[发明专利]一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法

说明书

本发明提供了一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法，包括：(1)将红土镍矿调浆后进行酸浸处理，固液分离后得到第一浸出液；(2)混合镍铁合金和步骤(1)所得第一浸出液进行反应，固液分离后得到第二浸出液；(3)混合磷源、氧化剂、沉淀剂和步骤(2)所得第二浸出液进行反应，固液分离后得到磷酸铁产品和含镍溶液；(4)将步骤(3)所得含镍溶液依次进行除杂、浓缩和结晶，得到电池级硫酸镍。所述方法利用红土镍矿常压浸出液高酸且富含Fe³⁺的特点对镍铁合金进行处理，既利用镍铁中和了浸出液中的残酸，又利用浸出液中的残酸及Fe³⁺的强氧化性促进镍铁溶解，实现了镍和铁的高效回收，最终得到磷酸铁和电池级硫酸镍。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种回收镍和铁的方法，尤其涉及一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法。

背景技术

目前，市场上大规模商用的新能源汽车动力电池主要分为两类：三元电池和磷酸铁锂电池。这两类电池之间的区别主要在于：三元电池的正极材料主要为含钴、镍、锰三种金属元素的氧化物，而磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂。为了获得足够的原材料，很多动力电池原材料厂商积极布局上游原矿开采及废料回收业务，努力拓宽原料种类。

红土镍矿是近年来动力电池原材料企业投资的热潮，主要是为了提取其中的镍，而含量更高的铁常被当做尾渣直接丢弃，无疑造成了资源的大量浪费。目前普遍采用的红土镍矿提镍工艺主要分为湿法高压酸浸工艺和火法高冰镍工艺。这两种工艺均能得到镍含量很高的中间品，并经过进一步精炼得到电池级硫酸镍。然而，上述两种工艺在实际应用中均缺乏对铁的充分利用。红土镍矿常压酸浸虽然也有研究报道，但因为其温度较低且牵涉到杂质铁的共同浸出，需要很高的酸度才能达到理想的镍浸出效果，溶液的高酸高铁无疑会带来后续中和和除杂的巨大成本。

由红土镍矿经过火法冶炼生产镍生铁等镍铁合金通常应用于不锈钢等合金领域。由于新能源行业的需求，镍铁合金也成为电池原材料厂家考虑利用的原料之一。然而，镍铁合金由于硬度大且具有金属的延展特性，将其作为浸出原料时，预处理破碎起来极其困难，且浸出效率低、速率慢。

由此可见，如何提供一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法，提升回收效率和产品纯度的同时，尽可能降低回收成本，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法，所述方法提升了回收效率和产品纯度的同时，尽可能降低了回收成本，最终得到磷酸铁和电池级硫酸镍产品。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种联合处理红土镍矿与镍铁合金并回收镍和铁的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将红土镍矿调浆后进行酸浸处理，固液分离后得到第一浸出液；

(2)混合镍铁合金和步骤(1)所得第一浸出液进行反应，固液分离后得到第二浸出液；

(3)混合磷源、氧化剂、沉淀剂和步骤(2)所得第二浸出液进行反应，固液分离后得到磷酸铁产品和含镍溶液；

(4)将步骤(3)所得含镍溶液依次进行除杂、浓缩和结晶，得到电池级硫酸镍。

其中，步骤(2)所述反应涉及的化学式主要包括：

2H⁺+Fe＝Fe²⁺+H₂

2H⁺+Ni＝Ni²⁺+H₂

2Fe³⁺+Fe＝3Fe²⁺