[发明专利]一种从含镍磷铁中提镍的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，是一种对废弃物含镍磷铁中的镍元素进行有效利用的方法。 

背景技术

磷铁是一种在磷矿的热法加工过程中产出的含有铁和磷的副产物，如黄磷、钙镁磷肥的副产。普通的磷铁一般不含镍，但当以蛇纹石做熔剂生产钙镁磷肥时副产的磷铁就会含有一定量的镍。这时候原料磷矿石、熔剂蛇纹石、燃料焦碳，在1350-1450℃高炉熔融，再经水淬、骤冷、干燥、研磨得到钙镁磷肥产品。同时，蛇纹石中含有的硅酸镍，在高炉中被还原为单质镍，并和单质铁及磷形成磷铁沉积下来，最后成为副产物含镍磷铁（简称镍磷铁）。 

镍磷铁含有较高的镍，其镍含量甚至比镍矿之一的红土镍矿的镍含量还高，因此镍磷铁实际上可以作为一种很好的含镍矿物加以使用。并且，镍磷铁中还含有大量的铁和磷，在提取镍磷铁中镍的同时，还可以回收磷和铁。 

磷铁是一种带有金属光泽的银灰色固体（含镍磷铁偏黄），较坚硬且偏脆性，有一定的铁磁性。通过对镍磷铁进行化学元素分析，结果表明其含量最大的是铁元素，占55%～75%，其次是磷元素，占10%～20%，含镍磷铁的镍含量1%～3%，详细见表1。 

表1（镍）磷铁的元素分析结果 

虽然磷铁中含有大量的铁和磷元素，但其化学性质异常稳定，不像铁那样在空气中会缓慢氧化，也不像磷那样在空气中会立即氧化冒白烟甚至燃烧，磷铁可以在空气中长期稳定存在。说明磷铁中不存在单质态的磷和铁。对（镍）磷铁进行X射线衍射分析，结果表明镍磷铁中存在的是Fe₂P、Fe₃P两种形态。

对于普通磷铁的利用，一般采用配入纯碱与磷铁粉混合后高温煅烧，然后用水浸取，滤液经浓缩、结晶、干燥制得磷酸三钠产品，滤渣经洗涤、烘干制得氧化铁。或者采用先磷铁粉碎后，加入硫酸与磷酸，95℃水浴中加热搅拌．至大部分磷铁粉末溶解于混酸中，停止反应．过滤除去不溶物即得到滤液，往滤液加入氨水或磷酸氢二钠等，最后析出磷酸铁晶体。 

而对含镍磷铁的利用，有采用先将镍磷铁在平炉中进行氧化吹炼，使铁、磷等元素被氧化造渣，因镍不易氧化而达到富集，再将平炉吹炼产生的一次合金含镍其置于电弧护中，吹入空气东使其中的铁磷进一步氧化，使镍富集后用铁模浇铸成阳极板，最后电解精炼为纯的阴极镍板。 

发明内容

本发明要解决原有含镍磷铁中提镍的流程冗长、设备庞多、能耗高、投资较大的缺点，提出一种化学浸取提镍的工艺，该方法成本低、充分利用废弃资源及副产物、工艺简单的特点。 

为了实现上述目地，本发明采取的技术方案为：一种从含镍磷铁中提镍的方法，包括以下步骤： 

（1）    粉碎：用粉碎机将块状含镍磷铁破碎到200目的粒度。

（2）    酸浸：在固液比1：4～1：8，硫酸浓度20%～40%，反应温度80～105℃的条件下，酸浸15～20小时，酸浸过程中不断鼓入空气使溶入的亚铁离子氧化为三价铁离子。 

（3）    中和：酸浸液加入氨水，调整溶液PH值为5.5～6.5，析出氢氧化铁、硫酸铁等铁化合物沉淀。 

（4）    过滤：铁化合物沉淀完全后，过滤中和液，分离出渣，得到不含铁的滤液。 

（5）    析出硫化镍：滤液加入硫化钠，立即析出硫化镍沉淀。 

（6）    过滤：离心分离，得到硫化镍固体。 

  

实施例1

用鄂式破碎机大块镍磷铁粗碎，再用圆盘粉碎机进一步破碎到1～2mm粒径，用球磨机再磨细至过200目，取上述镍磷铁原料400g，用4kg（固液比1:10）40%的H2SO4在80℃、搅拌速度为900r/min的条件下反应12h，反应过程中不断鼓入空气氧化，反应结束后进行过滤，溶液过滤后为黑色溶液，加过氧化氢至溶液透明且用亚铁试剂鉴定无二价铁，浸出液加氨水中和至溶液pH≈6.0，这时铁基本除净，往除铁后的溶液加入的Na₂S溶液，析出NiS黑色沉淀，过滤即得到硫化镍固体。

  

实施例2

取过200目镍磷铁原料100g，用0.8kg（固液比1: 8）30%的H2SO4在95℃、搅拌速度为900r/min的条件下反应15h，反应过程中不断鼓入空气氧化，反应结束后进行过滤，溶液过滤后为黑色溶液，用亚铁试剂鉴定无二价铁后（若有二价铁则加过氧化氢至溶液透明），浸出液加氨水中和至溶液pH≈6.0，这时铁基本除净，往除铁后的溶液加入的Na₂S溶液，析出NiS黑色沉淀，过滤即得到硫化镍固体。