红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料技术

本申请提供红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料，处理方法包括将红土镍矿高压酸浸渣的焙烧料与铁化合物置于酸溶液中，进行酸浸处理，固液分离得到浸出液和浸出渣；将浸出渣经焙烧、浸出后得到一次滤液，一次滤液经过后处理得到磷酸铁；将浸出液进行除铜处理、除铁处理、除钙镁处理后，加入镍源、钴源、锰源和铝源，共沉淀得到镍钴锰铝氢氧化物。本申请的红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料，能够提高红土镍矿高压酸浸渣中的铁、镍、钴、锰、铝的利用率，提高资源利用率。提高资源利用率。提高资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料


[0001]本申请涉及镍矿渣处理
，具体地讲，涉及红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料。

技术介绍

[0002]红土镍矿高压酸浸过程，铁铝作为需要被除去的杂质，工业生产主要采用黄钠铁矾法、黄铵铁矾法、黄钙铁矾法和水解法除去浸出液中的铁铝杂质。红土镍矿高压浸出液主要采用水解法除铁铝，水解除铁铝需要将浸出体系pH调节至1.5～4.0使铁铝形成胶状氢氧化物，浸出液中的镍、钴、铜、锰、钙及镁等金属易吸附在生成的胶状氢氧化物上，造成有价金属的损失；其次，红土镍矿高压酸浸渣的大量堆放不仅占用土地资源，长此以往，红土镍矿高压酸浸渣中重金属经渗滤作用易造成土壤和水资源污染。最后，红土镍矿高压酸浸渣中的铁铝资源得不到高效利用。针对上述现象，红土镍矿高压酸浸渣的资源化利用成为湿法冶金中的重要问题。
[0003]现有的红土镍矿高压酸浸渣利用率低、工艺流程复杂，成本高，不利于环境保护。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提出红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料，能够提高红土镍矿高压酸浸渣中的铁、镍、钴、锰、铝的利用率，提高资源利用率。
[0005]第一方面，本申请提供一种红土镍矿高压酸浸渣的处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]将红土镍矿高压酸浸渣的焙烧料与铁化合物置于酸溶液中，进行酸浸处理，固液分离得到浸出液和浸出渣；
[0007]将所述浸出渣经焙烧、浸出后得到一次滤液，所述一次滤液经过后处理得到磷酸铁；
[0008]将所述浸出液进行除铜处理、除铁处理、除钙镁处理后，加入镍源、钴源、锰源和铝源，共沉淀得到镍钴锰铝氢氧化物。
[0009]在上述方案中，通过红土镍矿高压酸浸渣处理方法，能够利用红土镍矿高压酸浸渣中的铁元素制备电池级磷酸铁，浸出液中有价金属镍钴锰铝元素制备镍钴锰铝氢氧化物。能够有效提高红土镍矿高压酸浸渣的利用率，且整个过程污染小，可以大批量生产，能够降低生产成本。
[0010]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足以下条件a～d的至少一者：
[0011]a.所述铁化合物包括硫化亚铁及二硫化亚铁中的至少一种；
[0012]b.所述铁化合物中铁元素的摩尔含量为所述酸溶液中的铁离子与铜离子总摩尔含量的0～2.2倍，且不包括0；
[0013]c.所述酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸及醋酸中的至少一种；
[0014]d.所述酸溶液的浓度为1.5mol/L～3mol/L。
[0015]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述将所述浸出渣经焙烧、浸出后得到一次滤液，包括：
[0016]将所述浸出渣置于350℃～700℃下焙烧0.5h～2h，得到烧结物；
[0017]将所述烧结物浸置于酸溶液中浸出处理，过滤得到一次滤液。
[0018]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述一次滤液经过后处理得到磷酸铁，包括：
[0019]往所述一次滤液中加入铁源，得到亚铁溶液；
[0020]往所述亚铁溶液中加入磷酸、磷酸盐，得到磷酸亚铁溶液；
[0021]往所述磷酸亚铁溶液中加入氧化剂，氧化沉淀得到沉淀物，沉淀物经过保温、洗涤、烘干得到磷酸铁。
[0022]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足以下条件a～i的至少一者：
[0023]a.所述铁源包括还原铁粉、雾化铁粉、硫化亚铁及二硫化亚铁中的至少一种；
[0024]b.所述铁源中铁元素的摩尔含量为所述一次滤液中的铁离子摩尔含量的1.0倍～1.3倍；
[0025]c.所述磷酸中磷酸根离子的摩尔含量为亚铁溶液中亚铁离子摩尔含量的0.05倍～0.2倍；
[0026]d.所述磷酸盐中磷酸根离子的摩尔含量为亚铁溶液中亚铁离子摩尔含量的0.8倍～1.0倍；
[0027]e.所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、磷酸一氢铵及磷酸二氢铵中的至少一种；
[0028]f.所述氧化剂包括氧气、空气、双氧水及臭氧中的至少一种；
[0029]g.所述氧化剂中氧元素的摩尔含量为所述磷酸亚铁溶液中的亚铁离子摩尔含量的1.0倍～1.3倍；
[0030]h.所述保温的温度为60℃～100℃，保温的时间为0.5h～3h；
[0031]i.所述烘干的温度为80℃～500℃，烘干的时间为2h～12h。
[0032]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足以下条件a～g的至少一者：
[0033]a.所述除铜处理包括往所述浸出液加入还原剂，过滤得到除铜后液；
[0034]b.所述除铁处理包括往所述除铜后液中加入氧化剂、铵盐，过滤得到除铁后液；
[0035]c.所述除钙镁处理包括往所述除铁后液中加入氟化盐，过滤得到除钙镁后液；
[0036]d.所述锰源包括硫酸锰、氯化锰及乙酸锰中的至少一种；
[0037]e.所述镍源包括硫酸镍、氯化镍及乙酸镍中的至少一种；
[0038]f.所述钴源包括硫酸钴、氯化钴及乙酸钴中的至少一种；
[0039]g.所述铝源包括硫酸铝、氯化铝及乙酸铝中的至少一种。
[0040]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足以下条件a～h的至少一者：
[0041]a.所述还原剂包括二硫化亚铁、硫化钠、硫化亚铁及铁粉中的至少一种；
[0042]b.所述还原剂中金属元素的摩尔含量为所述浸出液中的铜离子和铁离子总摩尔含量的0.5倍～1.1倍；
[0043]c.所述氧化剂包括氧气、空气、双氧水及臭氧中的至少一种；
[0044]d.所述氧化剂中氧元素的摩尔含量为所述除铜后液中的铁离子摩尔含量的0.1倍～2.0倍；
[0045]e.所述铵盐包括氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵及氨水中的至少一种；
[0046]f.所述铵盐中铵离子的摩尔含量为所述除铜后液中的铁离子摩尔含量的1倍～10倍；
[0047]g.所述氟化盐包括氟化锰、氟化镍、氟化钴及氟化铝中的至少一种；
[0048]h.所述氟化盐中氟离子的摩尔含量为所述除铁后液中钙离子和镁离子总摩尔含量的0.7倍～1.1倍。
[0049]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：
[0050]在非氧气氛保护下将所述磷酸铁与锂盐混合烧结，得到磷酸铁锂正极材料；或，
[0051]在含氧气氛下将所述镍钴锰铝氢氧化物与锂盐混合烧结，得到镍钴锰铝酸锂正极材料。
[0052]结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足以下条件a～g的至少一者：
[0053]a.所述锂盐包括碳酸锂、草酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、乙酸锂中的至少一种；
[0054]b.所述镍钴锰铝氢氧化物与所述锂盐的质量比为(1.7～2.4)：1；
[0055]c.制得所述镍钴锰铝酸锂正极材料的条件为：将所述镍钴锰铝氢氧化物与锂盐的混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红土镍矿高压酸浸渣的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将红土镍矿高压酸浸渣的焙烧料与铁化合物置于酸溶液中，进行酸浸处理，固液分离得到浸出液和浸出渣；将所述浸出渣经焙烧、浸出后得到一次滤液，所述一次滤液经过后处理得到磷酸铁；将所述浸出液进行除铜处理、除铁处理、除钙镁处理后，加入镍源、钴源、锰源和铝源，共沉淀得到镍钴锰铝氢氧化物。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法满足以下条件a～d的至少一者：a.所述铁化合物包括硫化亚铁及二硫化亚铁中的至少一种；b.所述铁化合物中铁元素的摩尔含量为所述酸溶液中的铁离子与铜离子总摩尔含量的0～2.2倍，且不包括0；c.所述酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸及醋酸中的至少一种；d.所述酸溶液的浓度为1.5mol/L～3mol/L。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述将所述浸出渣经焙烧、浸出后得到一次滤液，包括：将所述浸出渣置于350℃～700℃下焙烧0.5h～2h，得到烧结物；将所述烧结物浸置于酸溶液中浸出处理，过滤得到一次滤液。4.根据权利要求1或3所述的处理方法，其特征在于，所述一次滤液经过后处理得到磷酸铁，包括：往所述一次滤液中加入铁源，得到亚铁溶液；往所述亚铁溶液中加入磷酸、磷酸盐，得到磷酸亚铁溶液；往所述磷酸亚铁溶液中加入氧化剂，氧化沉淀得到沉淀物，沉淀物经过保温、洗涤、烘干得到磷酸铁。5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述方法满足以下条件a～i的至少一者：a.所述铁源包括还原铁粉、雾化铁粉、硫化亚铁及二硫化亚铁中的至少一种；b.所述铁源中铁元素的摩尔含量为所述一次滤液中的铁离子摩尔含量的1.0倍～1.3倍；c.所述磷酸中磷酸根离子的摩尔含量为亚铁溶液中亚铁离子摩尔含量的0.05倍～0.2倍；d.所述磷酸盐中磷酸根离子的摩尔含量为亚铁溶液中亚铁离子摩尔含量的0.8倍～1.0倍；e.所述磷酸盐包括磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、磷酸一氢铵及磷酸二氢铵中的至少一种；f.所述氧化剂包括氧气、空气、双氧水及臭氧中的至少一种；g.所述氧化剂中氧元素的摩尔含量为所述磷酸亚铁溶液中的亚铁离子摩尔含量的1.0倍～1.3倍；h.所述保温的温度为60℃～100℃，保温的时间为0.5h～3h；i.所述烘干的温度为80℃～500℃，烘干的时间为2h～12h。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法满足以下条件a～g的至少一者：a.所述除铜处...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭欢，岳海峰，黄友元，程林，杨顺毅，贺雪琴，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：