氢氧化镁乳液的应用和镍钴吸附IDA树脂的再生方法

技术领域

本发明涉及树脂再生领域，具体而言，涉及一种氢氧化镁乳液的应用和镍钴吸附IDA树脂的再生方法。

背景技术

树脂吸附法可用于多组分硫酸盐液相或者含固矿浆回收镍钴离子，较为经济的做法是使用成熟商用IDA螯合树脂，过柱或搅拌混合选择性吸附镍钴，之后用酸解吸，然后石灰乳转型以提高性能，确保再次吸附时的镍钴吸附量。但在实际应用中，石灰乳转型存在很大问题。转型过程中石灰乳用钙去置换氢，硫酸盐体系中，再吸附时会产生大量硫酸钙沉淀，无法用于过柱工艺，搅拌工艺中也会导致渣量上升，体系固含增大，增加树脂筛分难度，且加重树脂磨损。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氢氧化镁乳液的应用和镍钴吸附IDA树脂的再生方法，以解决现有技术中采用石灰乳转型酸解吸后的IDA树脂，再吸附含硫酸的溶液时会产生大量硫酸钙沉淀，无法用于过柱工艺，用于搅拌工艺会导致渣量上升，体系固含增大，增加树脂筛分难度以及加重树脂磨损的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种氢氧化镁乳液在氢基IDA树脂皂化转型中的应用。

进一步地，上述氢氧化镁的质量浓度为0.5～10％，优选为1～10％。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，还提供了一种镍钴吸附IDA树脂的再生方法，该再生方法包括：步骤S1，将镍钴吸附IDA树脂进行酸解吸，得到氢基IDA树脂和镍钴解吸液；步骤S2，将氢基IDA树脂与皂化剂混合进行镁皂转型后筛分得到镁基IDA树脂，其中皂化剂为氢氧化镁乳液。

进一步地，氢氧化镁乳液的质量浓度为0.5～10％，优选为1～10％。

进一步地，步骤S2，氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:(4～20)，更优选为1:(4～10)；

进一步地，镁皂转型过程中，镁过量系数为1.25～30，优选为1.5～20。

进一步地，步骤S1包括：步骤S11，将镍钴吸附IDA树脂采用弱酸溶液洗涤，得到洗涤IDA树脂，优选弱酸溶液的pH为0.5～2.5，更优选弱酸溶液为pH为1.5～2.5的稀硫酸溶液；步骤S12，将洗涤IDA树脂采用强酸溶液进行酸解吸，得到氢基IDA树脂，优选强酸溶液为浓度为50～300g/L的酸溶液，酸溶液选自硫酸、盐酸或硝酸中的至少一种。

进一步地，步骤S1，镍钴吸附IDA树脂的制备方法包括：将含镍钴硫酸料液通入钠基IDA树脂中进行镍离子以及钴离子吸附处理，得到镍钴吸附IDA树脂。

进一步地，钠基IDA树脂为含有IDA官能团的树脂，牌号优选为S390、M4195、IRC748、SR-5或TP207。

进一步地，含镍钴硫酸料液为预处理红土矿浆。

进一步地，预处理红土矿浆由红土镍矿依次进行酸浸、中和除铁铝和固液分离后得到。

进一步地，镁基IDA树脂用于含镍钴硫酸料液的吸附。

应用本申请的技术方案，本申请提供的氢氧化镁乳液作为皂化剂用于氢基IDA树脂皂化转型中，将氢基IDA树脂转型为镁基IDA树脂，该镁基IDA树脂用于含镍钴料液的吸附，在确保吸镍离子和钴离子高吸附容量的同时，还能够避免体系中出现沉淀，且同时能够用于搅拌工艺或过柱工艺，并易于进行树脂筛分，能够有效延长树脂的使用寿命。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

如本申请背景技术所分析的，现有技术中采用石灰乳转型酸解吸后的IDA树脂，再吸附含硫酸的溶液时会产生大量硫酸钙沉淀，导致无法用于过柱工艺，用于搅拌工艺会导致渣量上升，体系固含增大，增加树脂筛分难度以及加重树脂磨损的问题。为了解决该问题，本申请提供了一种氢氧化镁乳液的应用和镍钴吸附IDA树脂的再生方法。

在本申请的一种事实方式中，提供了一种氢氧化镁乳液在氢基IDA树脂皂化转型中的应用。

应用本申请的技术方案，本申请提供的氢氧化镁乳液作为皂化剂用于氢基IDA树脂皂化转型中，将氢基IDA树脂转型为镁基IDA树脂，该镁基IDA树脂用于含镍钴料液的吸附，在确保吸镍离子和钴离子高吸附容量的同时，还能够避免体系中出现沉淀，且同时能够用于搅拌工艺或过柱工艺，并易于进行树脂筛分，能够有效延长树脂的使用寿命。

为了进一步提高氢基IDA树脂的转型效率，优选氢氧化镁乳液的质量浓度为0.5～10％，尤其是当氢氧化镁乳液的质量浓度为1～10％时更利于氢基IDA树脂转型为镁基IDA树脂。

典型但非限制性的，氢氧化镁乳液的质量浓度如为0.5％、1％、1.5％、2％、3％、4％、5％、8％、10％或任意两个数值组成的范围值。

在本申请的第二种典型实施方式中，还提供了一种镍钴吸附IDA树脂的再生方法，该再生方法包括：步骤S1，将镍钴吸附IDA树脂进行酸解吸，得到氢基IDA树脂和镍钴解吸液；步骤S2，将氢基IDA树脂与皂化剂混合进行镁皂转型后筛分，得到镁基IDA树脂；其中，皂化剂为氢氧化镁乳液，该氢氧化镁乳液具有上述第一种典型实施方式中的相同含义，在此不再赘述。

本申请提供的镍钴吸附IDA树脂的再生方法，将镍钴吸附IDA树脂依次进行酸解吸和镁皂转型得到镁基IDA树脂，该镁基IDA树脂用于含镍钴硫酸料液的吸附，在确保镍离子和钴离子高吸附容量的同时，还能够避免体系中出现沉淀，还能够避免体系中出现沉淀，且同时能够用于搅拌工艺或过柱工艺，并易于进行树脂筛分，能够有效延长树脂的使用寿命。

为了进一步提高氢基IDA树脂的皂化转型的充分性，优选步骤S2，氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:(4～20)，尤其是当氢基IDA树脂与所述氢氧化镁乳液的体积比为1:(4～10)时，更利于提高氢基IDA树脂的皂化转型效率。

典型但非限制性的，氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:12、1:15、1:18、1:20或任意两个数值组成的范围值。

为了进一步促进氢基IDA树脂的皂化转型，优选步骤S2，镁皂转型中，镁过量系数为1.25～30，尤其是当镁过量系数为1.5～20时，更利于提高镁基IDA树脂的镍离子和钴离子的吸附容量。

上述镁过量系数为氢氧化镁乳液中镁的摩尔量与待转型树脂官能团理论上可结合的镁的摩尔量的比值。

为了进一步促进酸解吸的充分性，优选步骤S1包括：步骤S11，将镍钴吸附IDA树脂采用弱酸溶液洗涤，的都洗涤IDA树脂；步骤S12，将吸附IDA树脂采用强酸溶液进行酸解吸，得到氢基IDA树脂。上述步骤S11中，弱酸溶液的pH优选为0.5～2.5，以利于提高洗涤的效率，优选弱酸溶液为pH1.5～2.5的稀硫酸溶液；强酸溶液为浓度为50～300g/L的酸溶液，该强酸溶液优选为硫酸、盐酸或硝酸中的任意一种或多种酸形成的混合强酸溶液。

上述步骤S1中，镍钴吸附IDA树脂的制备方法包括：将含镍钴硫酸料液通入钠基IDA树脂中进行镍离子以及鼓励自己的吸附处理，得到镍钴吸附树脂。

上述含钴镍硫酸料液指的是含有钴离子和/或镍离子的硫酸料液，其源于红土镍矿的矿浆或其它含有钴离子和/或镍离子的硫酸料液。

在本申请的一些实施例中，上述含镍钴硫酸料液为预处理红土矿浆，该预处理理红土矿浆由红土镍矿依次进行酸浸、中和除铁铝和固液分离后得到。

优选上述预处理红土矿浆按照如下步骤制备得到：采用硫酸对红土镍矿进行酸浸过程，得到酸浸矿浆；调节所述酸浸矿浆的pH至3.8～5，以进行中和除铁铝过程，得到中和后矿浆；将中和后矿浆进行固液分离过程，以滤除粒径≥180μm的固体颗粒，得到预处理红土矿浆。

上述钠基IDA树脂的具体类型不作具体限制，含有IDA官能团能够吸附镍离子和/或钴离子的钠基IDA螯合树脂均可，其牌号包括但不限于S390、M4195、IRC748、SR-5、TP207。

为了进一步降低含镍钴硫酸料液的镍钴脱除成本，优选上述步骤2得到的镁基IDA树脂用于含镍钴硫酸料液中进行镍离子和/或钴离子的吸附处理。

IDA树脂对各阳离子亲和力顺序如下：H

因此上述镁基IDA树脂相对于钙基IDA树脂，更利于与吸附镍离子和/或钴离子。

在本申请的一些实施例中，提供了一种预处理红土矿浆的吸附方法，包括以下步骤：

步骤S0，将预处理红土矿浆通入钠基IDA树脂中搅拌进行镍离子以及钴离子的吸附处理后筛分，得到镍钴吸附IDA树脂；

步骤S11，将镍钴吸附IDA树脂采用弱酸溶液洗涤，得到洗涤IDA树脂，该弱酸溶液的pH为0.5～2.5；

步骤S12，将洗涤IDA树脂采用质量浓度为50～300g/L的浓硫酸溶液进行酸解吸，得到氢基IDA树脂；

步骤S2，将氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液混合进行镁皂转型后筛分得到镁基IDA树脂；其中，氢氧化镁乳液的质量浓度为0.5～10％；

步骤S3，将镁基IDA树脂返回步骤S0替换钠基IDA树脂进行预处理红土矿浆的镍离子以及钴离子的吸附处理。

下面结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。

实施例1

本实施例提供了一种预处理红土矿浆的吸附方法，该预处理红土矿浆中主要金属的离子的浓度如下表1所示。

表1预处理红土矿浆主要金属的离子的浓度(mg/L)

该吸附方法具体步骤如下：

(1)将预处理红土矿浆通入钠基IDA树脂中搅拌进行镍离子以及钴离子的吸附处理后筛分，得到镍钴吸附IDA树脂和吸附后红土矿浆；

(2)将镍钴吸附IDA树脂采用稀硫酸溶液洗涤，得到洗涤IDA树脂，该稀硫酸溶液的pH为2；

(3)将洗涤IDA树脂采用质量浓度为50g/L的浓硫酸溶液进行酸解吸，得到氢基IDA树脂；

(4)氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液混合进行镁皂转型后筛分得到镁基IDA树脂；其中，氢氧化镁乳液的质量浓度为10％，且氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:10，镁过量系数为17；

(5)将镁基IDA树脂返回步骤(1)替换钠基IDA树脂继续进行预处理红土矿浆的镍离子以及钴离子的吸附处理。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，氢氧化镁乳液的质量浓度为0.5％，且氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:20，镁过量系数为1.7。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，氢氧化镁乳液的质量浓度为5％，且氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:5，镁过量系数为4.25。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，氢氧化镁乳液的质量浓度为1％，且氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:8，镁过量系数为1.36。

实施例5

本实施例与实施例2的不同之处在于，步骤(4)中，氢氧化镁乳液的质量浓度为0.2％，镁过量系数为0.68。

实施例6

本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:0.5，镁过量系数为0.85。

实施例7

本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤(2)稀硫酸溶液的pH值为2.5。

实施例8

本实施例与实施例1的不同之处在于，未进行步骤(2),直接将镍钴吸附IDA树脂采用质量浓度为300g/L的浓硫酸溶液进行酸解吸。

对比例1

本对比例与实施例1的不同之处在于，未进行步骤(4)～(5)，直接将氢基IDA树脂返回步骤(1)替换钠基IDA树脂继续进行预处理红土矿浆的镍离子以及钴离子的吸附处理。

对比例2

本对比例与实施例1的不同之处在于，步骤(4)采用质量浓度为10％的氢氧化钙乳液替换氢氧化镁乳液，钙过量系数为13.5。

试验例1

分别测定上述实施例1～8提供的镁基IDA树脂、对比例1～2提供的氢基IDA树脂或钙基IDA树脂对于钴离子和镍离子的吸附容量(mg/mL树脂)，结果如下表2所示。

此外，还分别测定上述实施例1～8提供的镁基IDA树脂、对比例1～2提供的氢基IDA树脂或钙基IDA树脂对于预处理红土矿浆吸附处理后得到的吸附后红土矿浆中的镍离子以及钴离子的浓度(mg/L)，结果如下表2所示。

表2

实施例9

本实施例提供了一种预处理红土矿过程料液的吸附方法，该预处理红土矿浆中主要金属的离子的浓度如下表3所示。

表3预处理红土矿过程料液主要金属的离子的浓度(mg/L)

该吸附方法具体步骤如下：

(1)将预处理红土矿过程料液通入钠基IDA树脂中过柱进行镍离子以及钴离子的吸附处理后筛分，得到镍钴吸附IDA树脂和吸附后红土矿浆；

(2)将镍钴吸附IDA树脂采用稀硫酸溶液洗涤，得到洗涤IDA树脂，该稀硫酸溶液的pH为2；

(3)将洗涤IDA树脂采用质量浓度为50g/L的浓硫酸溶液进行酸解吸，得到氢基IDA树脂；

(4)氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液混合进行镁皂转型后筛分得到镁基IDA树脂；其中，氢氧化镁乳液的质量浓度为1％，且氢基IDA树脂与氢氧化镁乳液的体积比为1:10，镁过量系数为1.7；

(5)将镁基IDA树脂返回步骤(1)替换钠基IDA树脂继续进行预处理红土矿过程料液的镍离子以及钴离子的吸附处理。

对比例3

本对比例与实施例9的不同之处在于，未进行步骤(4)～(5)，直接将氢基IDA树脂返回步骤(1)替换钠基IDA树脂继续进行预处理红土矿浆的镍离子以及钴离子的吸附处理。

对比例4

本对比例与实施例9的不同之处在于，步骤(4)采用质量浓度为10％的氢氧化钙乳液替换氢氧化镁乳液。

试验例2

如前试验例1分别测定上述实施例9提供的镁基IDA树脂、对比例4～6提供的氢基IDA树脂、钙基IDA树脂或钠基IDA树脂预处理红土矿浆吸附处理后得到的吸附后红土矿浆中的镍离子以及钴离子的浓度(mg/L)，结果如下表4所示。

表4

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本申请提供的氢氧化镁乳液作为皂化剂用于氢基IDA树脂皂化转型中，将氢基IDA树脂转型为镁基IDA树脂，该镁基IDA树脂用于含镍钴料液的吸附，在确保吸镍离子和钴离子高吸附容量的同时，还能够避免体系中出现沉淀，且同时能够用于搅拌工艺或过柱工艺，并易于进行树脂筛分，能够有效延长树脂的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。