[发明专利]使用离子交换树脂从红土矿中回收镍和钴的方法

说明书

发明领域

本发明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。

发明背景

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 中使用树脂(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1 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 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。