流程圖。本發(fā)明中含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，其步驟包括配礦預(yù)浸S1、氧壓浸出S2、部分中和S3、沉淀除雜S4和堿化沉鎳鈷錳S5，下面分別對各步驟過程進行詳細描述。

S1：配礦預(yù)浸。本步驟具體包括：向紅土鎳礦原漿中加入濃硫酸，在不低于75℃的常壓環(huán)境下預(yù)浸至少2h，得到預(yù)浸液，優(yōu)選紅土鎳礦原漿與濃硫酸的質(zhì)量比為1:1～1:2。本實施方式中，該紅土鎳礦原漿由褐鐵礦型紅土鎳礦、過渡層紅土鎳礦、腐泥土型紅土鎳礦中一種或者多種的混合物經(jīng)洗礦、破碎和球磨后制得，對于紅土鎳礦原漿的組合配制方式可以根據(jù)實際需求進行選擇，在此不作限定；優(yōu)選紅土鎳礦原漿的粒徑小于0.074mm，通過降低紅土鎳礦粒徑使進行酸液預(yù)浸時能夠充分溶解，有利于后續(xù)氧壓浸出S2步驟的進行。

S2：氧壓浸出。本步驟中將預(yù)浸液在氧壓釜中進行氧壓浸出，氧壓浸出總壓力為0.5～2.5MPa，優(yōu)選為1.8MPa；氧壓浸出溫度為120～210℃，時間為0.5～4h，優(yōu)選的氧壓浸出溫度為180～200℃，時間為2h；與現(xiàn)有技術(shù)不同，本步驟中，并未加入含鈉銨廢液與紅土鎳礦漿料進行同步氧壓，這樣可以有效避免含鈉銨廢液中的有機物加入后引發(fā)氧壓釜安全問題，延長了氧壓釜的使用壽命。

S3：部分中和。本步驟具體包括：于經(jīng)過氧壓浸出S2步驟后得到的浸出液中，先加入含鈉銨廢液，再加入第一中和劑至pH值為1.0～2.5，得到部分中和液。其中，第一中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物；在部分中和S3步驟中，對于含鈉銨溶液的理論加入量，按含鈉銨廢液中含鈉銨離子的電荷總數(shù)與預(yù)浸液中含鐵鋁離子的電荷總數(shù)相等進行計算；含鈉銨溶液的實際加入量為理論加入量的1.05～2倍，使含鈉銨溶液稍過量，有利于促進鐵鋁充分水解。本步驟中含鈉銨廢液為含有鈉離子的工業(yè)廢液，一方面，由于其他工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生較多的含鈉銨廢液，而這些含鈉銨廢液由于難以回收，并未加以利用，此處有效利用其他工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生含鈉銨廢液，無需采購新的硫酸鈉，有效降低了成本，同時也對含鈉銨廢液進行了再次利用；另一方面，含鈉銨廢液促進鐵鋁的水解，并脫離氧壓釜進行反應(yīng)，在保證原有效果的基礎(chǔ)上，有效避免了所引入的有機物會對氧壓釜造成安全隱患，顯著延長了氧壓釜的使用壽命。

S4：沉淀除雜。本步驟具體包括：向部分中和液中加入第二中和劑，使部分中和液中的鐵鋁沉淀后固液分離，得到除雜后液；其中，第二中和劑為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或多種的混合物，第二中和劑的加入量與部分中和液需沉淀鐵鋁的量相適應(yīng)；通過調(diào)節(jié)第二中和劑的加入量來控制沉淀除雜步驟中漿料的pH，使pH值保持為2.85～5.5。由于S3步驟僅進行了部分中和，而本步驟S4在S3步驟的基礎(chǔ)上進一步對pH值進行調(diào)節(jié)，使部分中和液中的鐵鋁以沉淀形式完全除去。

S5：堿化沉鎳鈷錳。本步驟具體包括：向除雜后液中加入堿性劑，得到氫氧化鎳鈷錳，所得到的氫氧化鎳鈷錳產(chǎn)品可用于制備鋰離子電池三元正極材料的前驅(qū)體；其中，堿性劑為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣中一種或兩種的混合物，堿性劑的加入量與除雜后液中需沉淀鎳鈷錳的量相適應(yīng)；通過調(diào)節(jié)堿性劑的加入量來控制堿化沉鎳鈷錳步驟中漿料的pH，使pH值保持為7.0～9.0。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明中含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法作進一步詳述。

實施例1

取固含量33.5％、200目過篩率為97％的腐泥土球磨漿料60L，加入濃硫酸31.2kg，70℃攪拌反應(yīng)2h得到預(yù)浸液，再將預(yù)浸液置于氧壓釜中進行氧壓浸出，總壓力為1.2MPa，浸出溫度為180℃，浸出時間2h，得到鎳浸出率95.96％，雜質(zhì)元素鐵：7.16g/L，鋁：3.57g/L的浸出液。

加入含硫酸鈉35g/L，硫酸銨20g/L的含鈉銨廢液，并加入碳氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至2.0，過濾去除渣，向部分中和液中加入30％的液堿漿料調(diào)節(jié)pH至5.0，過濾去除鐵鋁渣，得到除雜后液。再向除雜后液中加入液堿調(diào)節(jié)pH至8.0，攪拌反應(yīng)6h，得到氫氧化鎳鈷錳產(chǎn)品。

實施例2

取固含量33.5％、200目過篩率為97％的褐鐵礦球磨漿料60L，加入濃硫酸32kg，80℃攪拌反應(yīng)4h得到預(yù)浸液，再將預(yù)浸液置于氧壓釜中進行氧壓浸出，總壓力為1.8MPa，浸出溫度為180℃，浸出時間2h，得到鎳浸出率96.35％，雜質(zhì)元素鐵：5.98g/L，鋁：2.57g/L的浸出液。

加入含硫酸鈉35g/L，硫酸銨20g/L的含鈉銨廢液，并加入碳酸鈣調(diào)節(jié)pH至2.0，過濾去除渣，向部分中和液中加入15％碳酸鈣調(diào)節(jié)pH至4.8，過濾去除鐵鋁渣，得到除雜后液。再向除雜后液中加入氧化鈣調(diào)節(jié)pH至8.0，攪拌反應(yīng)6h，得到氫氧化鎳鈷錳產(chǎn)品。

實施例3

取固含量33.5％、200目過篩率為97％的褐鐵礦球磨漿料60L，加入濃硫酸32kg，90℃攪拌反應(yīng)4h得到預(yù)浸液，再將預(yù)浸液置于氧壓釜中進行氧壓浸出，總壓力為1.8MPa，浸出溫度為200℃，浸出時間2h，得到鎳浸出率98.35％，雜質(zhì)元素鐵：4.5g/L，鋁：0.57g/L的浸出液。

加入含硫酸鈉20g/L，硫酸銨8g/L的含鈉銨廢液，并加入碳酸鈣調(diào)節(jié)pH至2.0，過濾去除渣，向部分中和液中加入15％碳酸鈣調(diào)節(jié)pH至4.8，過濾去除鐵鋁渣，得到除雜后液。再向除雜后液中加入氧化鎂調(diào)節(jié)pH至7.8，攪拌反應(yīng)6h，得到氫氧化鎳鈷錳產(chǎn)品。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種含鈉銨廢液應(yīng)用于紅土鎳礦的綜合處理方法，通過氧壓釜進行反應(yīng)浸出后再加入含鈉銨廢液的方式，在保證高鎳鈷錳浸出率的基礎(chǔ)上，避免了含鈉銨廢液因帶有機物而引發(fā)鈦材質(zhì)氧壓釜的自燃，保障安全生產(chǎn)；同時，本發(fā)明對工業(yè)生產(chǎn)中難以利用的含鈉銨廢液進行了合理再利用，顯著減低了紅土鎳礦的處理成本。

需要說明的是，以上各實施例均屬于同一發(fā)明構(gòu)思，各實施例的描述各有側(cè)重，在個別實施例中描述未詳盡之處，可參考其他實施例中的描述。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。