專利名稱：兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從濕法煉鎳產(chǎn)生的廢渣中提取有價金屬的方法，特別涉及一種兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法。
背景技術(shù)：
在濕法冶金和無機(jī)化工生產(chǎn)中，當(dāng)有較大量的鐵需要除去時，目前廣泛采用生成具有良好過濾性能的黃鐵礬除鐵工藝。金川公司在濕法煉鎳中，鐵、鎳的分離就是采用這一工藝過程。黃鐵礬法是先把鐵氧化為三價的鐵離子，三價鐵離子在含有Na+、K+、NH4+等離子的硫酸鹽溶液中很容易形成淡黃色化合物A2Fe6 (SO4)4 (OH)12而結(jié)晶沉淀出來，A代表Na+、K+、NH4+等離子。其反應(yīng)方程式如下:
Fe2(SO4) 3+12H20+A2S04 = A2Fe6 (SO4) 4 (OH) 12+6H2S04
其中A是Na+時稱為黃鈉鐵礬。該法與傳統(tǒng)的中和水解法相比，渣粒粗、過濾性好，且渣含金屬較少，有利于金屬回收。然而用這種方法會產(chǎn)生大量廢渣，每除去Ikg的鐵就有
2.5 3.0kg的黃鐵礬廢渣生成。并且由于以下三個原因使得黃鐵礬廢渣中含有一定量的鎳、銅等有色金屬，造成有價金屬的損失:1)黃鈉鐵礬渣除鐵過程有5% 8%的Fe (OH)3形成，渣中也含有SiO2等無定形沉淀，這種膠體沉淀對有色金屬離子具有較強(qiáng)的吸附能力；2)黃鈉鐵礬在過濾過程中會夾帶包裹部分有色金屬；3)黃鈉鐵礬在形成過程中產(chǎn)生大量的酸，酸度增高會降低鐵的沉淀量和速率，因此需加入一定量的中和劑，伴隨著中和劑的加入，由于可能存在局部過濃導(dǎo)致有少量氫氧化鎳沉淀產(chǎn)生。黃鈉鐵礬渣在一定酸性條件下穩(wěn)定，pH值升高或受熱就會水解或分解產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)。大量的黃鐵礬廢渣如果不加以處理和利用而長期堆放，既占用土地浪費資源又污染環(huán)境。另外，由于我國鎳資源匱乏，又是重要的戰(zhàn)略資源，鎳及銅作為一種功能材料具有廣泛應(yīng)用。再從鐵礬渣組成分析結(jié)果來看，金屬鎳及銅的含量分別多達(dá)3.57%及1.88%。所以，從經(jīng)濟(jì)效益、資源循環(huán)上講，進(jìn)行對含鎳銅廢料黃鈉鐵礬渣中有價金屬鎳以及銅的回收利用研究有非常重要的意義。 目前，一般采用酸溶、堿溶、熱分解、烘焙回收有價金屬及外加試劑固化等方法處理鐵礬渣。酸溶是指用強(qiáng)酸硫酸在95°C左右把原鐵礬渣再次溶解，酸溶工藝比較繁雜，把問題復(fù)雜化了，效益也不是很顯著。烘焙法是將鐵礬渣在95 100°C焙烘，破壞吸附有色金屬離子的膠體物質(zhì)，然后回收水洗烘干物中的有色金屬。顯然，烘焙法不能把鐵礬渣中存在的少量氫氧化鎳及難溶堿式硫酸銅回收進(jìn)入水相，對有價金屬的浸出率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，能使黃鈉鐵礬渣中的鎳和銅進(jìn)入水相，分別回收，具有較高的浸出率，而且工藝簡單，效果顯著。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，工藝簡單，有價金屬浸出率較高，能充分回收黃鈉鐵礬渣中的鎳和銅，其特征在于，該提取方法具體按以下步驟進(jìn)行:
步驟1:粉碎黃鈉鐵礬渣，得到原料渣；
步驟2:烘焙原料渣；
步驟3:按質(zhì)量比1: 2.8 3.2，分別取烘干的原料渣和水，將烘干的原料渣加入水中，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 90°C的條件下，浸取2 4小時后，抽濾，洗滌濾渣，得到一次浸渣和一次浸取液；
步驟4:用分光光度法測量一次浸取液中鎳離子及銅離子的含量；用濃硫酸調(diào)節(jié)一次浸取液的PH值為0.9 1.1，然后向調(diào)節(jié)pH值后的一次浸取液中加入硫化銨溶液，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 100°C的條件下，攪拌30 40分鐘，過濾，固相為完全沉淀的硫化銅，母液為硫酸鎳溶液；
按質(zhì)量比1: 2.8 3.2，分別取一次浸渣和濃度為2mol/L的硫酸，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 90°C的條件下，浸取一次浸渣2 4小時，抽濾得到二次浸取液；用分光光度法測量二次浸取液中銅離子的含量，按還原二次浸取液中銅離子所需鐵粉理論量的1.3 1.4倍，在室溫下將市售普通鐵粉加入二次浸取液中，并以150 200轉(zhuǎn)/分的速率攪拌30 40分鐘，過濾，濾渣為含有少量鐵的金屬銅，用稀硫酸洗滌后得到銅單質(zhì)；濾液為含F(xiàn)e2+的溶液，經(jīng)冰水浴冷卻結(jié)晶，過濾后得到七水硫酸亞鐵。本發(fā)明方法分兩步完成，首先，在一定條件下用水浸取烘焙渣，過濾，洗漆，得到富鎳含一定量銅而沒有鐵離子的浸取液，以硫化銨溶液為沉淀劑析出硫化銅從而達(dá)到銅鎳分離的目的；然后，用稀H2SO4對上述一次濾渣進(jìn)行二次浸取，過濾，洗滌，二次濾渣棄去，二次母液含有大量三價鐵離子和一定量銅離子，使用鐵粉為分離劑將銅以單質(zhì)的形式還原析出，同時將溶液中的三價 鐵還原成二價，母液結(jié)晶后可得到近化學(xué)純的綠礬FeSO4.7H20副產(chǎn)品。該方法簡單易行，效益高，對有價金屬鎳及銅的提取率分別可以達(dá)到90%和85%。


圖1是本發(fā)明提取方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 濕法煉鎳過程中除鐵的廢渣一黃鈉鐵礬渣烘干樣品的X射線熒光組成分析結(jié)果，如表I所示。并且通過X-射線粉末衍射對烘干黃鈉鐵礬渣樣品進(jìn)行了物相分析，經(jīng)過數(shù)據(jù)庫檢索，表明黃鈉鐵礬渣樣品中銅主要以難溶的Cu4(SO4) (OH)6.2Η20形式存在，而鎳主要以可溶性NiSO4形式存在，同時也含有多種無定形物質(zhì)。表I黃鈉鐵礬渣X射線熒光組成分析結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，工藝簡單，有價金屬浸出率較高，能充分回收黃鈉鐵礬渣中的鎳和銅，其特征在于，該提取方法具體按以下步驟進(jìn)行: 步驟1:粉碎黃鈉鐵礬渣，得到原料渣； 步驟2:烘焙原料渣； 步驟3:按質(zhì)量比1: 2.8 3.2，分別取烘干的原料渣和水，將烘干的原料渣加入水中，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 90°C的條件下，浸取2 4小時后，抽濾，洗滌濾渣，得到一次浸渣和一次浸取液； 步驟4:用分光光度法測量一次浸取液中鎳離子及銅離子的含量；用濃硫酸調(diào)節(jié)一次浸取液的PH值為0.9 1.1，然后向調(diào)節(jié)pH值后的一次浸取液中加入硫化銨溶液，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 100°C的條件下，攪拌30 40分鐘，過濾，固相為完全沉淀的硫化銅，母液為硫酸鎳溶液； 按質(zhì)量比1: 2.8 3.2，分別取一次浸渣和濃度為2mol/L的硫酸，在攪拌速率100 150轉(zhuǎn)/分、溫度為80 90°C的條件下，浸取一次浸渣2 4小時，抽濾得到二次浸取液；用分光光度法測量二次浸取液中銅離子的含量，按還原二次浸取液中銅離子所需鐵粉理論量的1.3 1.4倍，在室溫下將市售普通鐵粉加入二次浸取液中，并以150 200轉(zhuǎn)/分的速率攪拌30 40分鐘，過濾，濾渣為含有少量鐵的金屬銅，用稀硫酸洗滌后得到銅單質(zhì)；濾液為含F(xiàn)e2+的溶液，經(jīng)冰水浴冷卻結(jié)晶，過濾后得到七水硫酸亞鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，其特征在于，所述步驟I中，將黃鈉鐵礬渣粉碎成米粒大小的原料渣。
3.如權(quán)利要求1所述的兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，其特征在于，所述步驟2中，將原料渣置于90°C 100°C的環(huán)境中干燥6 8小時。
4.如權(quán)利要求1所述的兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，其特征在于，所述步驟4采用市售的濃度為18.4 mo I/L的濃硫酸調(diào)節(jié)一次浸取液的pH值為0.9 1.1。
5.如權(quán)利要求1所述的兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法，其特征在于，所述步驟4中用的硫化銨溶液為市售的濃度為8%的硫化銨溶液，所用的硫化銨溶液的體積為:用一次浸取液中銅離子摩爾數(shù)乘以1.6 1.8再除以0.0025，計算得到的數(shù)值即為所用硫化銨的體積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種兩步法從黃鈉鐵礬渣中提取有價金屬鎳及銅的方法粉碎黃鈉鐵礬渣，得原料渣；烘焙原料渣后；用水浸取、抽濾，得一次浸渣和一次浸取液；用濃硫酸調(diào)節(jié)一次浸取液的pH值后加入硫化銨溶液，在一定轉(zhuǎn)速和一定溫度下攪拌后，過濾得到硫酸鎳溶液和硫化銅；用硫酸浸取一次浸渣后抽濾，得到二次浸取液；將普通鐵粉加入二次浸取液中，攪拌后過濾，用稀硫酸洗滌濾渣，得銅單質(zhì)；冰水浴冷卻結(jié)晶濾液，過濾后得到七水硫酸亞鐵。本提取方法分兩步完成，工藝簡單易行，效益高，對有價金屬鎳及銅的提取率分別可以達(dá)到90%和85%。
文檔編號C22B15/00GK103114205SQ20121052219
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者劉玉強(qiáng), 劉志宏, 王少華, 梁攀, 朱紀(jì)念, 劉世和, 陳國舉 申請人:金川集團(tuán)股份有限公司, 陜西師范大學(xué)