[发明专利]一种从镍铁合金中高效分离镍和铁的方法

说明书

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从镍铁合金中高效分离镍和铁的方法，该方法先使用硫酸对镍铁合金进行浸出，得到硫酸镍和硫酸亚铁混合溶液，混合溶液进行蒸发结晶，得到硫酸镍和硫酸亚铁混合结晶，向混合结晶中加入一定量的助剂，混合均匀后在500～800℃炉中焙烧1～5h得到结晶熟料，熟料加入蒸馏水，在25～100℃水浴加热条件下搅拌溶出0.5～3h，过滤得到硫酸镍溶液和氧化铁渣；由于助剂的加入，使得结晶焙烧段硫酸亚铁分解更充分，且硫酸镍基本不分解，结晶熟料溶出后得到的硫酸镍溶液中Ni/Fe浓度比达到100:1以上；该工艺工序简单，解决了镍铁合金中镍铁分离困难、分离成本高的问题，Ni回收率≥98％，资源利用率高。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种从镍铁合金中高效分离镍和铁的方法。

背景技术

近年来，随着印尼禁矿政策的实施，我国红土镍矿进口量明显下降，镍原料短缺、产能逐渐出现供应不足的现象。就目前市场分析来看，随着国内锂电产业链的快速壮大，部分企业存在原材料供应无法保障的问题，布局上游金属资源成为三元正极/前驱体行业的趋势。三元正极材料的上游为镍、钴、锂等金属资源，其为构成正极的直接材料，占正极总成本约90％。现今受下游新能源汽车销量终端的拉动，对于镍等金属资源的需求量呈上升趋势，镍原材料掣肘，开发新的镍原料来源，是整个电池行业急需解决的问题。

从成本上看，相比价格昂贵的单质镍，镍铁合金不仅供应丰富，而且价格较低，但因其含有大量的铁杂质，镍铁的化学性质相近，分离较为困难，需要消耗大量的辅料，技术上一直没有很好的突破。对于高镍铁含量的镍铁合金，采用湿法分离和提取镍铁的技术方法一直在不断研究中。

相关技术公开了使用硫酸对镍铁合金进行酸溶，得到镍铁浓度较高的酸性镍铁溶液后，使用铁粉将溶液中的镍离子置换为海绵镍，同时得到的沉镍母液经过氧化后生成氢氧化铁渣；海绵镍经过酸溶、除杂、蒸发结晶，得到电池级硫酸镍晶体。此工艺需要加入大量的铁粉、氧化剂等辅料，成本高，置换效率低，生成的氢氧化铁渣过滤困难。

在有色冶金领域，公开了一种粗制镍铁合金的回收方法和应用，粗制镍铁合金经过破碎、球磨，加入铵盐和氨水混合搅拌，升温加压进行氨浸反应，过滤，即得镍络合物浸出液和铁渣；在铁渣中加入还原剂，进行还原焙烧，得到铁精矿；在镍络合物浸出液中调pH至碱性反应，加热蒸氨后可直接得到高价值的Ⅰ类六水硫酸镍和高品位可出售的精铁粉。此方法能得到高品质产品，但过程技术较为复杂，高压酸浸能耗较高，加入辅料多，成本高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种从镍铁合金中高效分离镍和铁的方法，该方法通过使用硫酸对镍铁合金进行浸出，得到混合浸出液进行蒸发结晶，得到混合结晶后加入一定量的助剂，混合均匀后进一步焙烧溶出硫酸镍，硫酸亚铁氧化分解生成氧化铁留在渣中，从而实现了镍铁合金中镍和铁的高效分离。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种从镍铁合金中高效分离镍和铁的方法，包括以下步骤：

(1)取镍铁合金，先加入蒸馏水，再加入硫酸进行搅拌浸出，得到硫酸镍和硫酸亚铁混合浸出液和浸出渣；

(2)将步骤(1)的混合浸出液进行蒸发结晶，过滤，得到六水硫酸镍和七水硫酸亚铁混合结晶，以及结晶后液；

(3)向步骤(2)的混合结晶中加入助剂，搅拌均匀后进行焙烧，得到结晶焙烧熟料；

(4)向步骤(3)的结晶焙烧熟料中加入蒸馏水进行搅拌溶出，过滤得到硫酸镍溶液和氧化铁渣。

进一步地，所述步骤(1)中，蒸馏水和镍铁合金的液固比为5～20:1，浸出方式为常温堆浸或25～100℃水浴加热搅拌浸出。

进一步地，所述步骤(1)还包括：浸出渣用蒸馏水反复洗涤，过滤后洗液返回镍铁浸出段用于镍铁合金的浸出。