一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于資源與環(huán)境技術以及固體廢棄物的處理與綜合利用技術領域，具體涉及一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法。
【背景技術】
[0002]目前，在硫酸鎳生產的企業(yè)中，鎳原料通過硫酸浸出，黃鈉鐵礬除鐵后，再進行P204萃取分離銅鋅錳等金屬，萃余液通過P5Q7鎳鈷分離后再蒸發(fā)結晶生產硫酸鎳產品，P.萃取前必須除去溶液中的鈣鎂離子，防止鈣鎂在萃取過程中產生硫酸鈣、硫酸鎂的結晶，堵塞管道阻礙生產正常運行。
[0003]各大企業(yè)都用氟化鈉除去含鎳50_60g/L的硫酸鎳溶液中的鈣鎂離子，由于在高濃度的硫酸鎳溶液中除鈣鎂，使得少部分鎳離子進入了氟化鈉和氟化鎂的晶格形成了置換化合物和間隙化合物，從而形成了含鎳的氟化鈣渣與氟化鎂渣，氟化鈣渣與氟化鎂渣也叫鈣儀渣。
[0004]目前通過稀酸、氨水等常規(guī)方法洗滌，都無法將鈣鎂渣中含有的2-3%的鎳回收，通過濃酸與鈣鎂渣反應回收鎳，反應過程中生成劇毒氟化氫污染環(huán)境又腐蝕設備，而且后續(xù)產生的高酸含鎳溶液無法低成本回收，通過火法處理，鈣鎂元素一直在系統(tǒng)循環(huán)，能耗高、成本高、且生產過程產生的廢氣既污染環(huán)境，又腐蝕設備，目前生產硫酸鎳的企業(yè)大多都堆存了大量的鈣鎂渣，大型企業(yè)每年都要產生上千噸的鈣鎂渣，其中的有價金屬鎳含有2-3%，按照鎳回收品位0.5%計算，這些鈣鎂渣無法丟棄，大量鈣鎂渣的存放需要占用大量場地，同時由于鈣鎂渣顆粒細小，風吹容易形成大量粉塵污染環(huán)境，造成資源浪費，所以如何低成本無污染的回收鈣鎂渣中的金屬鎳，解決鈣鎂渣堆存問題是目前各大企業(yè)研究的重點。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，以解決現有技術中鈣鎂渣中的2-3%的鎳很難回收，回收能耗高、成本高，生產回收過程產生的廢氣既污染環(huán)境，又腐蝕設備，鈣鎂渣堆放占用大量場地，易造成環(huán)境污染和資源浪費的問題。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，包括以下步驟:
(a)離子交換溶液制備:提取濃度為5-100g/L的氯化鎂溶液并放入反應容器中，開機攪拌機，并加熱，待溶液溫度達到70_80°C ；
(b)離子交換反應:將鈣鎂渣加入離子交換溶液中進行離子交換，鈣鎂渣和離子交換溶液的固液比為1:4，反應時間為2-5h，反應溫度為50-85 °C ；
(c)過濾、洗滌:離子交換反應結束后，將溶液熱過濾，并用洗水洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆；
(d)提高濾液中鎳的濃度:根據步驟(a)的離子交換溶液的濃度向濾液中補加離子交換溶液，并用洗水將濾液體積調節(jié)到步驟(b)中離子交換溶液的體積，重復步驟(b)-(c)的操作，直到濾液中鎳的濃度接近目標值；
(e)濾液檢測:檢測濾液中鎳的濃度；
(f )鎳的置換回收:通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產銀鐵廣品的原料。
[0007]優(yōu)選的，用鹽酸控制步驟(a)和(d)中的離子交換溶液的pH值在1-3。
[0008]優(yōu)選的，步驟(b)的離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的
8-15倍。
[0009]優(yōu)選的，步驟(a)中攪拌機的轉速為150-250r/min。
[0010]優(yōu)選的，步驟(c)中的濾渣是基本不含鎳的鈣鎂渣，洗滌后達到棄渣要求，步驟(c)中的濾液是氯化鎳溶液。
[0011]優(yōu)選的，步驟(C)和(d)中的洗水為蒸餾水。
[0012]優(yōu)選的，步驟(d)反復操作6-8次。
[0013]優(yōu)選的，步驟(e)濾液中鎳的濃度為30_50g/L。
[0014]優(yōu)選的，步驟(f)還可用Na2S溶液回收濾液中的鎳，生成NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的方法是通過陽離子交換的方法回收鈣鎂渣中2-3%的鎳，該方法提供的原料便宜，過程工藝簡單，反應溫和，操作簡便，易于實現規(guī)?；a，而且回收過程無環(huán)境污染，符合國家的環(huán)保政策，氯化鎳回收液多次重復利用后可以作為生產鎳鐵產品的原料，或經Na2S回收處理生成NiS直接進入火法系統(tǒng)，離子交換后的鈣鎂渣在洗滌后基本不含鎳，達到了棄渣的要求，降低了生產成本，提高資源的綜合利用水平，本方法與現有的硫酸鎳生產工藝完美的結合，對現有生產不造成影響，流程簡單，生產成本低，環(huán)保效果好。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合【附圖說明】和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]實施例1
提取濃度為50g//L的氯化鎂溶液200mL，用鹽酸控制離子交換溶液的pH ? 2，開啟攪拌機，設置攪拌機的轉速為200r/min，并加熱，待溶液溫度達到75 V時，將50g含鎳2.26%的鈣鎂渣加入離子交換溶液，并保證離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的10倍，保溫反應4h，反應溫度為70°C，反應結束后，將溶液熱過濾，并用蒸餾水進行洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆，通過檢測得濾渣中的鎳含量為0.12%，濾渣達到棄渣要求并直接廢棄，在濾液中補加1.4g氯化鎂，再用蒸餾水將濾液的體積調節(jié)至200mL繼續(xù)浸出，重復上述步驟6次后，測量濾液中的鎳含量為32.25g/L后，停止反應，通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產鎳鐵產品的原料，或者用Na2S溶液回收濾液中的鎳，回收后的溶液中鎳的含量小于0.001g/L，生成的NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
[0019]該方法提供的原料便宜，過程工藝簡單，反應溫和，操作簡便，易于實現規(guī)?；a，而且回收過程無環(huán)境污染，符合國家的環(huán)保政策，離子交換后的鈣鎂渣在洗滌后基本不含鎳，達到了棄渣的要求，降低了生產成本，提高資源的綜合利用水平，本方法與現有的硫酸鎳生產工藝完美的結合，對現有生產不造成影響，流程簡單，生產成本低，環(huán)保效果好。
[0020]實施例2
提取濃度為45g//L的氯化鎂溶液400mL，用鹽酸控制離子交換溶液的pH ? 2，開啟攪拌機，設置攪拌機的轉速為180r/min，并加熱，待溶液溫度達到73°C時，將10g含鎳2.26%的鈣鎂渣加入離子交換溶液，并保證離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的8倍，保溫反應3.5h，反應溫度為65°C，反應結束后，將溶液熱過濾，并用蒸餾水進行洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆，通過檢測得濾渣中的鎳含量為0.15%，濾渣達到棄渣要求并直接廢棄，在濾液中補加2.8g氯化鎂，再用蒸餾水將濾液的體積調節(jié)至400mL繼續(xù)浸出，重復上述步驟6次后，測量濾液中的鎳含量為31.65g/L后，停止反應，通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產鎳鐵產品的原料，或者用Na2S溶液回收濾液中的鎳，回收后的溶液中鎳的含量小于0.001g/L，生成的NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
[0021]實施例3
提取濃度為55g/L的氯化鎂溶液2000mL，用鹽酸控制離子交換溶液的pH ? 2，開啟攪拌機，設置攪拌機的轉速為220r/min，并加熱，待溶液溫度達到78°C時，將500g含鎳2.26%的鈣鎂渣加入離子交換溶液，并保證離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的12倍，保溫反應4.5h，反應溫度為75 °C，反應結束后，將溶液熱過濾，并用蒸餾水進行洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆，通過檢測得濾渣中的鎳含量為0.12%，濾渣達到棄渣要求并直接廢棄，在濾液中補加Hg氯化鎂，再用蒸餾水將濾液的體積調節(jié)至2000mL繼續(xù)浸出，重復上述步驟7次后，測量濾液中的鎳含量為32.lg/L后，停止反應，通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產鎳鐵產品的原料，或者用Na2S溶液回收濾液中的鎳，回收后的溶液中鎳的含量小于0.001g/L，生成的NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
[0022]實施例4
提取濃度為60g/L的氯化鎂溶液4000mL，用鹽酸控制離子交換溶液的pH ? 2，開啟攪拌機，設置攪拌機的轉速為250r/min，并加熱，待溶液溫度達到70°C時，將100g含鎳2.26%的鈣鎂渣加入離子交換溶液，并保證離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的15倍保溫反應5h，反應溫度為80°C，反應結束后，將溶液熱過濾，并用蒸餾水進行洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆，通過檢測得濾渣中的鎳含量為0.11%，濾渣達到棄渣要求并直接廢棄，在濾液中補加28g氯化鎂，再用蒸餾水將濾液的體積調節(jié)至4000mL繼續(xù)浸出，重復上述步驟7次后，測量濾液中的鎳含量為31.95g/L后，停止反應，通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產鎳鐵產品的原料，或者用Na2S溶液回收濾液中的鎳，回收后的溶液中鎳的含量小于0.001g/L，生成的NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
[0023]以上所述的僅是本發(fā)明的較佳實例，本發(fā)明的技術方案并不受此限制，應當指出對于本領域普通技術人員來說，在本發(fā)明所提供的技術啟示下，作為本領域的公知常識，還可以做出其他等同變型和改進，也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)離子交換溶液制備:提取濃度為5-100g/L的氯化鎂溶液并放入反應容器中，開機攪拌機，并加熱，待溶液溫度達到70-80°C ； (b)離子交換反應:將鈣鎂渣加入離子交換溶液中進行離子交換，鈣鎂渣和離子交換溶液的固液比為1:4，反應時間為2-5h，反應溫度為50-85 °C ； (c)過濾、洗滌:離子交換反應結束后，將溶液熱過濾，并用洗水洗滌，過濾后的濾液待用，濾渣烘干后單獨成堆； (d )提高濾液中鎳的濃度:根據步驟(a)的離子交換溶液的濃度向濾液中補加離子交換溶液，并用洗水將濾液體積調節(jié)到步驟(b)中離子交換溶液的體積，重復步驟(b)-(c)的操作，直到濾液中鎳的濃度接近目標值； (e)濾液檢測:檢測濾液中鎳的濃度； (f )鎳的置換回收:通過在濾液中加入微細的鐵粉來置換回收濾液中的鎳，并作為生產鎳鐵產品的原料。2.如權利要求1所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:用鹽酸控制步驟(a)和(d)中的離子交換溶液的pH值在1-3。3.如權利要求2所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(b)的離子交換溶液中的氯化鎂的含量是加入的鈣鎂渣中鎳含量的8-15倍。4.如權利要求3所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(a)中攪拌機的轉速為150-250r/min。5.如權利要求4所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(c)中的濾渣是基本不含鎳的鈣鎂渣，洗滌后達到棄渣要求，所述步驟(C)中的濾液是氯化鎳溶液。6.如權利要求5所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(c)和(d)中的洗水為蒸餾水。7.如權利要求6所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(d)反復操作6-8次。8.如權利要求7所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(e )濾液中鎳的濃度為30-50g/L。9.如權利要求1-8任意權利要求所述的一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，其特征在于:所述步驟(f)還可用Na2S溶液回收濾液中的鎳，生成NiS直接進入火法系統(tǒng)處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用離子交換溶液從含鎳的鈣鎂渣中回收鎳的方法，該方法主要包括離子交換溶液制備，離子交換反應，過濾、洗滌，提高濾液中鎳的濃度，濾液檢測，鎳的置換回收等步驟。本發(fā)明的優(yōu)點在于，該方法提供的原料便宜，過程工藝簡單，反應溫和，操作簡便，易于實現規(guī)模化生產，而且回收過程無環(huán)境污染，符合國家的環(huán)保政策，氯化鎳回收液多次重復利用后可以作為生產鎳鐵產品的原料，或經Na2S回收處理生成NiS直接進入火法系統(tǒng)，離子交換后的鈣鎂渣在洗滌后基本不含鎳，達到了棄渣的要求，降低了生產成本，提高資源的綜合利用水平，本方法與現有的硫酸鎳生產工藝完美的結合，對現有生產不造成影響，流程簡單，生產成本低，環(huán)保效果好。
【IPC分類】C22B23/00, C22B7/00
【公開號】CN105714119
【申請?zhí)枴緾N201610215549
【發(fā)明人】楊志強, 李娟 , 張新濤, 馬海青, 張娟, 張素超, 張科翠, 歐曉健, 張鵬, 樊昱
【申請人】金川集團股份有限公司