采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿的酸浸液中镍的方法技术

本发明专利技术提供一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿的酸浸液中镍的方法，包括如下步骤：酸浸液预处理‑树脂预处理‑吸附‑第一次清洗‑解吸‑第二次清洗，其中吸附‑解吸采用双柱串联、单柱解吸的方式进行。本发明专利技术提供的方法可以有效富集红土镍矿或尾矿酸浸液中的镍离子，镍的富集提取率达到99％以上，提取金属镍的效果显著；采取优化的工艺设计，确保了整个流程水的循环利用，不产生新的废水；富集液中镍离子的平均浓度在27.0g/L以上；总铁的平均浓度在1.0g/L以下。

Purification of nickel from acid leaching solution of laterite nickel ore or tailings by inorganic ion exchange resin

The present invention provides an inorganic ion exchange resin for the purification of nickel in the acid leaching solution of laterite nickel ore or tailings, including the following steps: the pretreatment of acid immersion pretreatment resin pretreatment is used for the first cleaning and desorption of second times, in which the adsorption desorption is carried out by double column series and single column desorption. The method provided by the invention can effectively enrich nickel ions in laterite nickel ore or acid leaching liquor of tailings. The enrichment and extraction rate of nickel is above 99%, and the effect of nickel extraction is remarkable. The optimized process design ensures the recycling of the whole process water and does not produce new wastewater; the average concentration of nickel ions in the enrichment liquid is in the process of the process. 27.0g/L above; the average concentration of total iron is below 1.0g/L.

【技术实现步骤摘要】
采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿的酸浸液中镍的方法
本专利技术属于有色金属湿法冶金领域，涉及一种红土镍矿提纯硫酸镍、硫酸钴的方法，具体涉及一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿酸浸液中硫酸镍、硫酸钴的方法。
技术介绍
尾矿治理是一个世界性的难题，常见做法有两种：一是尾矿复垦，即在尾矿砂表面覆盖一层厚度适宜的土壤，然后种植适宜的植物，或是直接在尾矿上种植耐旱、耐寒、耐风沙植物进行复垦，恢复植被；另一做法是用于建材行业，用来生产干粉砂浆、硅酸盐水泥、陶瓷、制作烧结砖或免烧砖。然而，无论是复垦还是用于建材行业，尾矿中的金属成分都完全没有利用，造成资源浪费，有害金属成分的渗漏或溶出还将污染土壤、地表及地下水体，造成严重的生态与环境灾难。因而，对尾矿进行无害化治理，并对其中的金属成分进行资源化利用是当前矿冶行业亟待解决的问题。目前对红土镍矿或尾矿的浸出液中Ni金属成分的分离、富集与回收的方法主要有化学沉淀法、溶剂萃取法和树脂吸附法。1化学沉淀法例如往浸出液中加入硫化钠可使其中的Ni以硫化物的形式沉淀，但Fe也会同时沉淀下来，且硫化钠的加入使生产过程中不可避免的会产生H2S气体，为此需配备相应的废气吸收装置，增加安全难度和投资。加碱沉淀则会使Ni、Fe、Mg等成分沉淀下来，由于MgO含量较高,通常在15％左右,不利于入炉冶炼。经过降低MgO处理以后，将其变现成镍铜产品还需漫长的工艺流程。2有机萃取法采用含N、P、S、O等元素的有机萃取剂可对浸出液中Ni金属成分进行分离、富集，有机萃取剂包括：叔胺类、羧酸类、有机磷酸类、有机膦酸类、有机次膦酸、有机硫代次膦酸、酮肟或醛肟。汪胜东等采用Lix84从氨性溶液中萃取分离镍、钴、铜，首先采用5级逆流共萃铜、镍，钴留在萃余液中。含铜、镍的负载相经2级洗涤洗去氨，用镍电解废液进行7级逆流选择反萃镍，实现镍与铜的初步分离；然后从含铜负载相中反萃铜得到纯净的硫酸铜，选择反萃镍得到的镍溶液仍采用Lix84萃取脱铜并回收铜，从而将铜、镍彻底分离，得到纯的硫酸镍溶液，这样就将浸出液中的镍钴铜彻底分离。有机萃取法目前在镍的湿法冶炼上获得了广泛应用，但也存在明显缺陷：需采用多级串萃和反萃工艺，才能达到一定分离效率，操作复杂；萃取剂和稀释剂易燃易挥发，给生产带来安全隐患；萃取剂的夹带和流失会导致环境污染；残留在反萃液中的萃取剂和稀释剂会给电积工艺及最终的镍产品质量带来影响。3树脂吸附法离子交换技术已经历了百年的发展历程，1850年两位英国农业化学家H.S.ThompsonHE和J.T.Way发现了土壤中的离子交换现象；1905年德国化学家R.Gans首先建议在工业上采用人造沸石来软化硬水和净化糖汁；1933年英国人B.A.Admas和E.L.Holms合成了酚醛类型的阴、阳离子交换树脂；1945年美国人G.F.D.Alelio专利技术了用苯乙烯和丙烯酸衍生物合成的更为优良的离子交换树脂，这种合成离子交换树脂产品使化学除盐制备纯水应用技术得到迅速发展。在此基础上各国科学家又开拓了以聚苯乙烯和丙烯酸聚合物为骨架的两性、螯合、氧化还原等不同用途的各种离子交换树脂。至今，离子交换技术已渗透于工农业、医药卫生和科学研究等国民经济的各个领域，得到广泛的应用。通常可用于吸附分离金属离子的离子交换树脂有阳离子交换树脂和螯合树脂，前者吸附作用力主要为静电引力、后者吸附作用力主要为化学螯合配位作用。由于阳离子交换树脂以静电引力为主要吸附驱动力，因而会优先吸附高价离子。具体来说，阳离子交换树脂对一些金属离子的吸附选择顺序是：Th4+＞Fe3+＞Al3+＞Cu2+＞Ni2+＞Mg2+＞K+＞Na+。由于镍尾矿通常会伴生有铁元素，显然普通的阳离子交换树脂并不适合用于镍的富集分离。螯合树脂是在树脂骨架上接枝含N、P、S、O等元素的有机螯合基团，这些有机螯合基团中的N、P、S、O等元素可与特定的金属离子发生化学配位作用，在树脂内部形成稳定的多元环结构，从而使金属离子从溶液中分离出来。从化学组成来看，目前世界上最广泛使用的离子交换材料主要是苯乙烯系和丙烯酸酯系离子交换树脂，这两种骨架结构的离子交换树脂占各种离子交换树脂总量的90％以上。聚苯乙烯及聚丙烯酸系树脂的起始原料都源自于石油化工产品，都必须依赖宝贵的不可再生的石油资源。此外，这两类树脂因其交换速度慢、使用周期短、吸附选择性差、产品含水率高、吸附-再生过程中存在周期性膨胀-收缩现象等弊端，因而人们试图开发并采用性能更优越、来源更广泛的离子交换材料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿酸浸液中镍的方法，为了实现上述目的，本专利技术提供一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿酸浸液中镍的方法，包括如下步骤：1)酸浸液预处理：调节红土镍矿或尾矿的酸浸液pH至4.5-5.5，使用压滤机压滤以去除其中的不溶物和悬浮物，然后经过介质过滤器、精密过滤器，获得原液；2)树脂预处理：将无机型离子交换树脂填入离子交换柱中，充分压实，用自来水以4BV/h的流速冲洗树脂0.5h，抽空离子交换柱中的水，然后用1M的氢氧化钠溶液以4BV/h的流速冲洗树脂，待碱液浸满树脂后循环1h，放空离子交换柱中氢氧化钠溶液，用水以4BV/h的流速冲洗树脂1h；排空离子交换柱中水，再用25％硫酸溶液洗树脂，待酸液浸满树脂后，用水以4BV/h的流速冲洗树脂至柱子上端出口溶液的pH为5以上，然后排空离子交换柱中水溶液，待用；用同样方法处理三个树脂柱；3)吸附：将步骤1)处理好的原液通过泵输送至树脂柱，进液流速为4-10BV/h，其中，树脂柱采用双柱串联、单柱解吸的方式进行设置；4)第一次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤3)吸附饱和的树脂柱进行清洗，清洗体积为6BV，第一次的清洗后液返回到容纳红土镍矿或尾矿的酸浸液；5)解吸：将解吸剂以下进上出的方式对步骤4)清洗后的树脂柱进行解吸，解吸体积为1.26BV，解吸后液进行浓缩后进入提镍工序；6)第二次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤5)解吸后的树脂柱进行清洗，清洗体积为3BV，清洗后树脂柱获得再生即可进行下次吸附。其中，步骤3)所述双柱串联、单柱解吸的方式具体为：将三个树脂柱定义为1号树脂柱、2号树脂柱、3号树脂柱，将1号树脂柱和2号树脂柱进行串联，其中1号树脂柱为首柱，2号树脂柱为尾柱，原液从1号树脂柱的下端进液，2号树脂柱的上端出液进行逆流吸附，当1号树脂柱吸附饱和后，采用相同方法将2号树脂柱和3号树脂柱串联，以2号树脂柱为首柱，3号树脂柱为尾柱进行逆流吸附，1号树脂柱进行步骤4)-6)的处理获得再生，当2号树脂柱吸附饱和后，将3号树脂柱和1号树脂柱串联，以3号树脂柱为首柱，1号树脂柱为尾柱进行逆流吸附，2号树脂柱进行步骤4)-6)的处理获得再生；当3号树脂柱吸附饱和后，再将1号树脂柱和2号树脂柱串联进行逆流吸附，3号树脂柱进行步骤4)-6)的处理获得再生，如此循环操作。其中，所述无机型离子交换树脂为SI-2树脂。SI-2树脂(硅胶/聚胺羧基螯合型特异选择性树脂)可在高浓度Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+情况下选择性吸附Ni2+，经重复使用10000次后，树脂容量下降小于10％。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿的酸浸液中镍的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)酸浸液预处理：调节红土镍矿或尾矿的酸浸液pH至4.5‑5.5，使用压滤机压滤以去除其中的不溶物和悬浮物，然后经过介质过滤器、精密过滤器，获得原液；2)树脂预处理：将无机型离子交换树脂填入离子交换柱中，充分压实，用自来水以4BV/h的流速冲洗树脂0.5h，抽空离子交换柱中的水，然后用1M的氢氧化钠溶液以4BV/h的流速冲洗树脂，待碱液浸满树脂后循环1h，放空离子交换柱中氢氧化钠溶液，用水以4BV/h的流速冲洗树脂1h；排空离子交换柱中水，再用25％硫酸溶液洗树脂，待酸液浸满树脂后，用水以4BV/h的流速冲洗树脂至柱子上端出口溶液的pH在5以上，然后排空离子交换柱中水溶液，待用；3)吸附：将步骤1)处理好的原液通过泵输送至树脂柱，进液流速为4‑10BV/h，至树脂柱吸附饱和；其中，树脂柱采用串联的方式进行设置；4)第一次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤3)吸附饱和的树脂柱进行清洗，清洗体积为6BV；5)解吸：将解吸剂以下进上出的方式对步骤4)清洗后的树脂柱进行解吸，解吸体积为1.26BV，解吸后液进行浓缩后进入提镍工序；6)第二次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤5)解吸后的树脂柱进行清洗，清洗体积为3BV，清洗后树脂柱获得再生即可进行下次吸附。...

【技术特征摘要】
1.一种采用无机型离子交换树脂提纯红土镍矿或尾矿的酸浸液中镍的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)酸浸液预处理：调节红土镍矿或尾矿的酸浸液pH至4.5-5.5，使用压滤机压滤以去除其中的不溶物和悬浮物，然后经过介质过滤器、精密过滤器，获得原液；2)树脂预处理：将无机型离子交换树脂填入离子交换柱中，充分压实，用自来水以4BV/h的流速冲洗树脂0.5h，抽空离子交换柱中的水，然后用1M的氢氧化钠溶液以4BV/h的流速冲洗树脂，待碱液浸满树脂后循环1h，放空离子交换柱中氢氧化钠溶液，用水以4BV/h的流速冲洗树脂1h；排空离子交换柱中水，再用25％硫酸溶液洗树脂，待酸液浸满树脂后，用水以4BV/h的流速冲洗树脂至柱子上端出口溶液的pH在5以上，然后排空离子交换柱中水溶液，待用；3)吸附：将步骤1)处理好的原液通过泵输送至树脂柱，进液流速为4-10BV/h，至树脂柱吸附饱和；其中，树脂柱采用串联的方式进行设置；4)第一次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤3)吸附饱和的树脂柱进行清洗，清洗体积为6BV；5)解吸：将解吸剂以下进上出的方式对步骤4)清洗后的树脂柱进行解吸，解吸体积为1.26BV，解吸后液进行浓缩后进入提镍工序；6)第二次清洗：用自来水以下进上出的方式对步骤5)解吸后的树脂柱进行清洗，清洗体积为3BV，清洗后树脂柱获得再生即可进行下次吸附。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述树脂柱为三或四个，其中树脂柱为三个时采用双柱串联，单柱解吸的方式设置，树脂柱为四个时采用双柱串联，双柱解吸的方式设置。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双柱串联、单柱解吸的方式具体为：将三个树脂柱定义为1号树脂柱、2号树脂柱、3号树脂柱，将1号树脂柱上端和2号树脂柱下端进行串联，其中1号树脂柱为首柱，2号树脂柱为尾柱，原液从1号树脂柱的下端进液，2号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宾，
申请(专利权)人：李宾，
类型：发明
国别省市：北京,11