[发明专利]一种含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的方法

说明书

本发明公开了一种含镍污泥硫化焙烧‑碱性熔炼分离镍的方法。以电镀镍企业所产生的含镍污泥为处理对象，采用冶炼企业所产硫磺渣为硫化剂，进行硫化焙烧，使含镍污泥中的金属和金属氧化物转化为金属硫化物，金属镍的硫化率可达99%以上；反应完成之后得焙烧矿，尾气由氢氧化钠溶液进行吸收、结晶分离得到钠盐结晶物和母液，然后将结晶物与焙烧矿、氢氧化钠和煤粉混合进行碱性熔炼，硫化物因在硫化钠中的溶解量不同而分层，放渣后分离得到碱渣和以硫化镍为主体的富集物，镍回收率可达97%以上。本发明具有处理能力大、固废协同处置、成本低、有价金属镍高效回收的优点。

技术领域

本发明属于矿物加工和有色金属冶金工程领域，更具体的，涉及一种含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的方法。

背景技术

电镀是对金属或者非金属的表面进行装饰、防护以及获取新性能的工艺，其中镍电镀会提高材料的防腐性能，但在电镀过程中会产生大量的电镀污泥，含有大量的镍、铜、铬等重金属，处理不当会形成二次污染，对生态环境和人体健康造成巨大的影响，目前我国全年的含镍铬污泥产量超过300万吨，含有的金属镍超过10万吨。

目前的处理技术主要有湿法、火法和生物法，湿法是采用化学方法对污泥进行浸取，并从浸出液中进行提取；火法是将污泥和熔剂一起在高温下熔炼，提炼出重金属；生物法则是利用细菌对污泥中的重金属进行选择性溶出。

火法方法主要采用焙烧或熔炼使污泥中镍和铜金属化，后续通过选矿分离和电解回收镍和铜。中国专利CN106269213A和中国专利CN109517980A中均采用烧结-破碎-分选的联合工艺从污泥中回收铜镍，最终得到铜独镍精矿，其利用烧结的还原气氛使铜和镍金属化和硫化，铜镍回收率均在80%以上；中国专利CN107299219A也采用类似的方法，镍污泥经还原焙烧后选矿分离得到铜镍的合金粉末；中国专利CN109234540A在高温下把电镀污泥在高温下直接还原成金属合金，通过电解回收其中的铜和镍。在目前的火法处理工艺过程中，高温焙烧或熔炼后都需要配合湿法的选矿或电解工艺进一步回收，增长的流程。

湿法方法采用酸性或氨性浸出剂对污泥中有价金属进行浸出，再从浸出液中萃取、沉淀或电积回收镍和铜。中国专利CN110055425A采用硫酸、盐酸或硝酸进行污泥的浸出，同时加入氧化剂，浸出液用铁粉置换铜镍；中国专利CN108863014A也采用浓硫酸进行污泥的浸出；中国专利CN107779602采用氨性体系选择性浸出和萃取镍铜，萃取液电积得到金属铜。在目前的湿法处理工艺工艺过程中主要面临废水治理的难题。

为了经济有效地处理含镍电镀污泥，本申请人试验了含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的全火法工艺，采用冶炼企业产出的硫磺渣为硫化剂对镍污泥进行硫化，并创造性地利用硫化镍与其它硫化物与硫化钠的互溶度不同而进行碱性熔炼，从而与碱性渣分离富集，实现短流程、无害化、资源化回收有价金属镍。

发明内容

针对目前镀镍过程中产生的含镍污泥难于清洁、高效回收的难题，本发明的目的在于提供一种含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的方法，实现含镍污泥短流程回收和硫磺渣的协同处置，本发明方法具有处理工艺流程短、清洁高效，无二次污染产生等优点。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的方法，包括以下步骤：

S1.硫化焙烧：以含镍污泥和硫磺渣为处理对象，在400~800℃温度下进行硫化焙烧，得富含金属硫化物的焙烧矿和焙烧烟气；

S2.低温碱性熔炼：将步骤S1所得焙烧矿与氢氧化钠、煤粉混合，在400~900℃的温度下进行碱性熔炼，分离得硫化镍富集物和碱渣。

本发明创造性的以含镍污泥为原料，通过加入硫磺渣作为硫化剂，进行硫化焙烧，含镍污泥中的金属态和氧化物镍被硫磺渣中的硫硫化为金属硫化物，而多余的硫被空气氧化，焙烧产物进一步与煤粉和氢氧化钠混合进行碱性熔炼，放渣后分离得到碱渣和硫化镍富集物。