[发明专利]一种氧化镍矿浸出液除铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从镍矿浸出液中除铁的方法，具体涉及一种氧化镍矿浸出液除铁的方法。

背景技术

由于全球镍产品的需求量不断上升，开发镍矿资源成为迫在眉睫的任务。氧化镍矿是主要的镍矿资源，酸浸工艺是氧化镍矿冶炼的常用技术。无论是通过常压酸浸还是高压酸浸所得到的浸出液都含有铁、镍、钴、镁、铝等金属离子，只有对浸出液进行净化分离才能获得纯的镍、钴、镁、铝、铁等金属或含金属的盐类化合物。通常浸出液中的铁离子浓度高于其它金属离子浓度，故多数净化分离流程的第一步是除铁。

常用的浸出液除铁方法主要有氧化中和法、黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。氧化中和法是用氧化剂将浸出液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，再加入碱液调整溶液的pH值，使Fe³⁺以氢氧化铁的形式沉淀，此法操作简便，但氢氧化铁常以胶体形式沉淀，造成溶液过滤困难，此外，氢氧化铁沉积时会带动部分或大量的镍、钴、镁、铝等其它金属离子共沉积，造成金属离子的损失。黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法都具有良好的过滤和洗涤性能，但黄钾铁矾难于回收利用，在堆积和存放的过程中还会释放出硫酸而污染环境，因此黄钾铁矾法现在已较少使用；赤铁矿法和针铁矿法因具有除铁产品可以直接出售的优势而成为首选的除铁方法，但赤铁矿法需要的沉铁温度较高，通常在140℃以上，能耗和对设备的要求相对较高，而针铁矿法可在较低的温度下进行，因此人们更倾向于采用针铁矿法除铁。

针铁矿法除铁的原理是先用氧化剂将溶液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，然后Fe³⁺水解为针铁矿而从溶液中沉积下来。Fe³⁺水解为针铁矿的反应要求溶液中Fe³⁺的浓度足够低，如低于1g/L，而氧化镍矿浸出液中Fe³⁺浓度常常高于此数值，故需先加入还原剂将部分Fe³⁺还原为Fe²⁺；Fe³⁺的水解反应还要求在较低的酸度(如pH值在2～5)下进行，酸浸工艺所得的氧化镍矿浸出液的酸度一般较高，通常pH值小于1或在1附近，这就要求加入碱性物质调整溶液的酸度，但加入碱性物质容易造成部分Fe³⁺优先以氢氧化铁的形式沉积，这会造成镍钴等金属离子的损失和过滤困难；此外，若水解生成的针铁矿颗粒过细，溶液过滤时细小的针铁矿颗粒会穿过滤布，会造成溶液过滤不干净，针铁矿产品难于回收；若水解生成的针铁矿结晶度不高，镍钴等金属离子同样会与针铁矿共沉积，导致镍钴元素的损失。

已报道的除铁方法中，大都需用碱液调整浸出液的酸度和加入还原剂来进行除铁操作，因此沉铁过程不可避免地会出现镍钴等有价金属的损失和矿浆过滤困难等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的氧化镍矿浸出液除铁的方法。本发明所述方法可以在不添加还原剂和碱性物质的条件下获得较高的铁脱除率，所述铁以针铁矿沉积，镍、钴、镁和铝等金属几乎没有损失。

本发明所述的一种氧化镍矿浸出液除铁的方法，包括以下步骤：

(1)向反应釜中加入一定量的水；

(2)升温至70～100℃，搅拌条件下，分别以0.005～0.05L/min和0.005～0.1L/min的流速通入氧化镍矿浸出液和氧化剂进行反应，所述氧化镍矿浸出液和氧化剂的通入时间均为0.5～4h；

(3)停止加入氧化镍矿浸出液和氧化剂，搅拌反应15～90min，所得料浆过滤，滤液即为除铁后溶液。

上述方法中：

步骤(1)中，所述水的加入量为使加入氧化镍矿浸出液后所得溶液的酸浓度在0.01～0.5g/L范围内且Fe³⁺的浓度低于1g/L。需要说明的是，水和浸出液的总体积应该在反应釜所能盛载的范围内，相对来说，反应釜的体积越大，一个处理周期所能处理的浸出液的量就越大。

步骤(2)中，所述氧化剂为空气或氧气。该步骤中，氧化镍矿浸出液和空气的通入是同时开始且同时停止的。

可根据需要，在步骤(2)中可加入少量的针铁矿作为晶种，一般按浸出液中每克铁加入0.01～0.1克的针铁矿。

当需要处理的氧化镍矿浸出液中不含Fe²⁺时，则不需加入氧化剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：