一种降低氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法

摘要

一种降低氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法，一段浸出盐酸和氢氧化镍钴，得一浸渣；二段浸出中串联一号釜、二号釜和三号釜，一号釜与二号釜内加入盐酸和氢氧化镍钴，H+浓度0.1～0.8mol/L，一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，搅拌，三号釜液体中H+浓度0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；一浸渣送入二段浸出工序，盐酸洗涤二浸渣，压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；二浸液和洗涤后液送入一段浸出。该方法通过控制二浸反应中浆液的pH值或H+浓度以及反应终点二浸液、一浸液的pH值或H+浓度降低浸出渣含镍量和氯气溢出。渣率在6%以下，渣含镍量小于3%。

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，涉及一种湿法冶金中降低渣含镍量的方法，特别涉及一种降低红土镍矿产出的粗氢氧化镍钴原料盐酸浸出渣含镍量的方法。 

背景技术

随着电镀行业的发展，推动了镍盐行业的发展，而红土镍矿产出的氢氧化镍钴由于来源广泛、价格便宜，逐渐成为了镍盐生产厂家首选的原材料，在氢氧化镍钴原料盐酸浸出过程中，从化学角度看发生中和反应，控制盐酸的加入量及溶液的pH值可以有效降低浸出渣的含镍量，但以红土镍矿产出的氢氧化镍中的镍含量仅占40%～50%，而钴、钙、镁、锰等杂质含量较高，并且Mn元素在原料中是以高价态形式存在的，因此在浸出过程中若酸浓度控制不当，高价态Mn元素会与盐酸发生氧化还原反应产生大量的氯气，严重影响工作环境，同时会降低盐酸的利用率，增加生产成本。若浸出过程中降低浆液浓度会导致部分氢氧化镍钴原料未参加反应，以浸出渣的形式存在，降低了金属收率，提高了生产成本。 

发明内容

本发明的目的是提供一种降低氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法，既能降低浸出渣的含镍量，也能抑制浸出过程中氯气的溢出。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种降低氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法，其特征在于，具体按以下步骤进行：

步骤1：在一段浸出釜内加入盐酸和氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60～90℃，反应1～1.5小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值：若该液体的pH值为3.5～4.0，压滤，得一浸液和一浸渣；若该液体的pH值超出了3.5～4.0的范围，则根据实际测量的pH值，添加氢氧化镍钴或者盐酸进行调节，使一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，压滤，得一浸液和一浸渣；

同时，采用串联的一号釜、二号釜和三号釜进行二段浸出，向一号釜与二号釜内加入盐酸和氢氧化镍钴，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液流入二号釜，二号釜内的溶液流入三号釜，三号釜内进行搅拌，并测量三号釜内液体中H⁺的浓度：

若三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，则进行压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＞0.8mol/L，则向一号釜和二号釜内添加氢氧化镍钴，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

步骤2：将氢氧化镍钴、盐酸和步骤1中的一浸渣送入二段浸出的一号釜和二号釜内，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，三号釜内进行搅拌，并测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度：

若三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，则进行压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＞0.8mol/L，则向一号釜和二号釜内添加氢氧化镍钴，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

用盐酸浆化洗涤二浸渣，洗涤时的液固比为3～4︰1，温度为70℃～90℃，反应时间2～3小时；在洗涤过程中洗涤液的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L；压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；

步骤4：将步骤1中的二浸液、步骤2中的二浸液以及步骤3中的洗涤后液，送入一段浸出釜内，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60～90℃，反应1～1.5小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值：若该液体的pH值为3.5～4.0，开启压滤泵进行压滤，得一浸液和一浸渣；若该液体的pH值超出了3.5～4.0的范围，则根据实际测量的pH值，添加氢氧化镍钴或者盐酸进行调节，确保反应后一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，然后进行压滤，得一浸液和一浸渣；

步骤5：重复步骤2、步骤3和步骤4，对氢氧化镍钴进行处理。

本发明方法通过控制二浸反应过程釜内浆液的pH值或H⁺浓度，同时控制反应终点二浸液、一浸液的pH值或H⁺浓度来降低浸出渣含镍量和氯气的溢出。浸出过程中渣率在6%以下，渣含镍量小于3%；可有效改善现场作业环境，提高金属收率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

以红土镍矿为原料产出的氢氧化镍钴中的镍含量仅占40%～50%，而钴、钙、镁、锰等杂质含量较高，如表1所示；并且Mn元素在原料中是以高价态形式存在的，因此在浸出过程中若酸浓度控制不当，高价态Mn元素会与盐酸发生氧化还原反应产生大量的氯气，严重影响工作环境，同时会降低盐酸的利用率，增加生产成本。若浸出过程中降低浆液浓度会导致部分氢氧化镍钴原料未参加反应，以浸出渣的形式存在，降低了金属收率，提高了生产成本。

表1  粗氢氧化镍钴的组成   （/%）

为了克服现有工艺中存在的问题，本发明提供了一种工艺流程如图1所示的降低氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：在一段浸出釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60～90℃，反应1～1.5小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值：若该液体的pH值为3.5～4.0，开启压滤泵进行压滤，得一浸液和一浸渣；若该液体的pH值超出了3.5～4.0的范围，则根据实际测量的pH值，添加氢氧化镍钴或者盐酸进行调节，确保反应后一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，然后进行压滤，得一浸液和一浸渣；

同时，采用串联的一号釜、二号釜和三号釜进行二段浸出，向一号釜与二号釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，通过添加氢氧化镍钴和盐酸调节一号釜与二号釜内液体的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度：

若三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，则进行压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＞0.8mol/L，则向一号釜和二号釜内添加氢氧化镍钴，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

步骤2：将氢氧化镍钴、盐酸和步骤1中的一浸渣送入二段浸出的一号釜和二号釜内，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，通过添加氢氧化镍钴和盐酸调节一号釜与二号釜内液体的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度：

若三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，则进行压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＞0.8mol/L，则向一号釜和二号釜内添加氢氧化镍钴，并使一号釜内的溶液流入二号釜，二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

若三号釜内液体中的H⁺浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；

用盐酸浆化洗涤二浸渣，洗涤时的液固比为3～4︰1，温度为70℃～90℃，反应时间2～3小时；在洗涤过程中控制加渣量或盐酸的量，确保洗涤液的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L；压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；

步骤4：将步骤1中的二浸液、步骤2中的二浸液以及步骤3中的洗涤后液，送入一段浸出釜内，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60～90℃，反应1～1.5小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值：若该液体的pH值为3.5～4.0，开启压滤泵进行压滤，得一浸液和一浸渣；若该液体的pH值超出了3.5～4.0的范围，则根据实际测量的pH值，添加氢氧化镍钴或者盐酸进行调节，确保反应后一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，然后进行压滤，得一浸液和一浸渣；

步骤5：重复步骤2、步骤3和步骤4，对氢氧化镍钴进行处理。

本发明方法通过控制浸出过程的pH值来有效降低以红土镍矿转型生产的氢氧化镍钴盐酸浸出渣含镍量的方法，由于浸出过程中分为两段浸出，并有一段洗涤工序，并且二段浸出及洗涤过程中H⁺控制为 0.8mol/L，浸出过程完全，降低了浸出渣含镍量。二浸出过程中H⁺控制为0.1～0.8mol/L，没有高浓度盐酸参与反应，抑制了高价态Mn元素与盐酸发生氧化还原反应产生大量的氯气。

实施例1

在一段浸出釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60℃，反应1.5小时后，测量一段浸出釜中液体的pH为3.8，进行压滤，得一浸液和一浸渣；同时，采用串联的一号釜、二号釜和三号釜进行二段浸出，向一号釜与二号釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，控制一号釜与二号釜内H⁺浓度为0.1mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，该液体中H⁺的浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；将盐酸、氢氧化镍钴和一浸渣送入二段浸出的一号釜和二号釜内，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度＞0.8mol/L，则向一号釜和二号釜内添加氢氧化镍钴，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；用盐酸浆化洗涤二浸渣，洗涤时的液固比为3︰1，温度为70℃，反应时间3小时；在洗涤过程中控制洗涤液的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L；压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；将二浸液和洗涤后液送入一段浸出釜，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为60℃，反应1.5小时后，测得一段浸出釜中液体的pH值＜3.5，添加氢氧化镍钴进行调节，使该液体的pH值为3.5～4.0，压滤，得一浸液和一浸渣；重复上述过程，对氢氧化镍钴进行处理。

经检测，经过洗涤得到的洗后二浸渣的含镍量为2.84%，渣率为5.2%。

实施例2

在一段浸出釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为90℃，反应1小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值＜3.5，添加氢氧化镍钴进行调节，使一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，压滤，得一浸液和一浸渣；同时，采用串联的一号釜、二号釜和三号釜进行二段浸出，向一号釜与二号釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度为0.5mol/L之间，则进行压滤，得二浸渣和二浸液；将盐酸、氢氧化镍钴和一浸渣送入二段浸出的一号釜和二号釜内，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度＜0.1mol/L之间，则向一号釜和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，进行压滤，得二浸渣和二浸液；用盐酸浆化洗涤二浸渣，洗涤时的液固比为4︰1，温度为90℃，反应时间2小时；在洗涤过程中控制洗涤液的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L；压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；将二浸液以及洗涤后液送入一段浸出釜内，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为90℃，反应1小时后，测量一段浸出釜中液体的pH值＞4.0，添加盐酸进行调节使一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，然后进行压滤，得一浸液和一浸渣；重复上述过程对氢氧化镍钴进行处理。

测得洗后二浸渣的含镍量为1.65%，渣率为4.5%。

实施例3

在一段浸出釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为75℃，反应1.2小时后，测得一段浸出釜中液体的pH值＞4.0，添加盐酸进行调节，使一段浸出釜中液体的pH值为3.5～4.0，压滤，得一浸液和一浸渣；同时，采用串联的一号釜、二号釜和三号釜进行二段浸出，向一号釜与二号釜内注入盐酸的同时缓慢加入氢氧化镍钴，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测量三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；将盐酸、氢氧化镍钴和一浸渣送入二段浸出的一号釜和二号釜内，向一号釜与二号釜内注入盐酸、一浸渣和氢氧化镍钴，控制该两个釜内H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，使一号釜内的溶液通过溢流管流入二号釜，二号釜内的溶液再流入三号釜，当三号釜内液体的液面升至搅拌叶所处的位置后，开启三号釜内的搅拌器，进行搅拌，此时，测得三号釜内液体的酸度，即该液体中H⁺的浓度＜0.1mol/L，则向一号和二号釜内添加盐酸，并使一号釜和二号釜内的溶液流入三号釜，调节三号釜内液体中的H⁺浓度，直至三号釜内液体中的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L，压滤，得二浸渣和二浸液；用盐酸浆化洗涤二浸渣，洗涤时的液固比为3.5︰1，温度为80℃，反应时间2.5小时；在洗涤过程中控制洗涤液的H⁺浓度为0.1～0.8mol/L；压滤，得洗涤后液和洗后二浸渣，洗后二浸渣外付渣场；将二浸液以及洗涤后液送入一段浸出釜内，溶解氢氧化镍钴，当一段浸出釜中溶液的pH值为3.5～4.0时，停止加料，开蒸汽加热，控制一段浸出釜内溶液的温度为75℃，反应1.2小时后，测得一段浸出釜中液体的pH值为3.7，进行压滤，得一浸液和一浸渣；重复上述过程对氢氧化镍钴进行处理。

测得洗后二浸渣含镍量为2.13%，渣率为4.75%。