[发明专利]一种从镍钴富集物中直接生产电池级硫酸镍的方法

说明书

本发明公开了一种从镍钴富集物中直接生产电池级硫酸镍的方法，属于有色金属冶金技术领域。镍钴富集物采用“搅拌浸出‑萃取除杂‑萃取镍钴分离‑直接蒸发结晶”技术直接生产电池级高纯硫酸镍产品。该工艺最显著特点是：可通过萃取工艺脱除和分离铜、锌、锰、钴和镁，使得镍不经过萃取就可直接生产高纯电池级硫酸镍产品。该发明大大简化了工艺流程，金属回收率高，硫酸镍生产成本显著降低。

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，涉及一种从镍钴富集物中直接生产电池级硫酸镍产品的方法。

背景技术

镍钴是重要的战略物资，广泛应用于不锈钢、电池、航空航天等领域。但我国镍钴资源短缺，90％以上需要从国外进口原矿石、精矿和镍钴富集物。特别是随着我国新能源汽车的迅猛发展，镍钴的需求量和价格持续上升，研究开发从镍钴富集物(含Ni 5-50％,Co0.5-5％)中高效、清洁、低成本的工艺技术十分必要。该富集物是指从镍红土矿采用湿法浸出-中和除杂-沉淀镍钴获得的中间产品，也包括从含镍钴的溶液或废水中沉淀下来的镍钴富集物。

目前国内外镍钴富集物处理工艺主要分为火法工艺和湿法工艺，火法工艺主要包括三种：(1)镍钴富集物直接加入到炼钢过程中生产不锈钢，但镍利用率低，钴得不到回收利用；(2)加入硫化剂，采用鼓风炉等设备熔炼成高冰镍，再采用湿法精炼提取镍钴产品。由于能耗高，流程长，应用不普遍；(3)电炉还原熔炼镍基合金，直接电解生产电解镍。该方法处于工业化前期研究阶段，还未取得工业应用。

多数工厂采用了镍钴富集物湿法冶炼工艺，包括搅拌浸出-中和除铁铝-萃取除杂-萃取镍钴分离-镍萃取-蒸发结晶生产硫酸镍。一部分工厂不经过镍萃取，直接电积生产电解镍。目前湿法冶炼工艺技术存在工艺流程复杂、生产成本高、废水排放量大等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种从镍钴富集物中直接生产电池级硫酸镍的方法，具体方案为：以镍钴富集物为原料，采用“搅拌浸出-萃取除杂-萃取镍钴分离-直接蒸发结晶”工艺，不经过镍萃取直接生产电池级高纯硫酸镍产品。该方法在国内外尚属首次，具有投资少、建设周期短，生产成本低，金属回收率高，环境污染小等优点，同时该方法原料适应性较广，根据原料性质的不同，调整浸出和萃取工艺，可以用来处理大部分含镍钴的富集物。

一种从镍钴富集物中直接生产电池级硫酸镍的方法，具体步骤为：

(1)搅拌浸出：将镍钴富集物经浆化后得到的矿浆进行搅拌浸出，将浸出后的矿浆液固分离得到浸出液和浸出渣；

(2)萃取除杂：将步骤(1)得到的浸出液送澄清装置澄清，经澄清后的浸出液，进入萃取工序，采用一种萃取剂脱除重金属杂质，得到萃取除杂后液；

(3)萃取镍钴分离：将步骤(2)得到的萃取除杂后液直接进入第二级萃取，采用第二种萃取剂进行镍与钴镁分离，获得高纯硫酸镍溶液；

(4)直接蒸发结晶：将步骤(3)得到的高纯硫酸镍溶液蒸发结晶得到电池级硫酸镍产品。

进一步地，步骤(1)中，镍钴富集物经搅拌式加螺旋给料送入浆化槽，经浆化后的矿浆泵入搅拌浸出槽，在5-100℃用硫酸浸出，控制硫酸浓度5-100g/L，浸出周期0.5-6.0小时，镍钴被浸出进入溶液，部分铁、镁、铝、锰也进入溶液。镍浸出率>99％，钴浸出率>98.5％，同时其它杂质元素如Fe、Mg、Al、Mn、Zn、Cu、Ca、Cr等的氧化物也部分发生反应进入溶液，主要化学反应方程式如下：

Ni(OH)₂+H₂SO₄＝NiSO₄+2H₂O (1)

Co(OH)₂+H₂SO₄＝CoSO₄+2H₂O (2)