氢氧化镍钴与粗碳酸钴的原料及主要原辅材料介绍

氢氧化镍钴与粗碳酸钴的原料及主要原辅材料介绍

1. 原材料

本文中的镍钴氢氧化物为红土镍矿湿法冶金制取镍钴冶炼的中间产物,粗碳酸钴为钨钴合金经水溶处理,再经逐步沉淀得到的镍钴中间产物。

2.主要原辅材料理化性质介绍

2.1硫酸（98%）：硫酸是最活泼的二元无机强酸，能和许多金属起反应。高浓度的硫酸有很强的吸水性，可用作脱水剂，使木材、纸张、棉麻织物、生物皮肉等含碳水化合物的物质碳化。与水混合时还会放出大量热能。有很强的腐蚀性和氧化性，应慎用。是重要的工业原料，可用于制肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、电池等，在石油净化、金属冶炼、染料等工业中也有广泛的应用。常用作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂、磺化剂。

2.2 P204：中文名称为磷酸辛酯；磷酸二辛酯；稀土金属萃取剂；磷酸二（2-乙基己基）酯；磷酸二异辛酯；磷酸双（2-乙基己基）酯；二异辛基酸式磷酸酯；磷酸二异辛酯；磷酸二异辛酯；2-乙基己基-2'-乙基己基磷酸酯；萃取剂P-204；磷酸二（2-乙基己基）氢酯。溶剂，常用作稀土金属萃取剂，润湿剂和表面活性剂的原料，增塑剂。本品有中等毒性，对眼睛、皮肤、粘膜有刺激性。

2.3 P507：中文名称为乙基己基单-2-乙基己基磷酸酯，又称2-乙基己基单-2-乙基己基磷酸酯，是一种有机原料，分子式为208.193，分子量为144.44。

2.4 C272：272是针对镍钴分离而开发的萃取剂，其主要成分为二（2,4,4-三甲基戊基）膦酸，化学性质良好，水溶性低，非常适合于镍-钴硫酸体系中钴与镍的萃取分离。

2.5：Lix系列铜萃取剂的最新产品，它是（2-羟基-5-十二烷基水杨醛肟）和Lix84（2-羟基-5-壬基苯乙酮肟）的1：1混合物，琥珀色液体，该萃取剂反应速度快，铜铁分离效果好，相分离效果好且不需要添加助剂，对铜的萃取能力强。

2.6 260#溶剂油：磺化煤油又称260#溶剂油，即磺化煤油。该产品特点是挥发速度均匀而缓慢，芳香烃含量少，毒性低，安全性高。常用作稀土金属元素的萃取剂。

2.7 二氧化硫（液体）：主要由柠檬酸与纯碱配制的柠檬酸钠溶液吸收高浓度SO2，得到合格富液，再经解吸、冷却、压缩，即得合格液体SO2成品。

3.加工过程

含钴废料（镍钴氢氧化物、粗碳酸钴）破碎装袋后，经双轴刀片破碎机破碎后进入自带的浆液槽内搅拌制浆。浆液用泵送至钠滤机压滤脱水。过滤后的镍钴固体与后续单元的镍钴滤液再次制浆，泵送至浸出槽。浸出槽中加入浓硫酸进行浸出，并加入还原剂二氧化硫，以有效浸出原料中的钴和锰。浸出终点pH值控制在1.5~2左右。浸出槽中加入石灰，通入蒸汽和压缩空气，使铁氧化沉淀。除铁后的镍钴矿浆用泵送至压滤机进行液固分离。

滤液需经热交换器降温至40℃左右后方可储存、精滤，以减少后续萃取工序三相的生成。精滤液经P204萃取（1级皂化、5级调皂、12级萃取、6级洗涤、6级抗锰、4级抗锌、3级抗铁、2级氯洗），除去铜、锰、钙、锌、铁、铝等杂质。

采用氢氧化钠对P204进行皂化，皂化的有机溶液经皂化转化生成高浓度硫酸钠溶液后从萃取系统排出，皂化后的有机溶液与P204萃取液进行逆流萃取，使料液净化。

P204萃余液作为P507钴萃取的原料，将P204载有机物与其他体系的P204载有机物合并一起处理。先用稀硫酸洗涤P204载有机物，再用设定浓度的硫酸反萃铜锰、锌铝。P204反萃得到的铜锰溶液先进行两级铜萃取，分离铜。低铜萃余液用碳酸钠沉淀，沉淀生成的碳酸锰作为产品销售。硫酸钠母液从硫酸钠中除去，深度除去重金属体系。锌铝反萃液也用碳酸钠沉淀，沉淀生成的碳酸锌作为产品销售。母液与锰沉淀母液合并处理。 反锌、反铝后的P204有机物用盐酸反铁，反铁后的有机物再用氯水洗，氯水洗后的有机物皂化回收，反铁液经碱中和过滤，铁渣报废，盐水外销。

负载P204的有机物用稀硫酸洗涤，在反萃过程中会产生大量的硫酸钙晶体，洗涤工段和反萃铜锰工段需定期排出硫酸钙浆液，并过滤分离硫酸钙，滤液返回洗涤反萃工段澄清室，维持系统体积平衡和萃取连续操作。P204萃余液用P507萃取钴（1级皂化、5级皂转、7级萃取、17级镁洗、5级反钻），经萃取，钻液被萃取进入有机相，而镍和镁则留在萃余液中。P507用氢氧化钠溶液皂化，皂化的有机物经皂转生成高浓度硫酸钠液，排出萃取系统。皂转后的有机物与P507萃取原液进行逆流萃取，净化料液。 将含钴有机物与其他体系富钴P507有机物合并处理。

P507提钴残液再用P507萃取镁，镁大部分被萃取到有机相中，而镍则残留在残液中。用氢氧化钠对P507进行皂化，皂化的有机物经皂转化生成高浓度硫酸钠溶液从萃取系统排出。皂转化后的有机与P507提镁原液进行逆流萃取，净化料液。含镍的P507富镁有机物用硫酸反萃取镁，P507反萃取镁液与C272萃取生成的镁反萃取液及钴系统P507提钴残液合并，合并后的富镁液先用碳酸钠沉淀出大部分镍，再加入硫化物对镁液中的重金属进行深度净化。 过滤后的镁溶液再用碳酸钠进行沉淀，沉淀镁后的液体再进行脱硫，深度去除重金属体系，碳酸镁作为产品销售。镁解吸后的P507有机物用盐酸脱铁，铁解吸后的有机物用水洗氯。氯洗后的P507有机物经皂化后循环使用。P507铁剥离液与P204铁剥离液合并，一起处理。

P507 萃余液再用 C272 进行进一步的镁萃取（第 1 级皂化、第 5 级皂化、第 16 级萃取、第 2 级水洗、第 3 级酸洗、第 5 级反萃）。镍溶液中的镁几乎全部萃取到有机相中，而镍则留在萃余液中。

C272用氢氧化钠皂化，皂化有机物经皂化转化后排出萃取系统，生成高浓度硫酸钠液。皂化后的有机物与C272镁萃取原液进行逆流萃取，实现液体净化。含镍的C272富镁有机物用低浓度硫酸洗涤，洗涤产生的含镍洗液返回上一道工序。C272富镁有机物经洗镍后用硫酸反萃取镁，反镁液处理方法与P507反镁液相同。

提取过程会产生三相，需要定期从有机循环罐和提取箱中抽取并处理，通过三相离心机将三相分离。

C272镁提取残液先进行长时间澄清，澄清后的镍液再通过气泵充气，充气浮选除油。浮选除油后的硫酸镍液作为原料液进行蒸发结晶。硫酸镍蒸发采用BT盐溶液MVR形式，结晶采用夹套水冷结晶形式。水冷结晶析出的硫酸镍晶体经离心、干燥、筛分、包装即为电池级硫酸镍。

结晶母液一部分返回蒸发系统，一部分送至萃取工段，确保蒸发系统原液杂质含量合格。萃取系统产生的硫酸钠皂液与综合回收产生的硫酸钠母液合并，采用生物制备技术深度除重金属。净化后的硫酸钠液体蒸发作为制备硫酸钠的原液，采用BT盐溶液MVR蒸发系统进行循环蒸发。硫酸钠蒸发冷凝液返回上一道工序。

作者声明：本人不专业从事锂矿、锂盐、锂电池、新能源金属镍钴锰的生产，专心服务于锂盐、锂电池生产的盐溶液蒸发器研究，可提供设计、制造、调试、运行、设备租赁等全方位服务。​