[发明专利]一种电解锰工业离子交换法回收钴镍方法

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种电解锰工业离子交换法回收钴镍方法。

背景技术

钴为小金属，其在工业应用起着重要作用，素有“工业味精”和“工业牙齿”之称，是重要的战略资源之一，是一种非常稀缺的资源。

钴的重要用途在生产高温合金、耐热耐腐合金、硬质合金、超硬质合金以及磁性材料，特别是在军事工业(制造穿甲弹与防护装甲)以及航空工业(发动机)中起着不可替代的作用。钴是锂离子电池中最重要的金属，随着锂离子电池市场的扩大，对钴金属的需求也愈加旺盛，另外应用钴做石化产品的催化剂、在电镀、玻璃陶瓷、医药医疗等工业也有广泛应用。

我国是钴资源缺乏的国家，但是我国对钴的需求量急剧膨胀，大部分钴的生产原料从国外进口，主要依靠进口满足市场需求。我国钴矿产资源主要伴生于铁、镍与铜等有价金属矿中，独立成矿的仅占4.7％，不具备直接开采的条件。

镍在电镀工业，极细的镍粉在化工行业常用作催化剂。镍主要用于制造不锈钢和其他合金，全球约有66％的镍用于制造不锈钢。而我国是不锈钢生产大国，我国生产的镍有50％以上用来制造不锈钢。

中国的镍矿床主要为甘肃省的金川、吉林省的红旗岭、赤柏松；新疆的喀什地区，另四川云南等省也有。但除了金川矿床外，大多数镍矿矿床储量小，品位低，所处自然环境差，开采难度大，成本高。每年中国对镍的需求有一半是依靠进口来满足。

锰矿石中钴镍分布也较广，以我国最大的锰矿一广西下雷碳酸锰矿为例，钴含量可达0.011％，镍的含量高达0.28％。根据原料中钴镍含量的高低，在电解锰生产过程中，酸浸得到的硫酸锰液中钴、镍离子含量一般在30-150mg/L。据对电解锰行业的调研和文献检索，某些高钴镍锰矿应用于生产后，致使硫酸锰液中的钴、镍离子含量高达200—1500mg/L。

众所周知，生产电解锰所用的硫酸锰溶液中若有重金属离子(钴、镍等)的存在，则会影响电解金属锰的沉积，造成电流效率下降，产量低，成本高。现有技术中SDD(硫化剂)除重金属应用比较普遍。

在除杂的过程中不给原有的系统增加新的杂质基础上，既除去了杂质，又富集回收钴镍，并且能够降低能耗，这是一个具有经济价值的难题。

现有技术中采用SDD硫化物沉淀法，其缺点表现在以下几个方面：

1、硫化渣钴镍含量低、能耗高(除杂过程需加热)，回收利用价值低；

2、硫化物过量系数大、锰损高；处理费用高，需过滤分离硫化渣；

3、Co、Ni等重金属离子在MnSO₄溶液中与SDD硫化剂充分发生反应，生成重金属螯合物沉淀，但其能在短时间内分解，造成溶液中重金属离子除不完全。

4、且SDD试剂在酸性环境下易分解二乙胺和二硫化碳；二硫化碳呈悬浮状存在于电解液中，在电解过程中能部分进入产品中，使产品的C、S含量增高，影响产品质量。

发明内容

为了解决上述针对行业是电解锰工业，在其湿法冶炼过程中，因原矿中多伴生有钴镍，在浸出过程中与其同步浸出，硫酸锰溶液中含有钴镍等重金属离子，会影响电解金属锰的沉积，造成电流效率下降，产量低，成本高的技术问题，本发明提供了一种电解锰工业离子交换法回收钴镍方法，是对其除铁后的浸出液，去除钴镍杂质并富集钴镍的方法。

其技术方案如下：

一种电解锰工业离子交换法回收钴镍方法，包括以下步骤：

(1)螯合树脂装柱后，经转型、再生后，投入使用，锰液中转桶中除铁后硫酸锰液以1.0～6.0BV/h的流速从下泵入离子交换柱，液体中的钴、镍离子被吸附进树脂内，检测吸附尾水中钴镍平均浓度，达到控制指标≤2mg/L即停止进液，吸附尾水直接进入交换后锰液中转池；

(2)吸附完成后的树脂用解吸剂硫酸解吸，解吸剂含酸量质量百分比为3～15％，解吸剂的流速在1.0～6.0BV/h，解吸液进入钴、镍解吸中转桶，解吸后从清洗塔中泵入工业水从树脂柱上方进行洗涤；

(3)树脂再生剂为2～8％的氨水，树脂再生前排干交换柱内溶液，由泵从交换柱底部泵入，流速控制在1.0～6.0BV/h，在出口检测溶液的pH，pH＜7的再生液进入废水管道，pH＞7的再生液返回再生剂配制桶；

(4)再生后排干交换柱内溶液，由泵从交换柱底部泵入工业水，洗涤水进再生剂配制桶，再生好的树脂进入下一工作循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果：(1)在离子交换法除钴镍的过程中，对于电解锰生产体系，不引入新的离子，消除了新技术应用可能对原有生产体系的不确定性影响；