探索镍和铜金属提取技术领域的发展与应用

探索镍和铜金属提取技术领域的发展与应用

利用含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣提取镍和铜的方法

【技术领域】

[0001] 本发明属于镍、铜金属提取技术领域，具体涉及一种利用含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣提取镍和铜的方法。

【背景技术】

据2006年统计，世界镍矿储量为6400万吨，储量基础为1.4亿吨。世界著名的铜镍硫化矿有俄罗斯诺里尔斯克镍矿、加拿大萨德伯里镍矿、中国金川镍矿，世界著名的氧化镍矿有澳大利亚卡尔古利镍矿、新喀里多尼亚镍矿、菲律宾苏里高镍矿等。目前，铜镍硫化矿开采冶炼技术比较成熟，在世界范围内得到广泛应用，而氧化镍矿开采冶炼技术成熟度较低。

中国镍资源储量760万吨，铜镍硫化矿约占总储量的91%，其余为氧化镍矿，其中80%分布在甘肃金川镍矿区，其余分布在新疆、四川、云南、吉林等地。中国氧化镍矿主要分布在四川攀枝花地区和云南元江地区。由于镍品位低，目前只有小规模开采。

[0004]含镍铜废料总量市场分析：（1）含镍污泥，其来源有： ①、据统计，每生产1万平方米印刷电路板，将产生含镍、含铜污泥35吨，2007年全国印刷电路板产量约1.5亿平方米，按此计算，约产生50万吨。 ②、电镀行业也产生大量的电镀污泥，我国有电镀厂约1万家，生产线5000多条，年排放电镀废水约40亿m3。目前，处理电镀废水多采用化学沉淀法，产泥率一般约占电镀废水的0.22%。 因此在处理过程中将产生含Ni、Cu等重金属污泥730万吨/年。（2）不锈钢生产加工中的废特种合金、不锈钢、抛光锻造产生大量的抛光粉颗粒和氧化屑，年产量达300万吨，而且随着我国城镇化建设和人民生活水平的提高，不锈钢的消耗量将逐年增加，此后这种废料将逐年增加。（3）含镍废催化剂：化工、石油、汽车工业中使用的金属催化剂，随着近年来我国这些行业的快速发展，这些行业使用了大量含镍催化剂，镍催化剂使用一段时间后失效而丢弃，每年产生量达5万吨。（4）钼镍矿加工企业在提取钼的生产过程中，产生大量含镍废渣。 铅、锌冶炼厂产生的含镍废料。（5）镍矿开采公司在采矿过程中剥离掉大量的氧化矿废料。

[0005] 充分回收利用这些废弃资源，是实现可持续发展、大力发展循环经济、提高资源利用效率的重要保障，是节约资源、最大限度提高资源利用率、提高资源综合利用率的典型集约化发展道路。

【发明概要】

本发明的目的是提供一种机械活化氨法从含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣中提取镍和铜的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种从含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣中提取镍和铜的方法，该方法按如下步骤进行：

（O）原料破碎、氨浸出：将含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣等原料经烘干、分选、除杂、破碎、粗磨后在NH4Cl溶液中磨矿、浸出。磨矿、浸出后的矿浆进行液固分离，浸出渣直接进入干燥熟化窑，浸出液进入下道提取工序；

（2）镍的提取：提取镍；

（3）选择性反镍：反镍前先进行纯水氨洗步骤，除去有机相中的氨，减少氨的损失，防止反镍液中形成NiSO4*(NH4)2S04*6H20复盐，影响后续的镍处理；

（4）选择性退铜：先选择性退镍，再选择性退铜；

(5)硫化沉淀镍、钴：在步骤(I)得到的浸出液和萃取后的萃余液中加入Na2S，得到沉淀物；

（6）蒸氨：萃余液经萃取、硫化沉淀后，加入石灰乳，经浓缩，得粗氨水；

(7)浸出渣的固化干燥:将步骤(I)中的浸出渣放入特定的防渗晒区自然风干后放入固化干燥窑中进行固化。

为了更好的实现本发明的目的，在步骤（I）中，采用筛分粒度-60目的振动磨进行粗磨，NH4Cl溶液浓度为2.0mol/L，NH3-H2O浓度为1mol/L，温度为60℃，液固比为1-3:1L/Kg，浸出时间为90min。

[0009] 为了更好的达到本发明的目的，在步骤（2)中，萃取条件设为A/O=3/1。

[0010] 为了更好的实现本发明的目的，在步骤（3)中，相对于O/A=5/1，混合时间为5min，清洗剂为去离子水。

为了更好的实现本发明的目的，在步骤(4)中，将反萃镍后的负载有机相pH调节为2.5，相对于0/^=2/1，用高酸阳极液(180g/L H2SO4)经过4级反萃，可将有机相中的铜降低到0.1g/L以下。

为了更好的达到本发明的目的，步骤（5）中加入Na2S溶液后，反应条件为：反应温度50℃，反应时间3h，加入的Na2S溶液量为理论量的2倍。

[0013] 为了更好的实现本发明的目的，步骤（6)中蒸氨的反应条件为：反应温度为80〜95°C。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用机械活化磨矿浸出-氨萃取分离-湿法金属电积新工艺，不仅解决了露天焙烧带来的二次污染问题，而且使铜、镍等重金属资源得到回收利用。含镍污泥经机械活化后磨矿浸出可直接提取铜、镍、钴等有价金属，完全避免了以前热解焙烧、鼓风冶炼带来的烟尘污染。磨矿浸出工艺只产生废渣和含有有价金属的浸出液，浸出液经固液分离后进入下道萃取分离工序，浸出渣经蒸汽烘干制成免烧砖供建筑使用。机械活化磨矿浸出工艺可大大降低以前焙烧-鼓风还原的能耗。浸出工艺采用氨溶液浸出，浸出工艺所用的氨可在后期的氨蒸发工序中完全回收。 氨提取还能大幅降低浸出液中铁、硅、锰等杂质元素含量，废渣浸出液中的镍、铜、钴元素可直接通过一步提取分离，整个工艺实现了含镍废渣的完全资源化利用，是一种无害化处置方式，不留任何“后遗症”。

【附图的简要说明】

图1为本发明的工艺流程图。

【详细方式】

下面对本发明作进一步说明：

如图1所示，利用含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣提取镍和铜的方法，按照以下步骤进行：

（1）原料破碎及氨浸出：将含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣原料经烘干、分选、除杂、破碎、粗磨后，在NH4Cl溶液中进行研磨浸出。研磨浸出后的矿浆进行液固分离，浸出渣直接送入干燥熟化窑，浸出液送入下一道提取工序；

（2）镍的提取：提取镍；

（3）选择性反镍：反镍前先进行纯水氨洗步骤，除去有机相中的氨，减少氨的损失，防止反镍液中形成NiSO4*(NH4)2S04*6H20复盐，影响后续的镍处理；

（4）选择性退铜：先选择性退镍，再选择性退铜；

(5)镍、钴的硫化沉淀：在步骤(I)得到的浸出液和萃取后的萃余液中加入Na2S，得到沉淀物；

（6）蒸氨：萃余液经萃取、硫化沉淀后，加入石灰乳，经浓缩，得粗氨水；

(7)浸出渣的固化干燥:将步骤(I)中的浸出渣放入特定的防渗晒区自然风干后放入固化干燥窑中进行固化。

[0017]为了更好的实现本发明的目的，在步骤(I)中，采用筛分粒度-60目的振动磨进行粗磨，NH4Cl溶液浓度为2.0mol/L，NH3-H2O浓度为1mol/L，温度为60℃，液固比为1-3:1L/Kg，浸出时间为90min。

[0018] 为了更好的达到本发明的目的，在步骤（2)中，萃取条件设为A/O=3/1。

[0019] 为了更好的实现本发明的目的，在步骤（3)中，相对于0/A=5/1，混合时间为5min，清洗剂为去离子水。

为了更好的实现本发明的目的，在步骤（4）中，将反萃镍后的负载有机相pH调节为2.5，与pH=2/1相比，采用高酸阳极液（180g/L H2SO4）4级反萃可将有机相中的铜降低至0.1g/L以下。

为了更好的达到本发明的目的，步骤（5）中加入Na2S溶液后，反应条件为：反应温度50℃，反应时间3h，加入的Na2S溶液量为理论量的2倍。

[0022] 为了更好的实现本发明的目的，步骤（6)中蒸氨的反应条件为：反应温度为80-95°C。

主权

1.一种从含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣中提取镍和铜的方法，按照如下步骤进行： (1)原料破碎、氨浸：将含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣原料进行干燥、分选、除杂、破碎、粗磨，然后在NH4Cl溶液中磨浸，磨浸后料浆进行液固分离，浸出渣直接进入干燥固化窑，浸出液进入下一道提取工序； (2)镍的提取：采用镍的提取； (3)镍的选择性反萃：反萃镍前先进行纯水氨洗工序，除去有机相中的氨，减少氨的损失，防止反萃液中形成NiSO4*(NH4)2S04*6H20复盐影响后续的镍处理； (4)选择性反萃铜：在选择性反萃镍之后进行选择性反萃铜；(5)镍、钴的硫化沉淀：在步骤(I)得到的浸出液和萃取后的萃余液中加入Na2S，得到沉淀物；(6)蒸氨：在萃取和硫化物沉淀后的萃余液中加入石灰乳，冷凝后得到粗氨水；(7)浸出渣的固化、干燥：将步骤(I)中的浸出渣在特定的防渗晒场中自然风干，然后放入固化干燥窑中进行固化。 2.根据权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（I）中采用筛分粒度-60目的振动磨机进行粗磨，NH4Cl溶液浓度为2.0mol/L，NH3.H2O浓度为1mol/L，温度为60℃，液固比为1-3:1L/Kg，浸出时间为90min。

3.如权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（2）中萃取条件配比为A/O＝3/1。4.如权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（3）中配比为A/O＝5/1，搅拌时间为5min，洗涤剂为去离子水。 5.根据权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（4）中，反萃镍后的负载有机相pH调节为2.5，当A/O=2/1时，用高酸阳极液（180g/L H2SO4）反萃4级即可将有机相中的铜降低至0.1g/L以下。6.根据权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂及废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（5）加入Na2S溶液后的反应条件为：反应温度50℃，反应时间3h，Na2S溶液加入量为理论量的2倍。 7.根据权利要求1所述的从含镍电镀污泥、镍废催化剂、废镍渣中提取镍和铜的方法，其特征在于：步骤（6）中蒸氨的反应条件为：反应温度为80-95℃。

【专利摘要】本发明采用机械活化磨矿浸出→氨提取分离→湿法金属电积的新工艺，不仅解决了露天焙烧带来的二次污染问题，而且实现了铜、镍等重金属资源的回收利用。含镍污泥经机械活化后磨矿浸出可直接提取铜、镍、钴等有价金属，完全避免了以前热解焙烧、鼓风冶炼带来的烟尘污染。磨矿浸出工艺只产生废渣和含有有价金属的浸出液，浸出液经固液分离后进入下道萃取分离工序，浸出渣经蒸汽干燥制成免烧砖供建筑使用。机械活化磨矿浸出工艺可大大降低以前焙烧-鼓风还原的能耗。浸出工艺采用氨溶液进行浸出，浸出工艺所用的氨可在后期的氨蒸发工序中完全回收。 这是一种无害化、不留“后遗症”的处置方法。

【IPC分类】/00、C22B7/00、/00

【公众账号】

【申请编号】CN2

【发明人】余福生

【申请人】

【发表日期】2016年1月6日

【申请日期】2015年10月7日