红土镍矿常压酸浸液的净化除杂及镍钴产品制备研究

发布时间：2020-06-06 10:47

【摘要】：红土镍矿常压酸浸工艺是一种具有良好工业应用前景的工艺,具有技术风险小、投资少、适用矿种更广等优势。本文以中国科学院过程工程研究所研发的红土镍矿常压盐酸浸出新工艺得到的浸出液为原料,开展了浸出液的净化分离以及镍、钴产品制备的相关研究工作。本文的研究内容主要包括:1.红土镍矿常压盐酸浸出溶液,经MgO料浆初步除杂分离Fe、Cr、Al后,剩余Mn2+和Mg2+仍存在于含Ni2+、Co2+的溶液中(简称镍钴母液,下同),难以分离。由于双氧水在碱性条件下具有氧化作用,能够将Mn2+氧化成MnO2,而MnO2不溶于稀酸,从而实现了 Mn2+的分离并制备出MnO2副产品。结果表明,在NaOH浓度为5 wt.%,H2O2浓度为10wt.%,氧化pH为9.0,HCl浓度为10wt.%等条件下,Ni、Co的浸出率分别为接近100%,93.07%,Mn、Mg的去除率分别为93.76%和99.07%;得到的氢氧镍钴渣中含58.62%的Ni和3.67%的Co;MnO2的纯度达到92.5 wt.%,能够满足工业应用。2.经过溶剂萃取的方法实现镍钴母液中Ni2+和Co2+的分离,进一步采用阴离子膜电解富Ni2+溶液制备金属镍。结果表明,在Ni2+浓度64g/L、H3BO4浓度40 g/L、H2SO4浓度0.1 mol/L、电解时间3h、电解温度40 ℃、电流密度200 A/m2,pH值5.2的条件下,阴极电流效率可以达到98.47%,能耗降低到3470 kW·h/t,槽电压为3.74 V;电解得到的金属镍纯度达到99.9%以上,能够满足工业上应用。3.萃取分离后得到的富Co2+溶液采用液相沉淀法制备前驱体碱式碳酸钴,然后经煅烧后制备出四氧化三钴,并进行条件优化和产品表征。结果表明,添加剂十二烷基苯磺酸钠(SDS)对四氧化三钴颗粒的分散效果明显,比表面积较大;煅烧温度越高,Co3O4颗粒的形貌越规则,分布越均匀,分散效果越好;通过电化学性能检测,Co3O4电极材料在大电流情况下稳定性良好,并具备优良的充放电性能和倍率性能。
【图文】：

钴渣,浸出温度,浸出率

逦３．０逦３．５逡逑Ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｐＨ逡逑图２－９浸出ｐＨ对Ｎｉ、Ｃｏ浸出率和Ｍｎ、Ｍｇ去除率的影响逡逑Ｆｉｇ．２－９邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｐＨ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｒａｔｅ邋ｏｆ邋Ｎｉ，邋Ｃｏ，邋ａｎｄ邋ｒｅｍｏｖａｌ邋ｒａｔｅ邋ｏｆ邋Ｍｎ，邋Ｍｇ逡逑２．４．２．４浸出温度的影响逡逑稀酸溶解条件为ＨＣ１浓度为１０邋ｗｔ．邋％，浸出时间为０．５邋ｈ，浸出ｐＨ为１．０时，逡逑分别讨论了浸出温度对Ｎｉ、Ｃｏ浸出率和Ｍｎ、Ｍｇ去除率的影响，结果如图２－１０逡逑所示。结果表明，随着浸出温度的升高，Ｍｎ的去除率逐渐降低，Ｃｏ的浸出率在逡逑￣Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑１００－邋▲邋▲邋—－逦—邋▲邋－１００逡逑？逦？－逦逦▲逡逑？—逦－？逡逑９８－逡逑－９６逡逑＾邋９６＿逦ｆ逡逑￥逦Ａ邋Ｎｉ邋＾逡逑２逦■－￣￣邋逦，，逦－＊－ｃ0＇９２邋？逡逑＝逦逦＊邋■邋Ｍ＂邋ｉ逡逑ｊ＝邋９２邋■逦＇逦＇邋■邋—邋＿逦—？一邋Ｍｇ逦＾逡逑ｌ逦－８８邋Ｅ逡逑Ｊ邋９０－逦＾逡逑８８－逦－邋８４逡逑８６邋Ｊ￣Ｉ逦１逦１逦ｌ逦逡逑２０逦３０逦４０逦５０逡逑Ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／°Ｃ逡逑图２－１０浸出温度对Ｎｉ、Ｃｏ浸出率和Ｍｎ、Ｍｇ去除率的影响逡逑Ｆｉｇ．２－１０邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｌｅａｃｈｉｎｇ邋ｒａｔｅ邋ｏｆ邋Ｎｉ，邋Ｃｏ，邋ａｎｄ邋ｒｅｍ

示意图,示意图,实验步骤,原理

图３－１电解槽装置示意图逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｅｌｌ逡逑
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF815

【参考文献】