一种氢氧化镍及其制备方法

技术领域

本申请涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种氢氧化镍及其制备方法。

背景技术

随着硫化镍矿资源日趋枯竭，高效开发占全球镍资源60％的红土镍矿日益迫切。红土镍矿的湿法冶炼普遍采用硫酸浸出，将Ni、Co、Mn、Al、Mg等金属提取至溶液中，再经过一系列除杂工艺得到初步净化的硫酸镍溶液；目前针对硫酸镍溶液中镍回收普遍采用氢氧化钠进行沉淀，但氢氧化钠碱度过高，在实际生产中容易造成沉淀槽中过碱现象，大部分杂质一并沉淀带入产品中，降低氢氧化镍中镍的主含量，同时存在沉淀物粒径小、过滤困难的缺点。

现有技术中有采用氧化镁进行沉淀生产氢氧化镍的报道，但是氧化镁成本高，导致氢氧化镍的生产成本高，不利于工业应用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种氢氧化镍及其制备方法，旨在解决现有氧化镁沉淀氢氧化镍成本高的问题。

为实现以上目的，本申请提供一种氢氧化镍的制备方法，包括：

红土镍矿经高压酸浸得硫酸镍溶液；

将低活性氧化镁使用球磨机湿磨处理得氧化镁浆液，湿磨过程球料体积比(30～50)：1，液固体积比(2～5)：1，湿磨时间0.5～3.0h；

在硫酸镍溶液中加入氧化镁浆液反应得沉镍浆料；

将沉镍浆料固液分离得沉镍后液和氢氧化镍滤饼；

将氢氧化镍滤饼进行干燥得氢氧化镍。

优选地，低活性氧化镁为活性-60和/或活性-40的活性氧化镁。

优选地，低活性氧化镁的吸碘值为40～80(mgI

优选地，在硫酸镍溶液中加入氧化镁浆液反应得沉镍浆料具体包括：

在硫酸镍溶液中加入氧化镁浆液调pH值为7.5～9.0，反应时间为1～5h。

优选地，pH值为7.5～8.0，反应时间为3～4h。

优选地，湿磨过程球料体积比(35～40)：1，液固体积比(4～5)：1，湿磨时间2.0～3.0h。

优选地，沉镍后液使用体积浓度15～50％的重金属捕捉剂处理。

优选地，重金属捕捉剂为复合有机物LD-1MS，复合有机物LD-1MS与沉镍后液中的Ni、Co和Mn质量比为(1.01～1.1)：1。

优选地，复合有机物LD-1MS与沉镍后液中的Ni、Co和Mn质量比为(1.01～1.05)：1。

本申请还提供一种氢氧化镍，采用上述的一种氢氧化镍的制备方法制备得到。

与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

本申请提供的氢氧化镍的制备方法沉镍碱源辅料采用低活性氧化镁，低活性氧化镁的成本只需2500元/吨，而高活性氧化镁的成本达到了4000～8000元/吨，通过湿磨预处理提高低活性氧化镁的活性，能够达到高活性氧化镁的沉镍效果，相比高活性氧化镁辅料，成本低廉、工艺流程简单、产品含镍高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。

图1为本发明的氢氧化镍的制备方法的流程示意图；

图2为本发明的氢氧化镍的制备方法的具体工艺流程示意图。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

本申请提供一种氢氧化镍的制备方法，请参阅图1和图2，包括：

第一步：红土镍矿经高压酸浸得硫酸镍溶液。

具体的，红土镍矿经破碎、洗矿、矿浆浓缩等步骤之后使用浓硫酸进行高压酸浸并中和除铁铝得到硫酸镍溶液，硫酸镍溶液中主要含有镍离子，以及一些钴离子和锰离子。

第二步：将低活性氧化镁使用球磨机湿磨处理得氧化镁浆液，湿磨过程球料体积比(30～50)：1，液固体积比(2～5)：1，湿磨时间0.5～3.0h。

具体的，活性氧化镁化学组成、物理形态等指标与普通氧化镁没有太大的区别，但活性氧化镁的部分指标与普通氧化镁要求不同，例如要有适宜的粒度分布，微观形态为不规则颗粒或近球形颗粒或片状晶体。本发明实施例的活性氧化镁符合HG/T 3928-2012标准。

具体的，本发明实施例的低活性氧化镁定义为HG/T 3928-2012标准中的“活性-60”和“活性-40”的活性氧化镁，低活性氧化镁例如可以为“活性-60”的活性氧化镁，或“活性-40”的活性氧化镁，或“活性-60”和“活性-40”的活性氧化镁。而HG/T 3928-2012标准中的“活性-80”、“活性-120”、“活性150”和“活性-180”的活性氧化镁为高活性氧化镁。

具体的，低活性氧化镁的吸碘值为40～80(mgI

本发明实施例中的低活性氧化镁的堆密度≤0.12g/mL，MgO≥92％。

低活性氧化镁的活性不如高活性氧化镁，但是低活性氧化镁价格与高活性氧化镁相比有较大优势，低活性氧化镁只需2500元/吨，高活性氧化镁的价格达到4000～8000元/吨，价格相差较大。

本申请的氢氧化镍制备方法采用低活性氧化镁沉镍，成本低廉，为了确保沉镍效果，通过预处理提高低活性氧化镁活性，使其能够达到高活性氧化镁的沉镍效果。

本申请的氢氧化镍制备方法采用球磨机湿磨处理提高氧化镁活性，湿磨过程球料体积比(30～50)：1，例如可以为(30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50)：1。

液固体积比(2～5)：1，例如可以为(2、2.1、2.2、2.3、2.5、2.8、2.9、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.3、4.6、4.7、4.8、4.9或5)：1。

湿磨时间0.5～3.0h，例如可以为(0.5、0.6、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.5、1.7、1.8、2.0、2.3、2.4、2.6、2.7、2.9或3.0)h。

优选地，湿磨过程球料体积比(35～40)：1，液固体积比(4～5)：1，湿磨时间2.0～3.0h。

本申请通过实验发现针对特定的球料比、液固比和磨料时间进行机械研磨活化低活性氧化镁，机械活化过程控制不当，该氧化镁的活性激发、沉镍效果会大大降低。并且采用机械研磨活化氧化镁不会添加改性剂，不会对氢氧化镍产品造成影响。

第三步：在硫酸镍溶液中加入氧化镁浆液反应得沉镍浆料。

具体的，在装有硫酸镍溶液的40～60℃沉淀槽中加入氧化镁浆液调节硫酸镍溶液pH值为7.5～9.0，稳定反应1～5h。

例如pH值可以为7.5、7.6、7.8、8.0、8.2、8.3、8.5、8.6、8.8、8.9或9.0，反应(1、2、3、4或5)h。

优选地，加入氧化镁浆液调节硫酸镍溶液pH值为7.5～8.0，反应时间为3～4h。

第四步：将沉镍浆料固液分离得沉镍后液和氢氧化镍滤饼。

具体的，沉镍浆料经压滤固液分离获得沉镍后液和氢氧化镍滤饼。

进一步地，沉镍后液使用体积浓度15～50％的重金属捕捉剂处理，重金属捕捉剂常用于工业废水和固废处理，能够与重金属离子强力螯合，分子量一般为几百，其螯合基团能够与重金属离子形成稳定且水不溶性的螯合沉淀，从而达到分离重金属离子的目的，从而回收沉镍后液中的重金属离子Ni、Co、Mn。重金属捕捉剂例如可以为复合有机物LD-1MS，复合有机物LD-1MS是一种复合有机硫混合物，购买自南京立诺维生物科技有限公司。

优选地，复合有机物LD-1MS与沉镍后液中的Ni、Co和Mn质量比为(1.01～1.1)：1。

更优选地，复合有机物LD-1MS与沉镍后液中的Ni、Co和Mn质量比为(1.01～1.05)：1。

第五步：将氢氧化镍滤饼进行干燥得氢氧化镍。

本申请提供的氢氧化镍的制备方法沉镍碱源辅料采用低活性氧化镁，低活性氧化镁的成本只需2500元/吨，而高活性氧化镁的成本达到了4000～8000元/吨，通过湿磨预处理提高低活性氧化镁的活性，能够达到高活性氧化镁的沉镍效果，相比高活性氧化镁辅料，成本低廉、工艺流程简单、产品含镍高。

本申请还提供一种氢氧化镍，采用上述的一种氢氧化镍的制备方法制备得到。

下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

红土镍矿经过高压酸浸中和除铁铝获得硫酸镍溶液成分见下表1所示。

表1待沉镍硫酸镍溶液成分表

将“活性-40”氧化镁(吸碘值66mgI

向装有硫酸镍溶液的沉镍槽中缓慢泵入氧化镁浆液，调节沉镍槽pH至7.5，稳定搅拌反应3h得沉镍浆料。

反应后沉镍浆料经压滤固液分离获得沉镍后液和氢氧化镍滤饼，氢氧化镍滤饼送往干燥工序，得到实施例1的氢氧化镍产品。

采用体积浓度20％的复合有机物LD-1MS与沉镍后液混合反应，LD-1MS与(Ni+Co+Mn)质量比＝1.03：1，反应后过滤获得滤渣、滤液，滤渣返回高压酸浸回用；滤液采用石灰乳沉镁，沉镁渣报废，沉镁液返回车间循环使用。

经检测，实施例1的“活性-40”氧化镁沉镍中沉镍率达到99.76％，(Ni+Co+Mn)综合回收率达到99.93％。

实施例2

针对实施例1的硫酸镍溶液。

将“活性-60”氧化镁(吸碘值69mgI

向装有硫酸镍溶液的沉镍槽中缓慢泵入氧化镁浆液，调节沉镍槽pH至8.0，稳定搅拌反应4h得沉镍浆料。

反应后沉镍浆料经压滤固液分离获得沉镍后液和氢氧化镍滤饼，氢氧化镍滤饼送往干燥工序，得到实施例2的氢氧化镍产品。

采用体积浓度30％的复合有机物LD-1MS与沉镍后液混合反应，LD-1MS与(Ni+Co+Mn)质量比＝1.04：1，反应后过滤获得滤渣、滤液，滤渣返回高压酸浸回用；滤液采用石灰乳沉镁，沉镁渣报废，沉镁液返回车间循环使用。

经检测，氧化镁沉镍中沉镍率达到99.81％，(Ni+Co+Mn)综合回收率达到99.96％。

对比例1

针对实施例1的硫酸镍溶液。

将“活性-40”氧化镁(吸碘值66mgI

向装有硫酸镍溶液的沉镍槽中缓慢泵入氧化镁浆液，调节沉镍槽pH至7.5，稳定搅拌反应3h得沉镍浆料。

反应后沉镍浆料经压滤固液分离获得沉镍后液和氢氧化镍滤饼，氢氧化镍滤饼送往干燥工序，得到对比例1的氢氧化镍产品。

采用体积浓度20％的复合有机物LD-1MS与沉镍后液混合反应，LD-1MS与(Ni+Co+Mn)质量比＝1.03：1，反应后过滤获得滤渣、滤液，滤渣返回高压酸浸回用；滤液采用石灰乳沉镁，沉镁渣报废，沉镁液返回车间循环使用。

经检测，氧化镁沉镍中沉镍率仅83.54％。证明氧化镁预处理需采用湿磨处理，干磨过程中物料与磨球粘结在一起，改性效果不好，干磨预处理不符合生产实际情况，且沉镍率较差。

对比例2

针对实施例1的硫酸镍溶液，使用“活性-80”氧化镁(吸碘值103mgI

向装有硫酸镍溶液的沉镍槽中缓慢泵入氧化镁浆液，调节沉镍槽pH至7.5，稳定搅拌反应3h得沉镍浆料。

反应后沉镍浆料经压滤固液分离获得沉镍后液和氢氧化镍滤饼，氢氧化镍滤饼送往干燥工序，得到对比例2的氢氧化镍产品。

采用体积浓度20％的复合有机物LD-1MS与沉镍后液混合反应，LD-1MS与(Ni+Co+Mn)质量比＝1.03：1，反应后过滤获得滤渣、滤液，滤渣返回高压酸浸回用；滤液采用石灰乳沉镁，沉镁渣报废，沉镁液返回车间循环使用。

经检测，“活性-80”氧化镁沉镍中沉镍率达到99.80％，但是“活性-80”氧化镁成本较高。对实施例1和对比例2的沉镍结果及辅料消耗进行对比，结果如表2所示。

表2实施例1和对比例2的沉镍结果及辅料消耗成本

根据表2的数据可知，采用本申请方法即使使用“活性-40”氧化镁的沉镍效果也与“活性-80”氧化镁的沉镍效果差别不大，但使用“活性-40”氧化镁的沉镍成本比“活性-80”氧化镁的沉镍成本更低。

对比例3

与实施例2的区别仅在于：沉镍后液不进行LD-1MS处理，直接采用石灰乳沉镁，沉镁渣报废，沉镁液返回车间循环使用，(Ni+Co+Mn)综合回收率为98.31％。

沉镍后液Ni、Co、Mn进入沉镁渣中，回收率较低，若沉镁渣返回高压酸浸系统，系统中会引入大量的钙、镁杂质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。