一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，该方法主要包括转型溶液制备，转型，过滤、洗涤，提高滤液中镍的浓度，滤液检测，镍的置换回收等步骤。本发明的优点在于，该方法提供的原料便宜，过程工艺简单，反应温和，操作简便，易于实现规模化生产，而且回收过程无环境污染，符合国家的环保政策，同时转型后的更难溶物质Na3AlF6可作为电解铝的助熔剂使用，得到的氯化镍回收液多次重复利用后可以作为生产镍铁产品的原料，或经Na2S回收处理生成NiS直接进入火法系统，降低了生产成本，提高资源的综合利用水平，本方法与现有的硫酸镍生产工艺完美的结合，对现有生产不造成影响，流程简单，生产成本低，环保效果好。
【专利说明】
一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法
技术领域
[0001]本发明属于资源与环境技术以及固体废弃物的处理与综合利用技术领域，具体涉及一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法。
【背景技术】
[0002]目前，在硫酸镍生产的企业中，镍原料通过硫酸浸出，黄钠铁矾除铁后，再进行P204萃取分离铜锌锰等金属，萃余液通过P5Q7镍钴分离后再蒸发结晶生产硫酸镍产品，P.萃取前必须除去溶液中的钙镁离子，防止钙镁在萃取过程中产生硫酸钙、硫酸镁的结晶，堵塞管道阻碍生产正常运行。
[0003]各大企业都用氟化钠除去含镍50_60g/L的硫酸镍溶液中的钙镁离子，由于在高浓度的硫酸镍溶液中除钙镁，使得少部分镍离子进入了氟化钠和氟化镁的晶格形成了置换化合物和间隙化合物，从而形成了含镍的氟化钙渣与氟化镁渣，氟化钙渣与氟化镁渣也叫钙儀渣。
[0004]目前通过稀酸、氨水等常规方法洗涤，都无法将钙镁渣中含有的2-3%的镍回收，通过浓酸与钙镁渣反应回收镍，反应过程中生成剧毒氟化氢污染环境又腐蚀设备，而且后续产生的高酸含镍溶液无法低成本回收，通过火法处理，钙镁元素一直在系统循环，能耗高、成本高、且生产过程产生的废气既污染环境，又腐蚀设备，目前生产硫酸镍的企业大多都堆存了大量的钙镁渣，大型企业每年都要产生上千吨的钙镁渣，其中的有价金属镍含有2-3%，按照镍回收品位0.5%计算，这些钙镁渣无法丢弃，大量钙镁渣的存放需要占用大量场地，同时由于钙镁渣颗粒细小，风吹容易形成大量粉尘污染环境，造成资源浪费，所以如何低成本无污染的回收钙镁渣中的金属镍，解决钙镁渣堆存问题是目前各大企业研究的重点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，以解决现有技术中钙镁渣中的2-3%的镍很难回收，回收能耗高、成本高，生产回收过程产生的废气既污染环境，又腐蚀设备，钙镁渣堆放占用大量场地，易造成环境污染和资源浪费的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是:一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，包括以下步骤:
(a)转型溶液制备:将氯化铝和氯化钠溶液按摩尔比1:2混合，开启搅拌机，并加热，待溶液温度达到70-80 °C ；
(b)转型:将钙镁渣加入转型溶液中转型为更难溶物质，钙镁渣和转型溶液的固液比为1:4，反应时间为2-6h，反应温度为50-90 0C ；
(c)过滤、洗涤:转型反应结束后，将溶液热过滤，并用洗水洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆；
(d)提高滤液中镍的浓度:根据步骤(a)的转型溶液摩尔比向滤液中补加转型溶液，并用洗水将滤液体积调节到步骤(b)中转型溶液的体积，重复步骤(b)-(c)的操作，直到滤液中镍的浓度接近目标值；
(e)滤液检测:检测滤液中镍的浓度；
(f )镍的置换回收:通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产银铁广品的原料。
[0007]优选的，用盐酸控制步骤(a)和(d)中的转型溶液的pH值在0.5-2。
[0008]优选的，步骤(a)中搅拌机的转速为150-350r/min。
[0009]优选的，步骤(b)中转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的1.5-3倍。
[0010]优选的，步骤(C)中的滤渣是Na3AlF6，所述Na3AlF6可作为电解铝助熔剂，步骤(c)中的滤液是氯化镍溶液。
[0011]优选的，步骤(C)和(d)中的洗水为蒸馏水。
[0012]优选的，步骤(d)反复操作6-8次。
[0013]优选的，步骤(e)滤液中镍的浓度为30_50g/L。
[0014]优选的，步骤(f)还可用Na2S溶液回收滤液中的镍，生成NiS直接进入火法系统处理。
[0015]本发明的优点在于:本发明的方法是将一种难溶物质转型为更难溶物质的方法回收钙镁渣中2-3%的镍，并对转型后的副产品加以利用，该方法提供的原料便宜，过程工艺简单，反应温和，操作简便，易于实现规模化生产，而且回收过程无环境污染，符合国家的环保政策，同时转型后的更难溶物质Na3AlF6可作为电解铝的助熔剂使用，得到的氯化镍回收液多次重复利用后可以作为生产镍铁产品的原料，或经Na2S回收处理生成NiS直接进入火法系统，降低了生产成本，提高资源的综合利用水平，本方法与现有的硫酸镍生产工艺完美的结合，对现有生产不造成影响，流程简单，生产成本低，环保效果好。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【附图说明】和实施例对本发明作进一步说明。
[0018]实施例1
按摩尔比为1: 2配制氯化铝和氯化钠的转型溶液200mL，其中加入氯化铝30g，氯化钠26.3g，用盐酸控制转型溶液的pH ? I，开启搅拌机，设置搅拌机的转速为200r/min，并加热，待溶液温度达到75°C时，将50g含镍2.26%的钙镁渣加入转型溶液，并保证转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的2.3倍，保温反应4h，反应温度为70°C，反应结束后，将溶液热过滤，并用蒸馏水进行洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆，通过检测得滤渣中的镍含量为0.11%，滤渣的主要成分为Na3AlF6,可以作为电解铝助熔剂使用，在滤液中补加19g氯化招和16.5g氯化钠，再用蒸馈水将滤液的体积调节至200mL继续浸出，重复上述步骤6次后，测量滤液中的镍含量为32.25g/L后，停止反应，通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产镍铁产品的原料，或者用Na2S溶液回收滤液中的镍，回收后的溶液中镍的含量小于0.001 g/L，生成的Ni S直接进入火法系统处理。
[0019]该方法提供的原料便宜，过程工艺简单，反应温和，操作简便，易于实现规模化生产，而且回收过程无环境污染，符合国家的环保政策，同时转型后的更难溶物质Na3AlF6可作为电解铝的助熔剂使用，降低了生产成本，提高资源的综合利用水平，本方法与现有的硫酸镍生产工艺完美的结合，对现有生产不造成影响，流程简单，生产成本低，环保效果好。
[0020]实施例2
按摩尔比为1: 2配制氯化铝和氯化钠的转型溶液400mL，其中加入氯化铝60g，氯化钠52.6g，用盐酸控制转型溶液的pH? 1，开启搅拌机，设置搅拌机的转速为180r/min，并加热，待溶液温度达到73°C时，将10g含镍2.26%的钙镁渣加入转型溶液，并保证转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的2倍，保温反应3.5h，反应温度为65°C，反应结束后，将溶液热过滤，并用蒸馏水进行洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆，通过检测得滤渣中的镍含量为0.13%，滤渣的主要成分为Na3AlF6,可以作为电解铝助熔剂使用，在滤液中补加38g氯化铝和33g氯化钠，再用蒸馏水将滤液的体积调节至400mL继续浸出，重复上述步骤6次后，测量滤液中的镍含量为32.25g/L，停止反应，通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产镍铁产品的原料，或者用Na2S溶液回收滤液中的镍，回收后的溶液中镍的含量小于0.001 g/L，生成的Ni S直接进入火法系统处理。
[0021]实施例3
按摩尔比为1:2配制氯化铝和氯化钠的转型溶液2000mL，其中加入氯化铝300g，氯化钠263g，用盐酸控制转型溶液的pH? 1，开启搅拌机，设置搅拌机的转速为300r/min，并加热，待溶液温度达到78 0C时，将500g含镍2.26%的钙镁渣加入转型溶液，并保证转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的2.5倍，保温反应4.5h，反应温度为75 0C，反应结束后，将溶液热过滤，并用蒸馏水进行洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆，通过检测得滤渣中的镍含量为0.12%，滤渣的主要成分为Na3AlF6,可以作为电解铝助熔剂使用，在滤液中补加190g氯化招和165g氯化钠，再用蒸馈水将滤液的体积调节至2000mL继续浸出，重复上述步骤7次后，测量滤液中的镍含量为32.lg/L，停止反应，通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产镍铁产品的原料，或者用Na2S溶液回收滤液中的镍，回收后的溶液中镍的含量小于0.001 g/L，生成的Ni S直接进入火法系统处理。
[0022]实施例4
按摩尔比为1:2配制氯化铝和氯化钠的转型溶液4000mL，其中加入氯化铝600g，氯化钠526g，用盐酸控制转型溶液的pH? 1，开启搅拌机，设置搅拌机的转速为350r/min，并加热，待溶液温度达到80°(:时，将100g含镍2.26%的钙镁渣加入转型溶液，并保证转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的3倍，保温反应5h，反应温度为80°C，反应结束后，将溶液热过滤，并用蒸馏水进行洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆，通过检测得滤渣中的镍含量为0.13%，滤渣的主要成分为Na3AlF6,可以作为电解铝助熔剂使用，在滤液中补加380g氯化招和330g氯化钠，再用蒸馈水将滤液的体积调节至4000mL继续浸出，重复上述步骤7次后，测量滤液中的镍含量为31.95g/L，停止反应，通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产镍铁产品的原料，或者用Na2S溶液回收滤液中的镍，回收后的溶液中镍的含量小于0.001 g/L，生成的Ni S直接进入火法系统处理。
[0023]以上所述的仅是本发明的较佳实例，本发明的技术方案并不受此限制，应当指出对于本领域普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其他等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)转型溶液制备:将氯化铝和氯化钠溶液按摩尔比1:2混合，开启搅拌机，并加热，待溶液温度达到70-80 °C ； (b)转型:将钙镁渣加入转型溶液中转型为更难溶物质，钙镁渣和转型溶液的固液比为1:4，反应时间为2-6h，反应温度为50-90 0C ； (c)过滤、洗涤:转型反应结束后，将溶液热过滤，并用洗水洗涤，过滤后的滤液待用，滤渣烘干后单独成堆； (d )提高滤液中镍的浓度:根据步骤(a )的转型溶液摩尔比向滤液中补加转型溶液，并用洗水将滤液体积调节到步骤(b)中转型溶液的体积，重复步骤(b)-(c)的操作，直到滤液中镍的浓度接近目标值； (e)滤液检测:检测滤液中镍的浓度； (f )镍的置换回收:通过在滤液中加入微细的铁粉来置换回收滤液中的镍，并作为生产镍铁产品的原料。2.如权利要求1所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:用盐酸控制步骤(a )和(d )中的转型溶液的pH值在0.5-2。3.如权利要求2所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(a)中搅拌机的转速为150-350r/min。4.如权利要求3所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(b)中转型溶液氯化铝和氯化钠的含量是加入的钙镁渣中氟含量的1.5-3倍。5.如权利要求4所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(c)中的滤渣是Na3AlF6，所述Na3AlF6可作为电解招助恪剂，所述步骤(c)中的滤液是氯化银溶液。6.如权利要求5所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(c)和(d)中的洗水为蒸馏水。7.如权利要求6所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(d)反复操作6-8次。8.如权利要求7所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(e )滤液中镍的浓度为30-50g/L。9.如权利要求1-8任意权利要求所述的一种用转型溶液从含镍的钙镁渣中回收镍的方法，其特征在于:所述步骤(f)还可用Na2S溶液回收滤液中的镍，生成NiS直接进入火法系统处理。
【文档编号】C22B7/04GK105838893SQ201610215550
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】杨志强, 李娟 , 张娟, 张新涛, 马海青, 张素超, 欧晓健, 张鹏, 樊昱, 张科翠, 赵书运
【申请人】金川集团股份有限公司