一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法和钴镍矿的冶炼方法与流程

1.本发明涉及湿法冶金领域，具体涉及一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法和钴镍矿的冶炼方法。


背景技术：

2.在氢氧化钴/氢氧化镍/氢氧化镍钴等镍钴原料中，都会有大量的铁元素存在，在浸出后，铁以fe
2+
的形式存在，需要将fe
2+
氧化成fe
3+
，然后再沉淀去除。这就要求需要寻找一个不能将钴镍氧化成三价，但是能将铁氧化成三价铁的氧化剂，现有工艺中，多采用双氧水或氯酸钠或二氧化锰进行氧化，双氧水与氯酸钠效果均很好，但是二者均属于危化品，受到重点监管，二氧化锰效果很好且不属于危化品，但是二氧化锰价格高昂，使用成本高。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法和钴镍矿的冶炼方法，本发明公开的技术方案的核心思路为钴镍原料伴有大量锰元素，可以利用氢氧化锰在空气中极易被氧化的性质制备氧化剂，氧化二价铁，该方案充分利用自有元素实现氧化，从源头上杜绝了危险化学品的使用，大大降低成本，不引入杂质，可以实现安全低成本生产。本发明具体包括以下内容：
4.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，除去铜、锌，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；然后向粗制硫酸锰溶液中继续加碱，固液分离，得到高价锰渣；最后将高价锰渣加入到钴镍矿冶炼浸出液中进行氧化反应，即可实现浸出液中二价铁的氧化。
5.优选的，所述得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液的具体方法为：向铜锰液中加碱至ph＝6-6.5，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液。
6.优选的，所述得到高价锰渣的具体方法为：向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5，同时向粗制硫酸锰溶液中通入空气，进行氧化反应，反应结束后过滤，得到高价锰渣。
7.优选的，所述得到高价锰渣的具体方法为：向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5，进行反应，反应结束后过滤，然后将得到的滤渣置于空气氛围中氧化，最终得到高价锰渣。
8.优选的，所述实现浸出液中二价铁的氧化的具体方法为：按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:(2-4)的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1-1.5、温度为60-70℃，进行氧化反应。
9.优选的，所述二价铁与高价锰渣的氧化反应时间为0.5-1h。
10.优选的，还包括将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，所述上清液中fe
2+
的浓度＜20mg/l。
11.一种钴镍矿的冶炼方法，采用本发明所述的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法氧化浸出液中的二价铁。
12.本发明的有益效果：
13.(1)本发明公开的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，调节ph至6-6.5，可将铜锰液中99％的铜、锌去除，过滤得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液。
14.(2)本发明公开的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，向含有锰钙的粗制硫酸锰溶液继续加碱沉淀至ph＝9-9.5，在加碱的过程中通入空气，在此过程中可将锰完全沉淀，沉淀过程中生成的氢氧化锰会迅速被空气氧化成高价态锰，过滤即得可氧化二价铁的高价锰渣，含钙废水则进入水处理车间。需要注意，在本发明公开的方法中，制备高价锰渣的过程中，亦可不通入空气，过滤得氢氧化锰渣可堆放在空气中氧化，氢氧化锰在空气中亦可被迅速氧化。
15.制备高价锰渣的反应方程式为：
16.mn
2+
+2oh-＝mn(oh)217.4mn(oh)2+o2＝4mno(oh)+2h2o
18.高价锰渣氧化二价铁反应方程式：
19.mno(oh)+fe
2+
+3h
+
＝fe
3+
+mn
2+
+2h2o
20.(3)采用本发明公开的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法处理后的浸出液中，fe
2+
的浓度＜20mg/l，符合生产要求。本发明公开的方法操作简单、生产方便，而且可以大幅提高生产的安全性，并能够降低生产成本。
附图说明
21.图1为本发明公开的钴镍矿的冶炼方法的工艺流程图。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
23.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，包括以下步骤：
24.(1)向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，至ph＝6-6.5(例如6.1、6.2、6.3、6.4等)，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；
25.(2)向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5(例如9.1、9.2、9.3、9.4等)，同时向粗制硫酸锰溶液中通入空气，进行氧化反应，反应结束后过滤，得到高价锰渣；或者向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5(例如9.1、9.2、9.3、9.4等)，进行反应，反应结束后过滤，然后将得到的滤渣置于空气氛围中氧化，最终得到高价锰渣；
26.(3)按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:(2-4)(例如1:2、1:2.2、1:2.3、1:2.5、1:3、1:3.5、1:3.8等)的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1-1.5(例如1.1、1.2、1.3、1.4等)、温度为60-70℃(例如62℃、64℃、66℃、68℃、69℃等)，进行氧化反应，反应时间为
0.5-1h(例如0.6h、0.7h、0.8h、0.9h等)，即可实现浸出液中二价铁的氧化；
27.(4)将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，所述上清液中fe
2+
的浓度＜20mg/l。需要注意的是，上述方法中所述铜锰液和浸出液均来自钴镍矿的湿法冶炼过程，具体来源参考附图1所示的工艺流程。
28.参考附图1，一种钴镍矿的冶炼方法，采用本发明所述的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法氧化浸出液中的二价铁。
29.实施例1
30.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，包括以下步骤：
31.(1)向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，至ph＝6，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；
32.(2)向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9，同时向粗制硫酸锰溶液中通入空气，进行氧化反应，反应结束后过滤，得到高价锰渣；
33.(3)按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:2的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1、温度为60℃，进行氧化反应，反应时间为0.5h，即可实现浸出液中二价铁的氧化；
34.(4)将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，经检测，本实施例处理后的上清液中fe
2+
的浓度为15mg/l。
35.实施例2
36.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，包括以下步骤：
37.(1)向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，至ph＝6.5，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；
38.(2)向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9.5，进行反应，反应结束后过滤，然后将得到的滤渣置于空气氛围中氧化，最终得到高价锰渣；
39.(3)按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:4的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1.5、温度为70℃，进行氧化反应，反应时间为1h，即可实现浸出液中二价铁的氧化；
40.(4)将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，经检测，本实施例处理后的上清液中fe
2+
的浓度为17mg/l。
41.实施例3
42.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，包括以下步骤：
43.(1)向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，至ph＝6.2，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；
44.(2)向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9.2，同时向粗制硫酸锰溶液中通入空气，进行氧化反应，反应结束后过滤，得到高价锰渣；
45.(3)按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:3的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1.2、温度为63℃，进行氧化反应，反应时间为0.7h，即可实现浸出液中二价铁的氧化；
46.(4)将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，经检测，本实施例处理后的上清液中fe
2+
的浓度为6mg/l。
47.实施例4
48.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，包括以下步骤：
49.(1)向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，至ph＝6.3，进行沉淀反应，反应完成后
过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；
50.(2)向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9.4，进行反应，反应结束后过滤，然后将得到的滤渣置于空气氛围中氧化，最终得到高价锰渣；
51.(3)按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:2.8的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1.3、温度为68℃，进行氧化反应，反应时间为0.8h，即可实现浸出液中二价铁的氧化；
52.(4)将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，经检测，本实施例处理后的上清液中fe
2+
的浓度为5mg/l。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，除去铜、锌，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；然后向粗制硫酸锰溶液中继续加碱，固液分离，得到高价锰渣；最后将高价锰渣加入到钴镍矿冶炼浸出液中进行氧化反应，即可实现浸出液中二价铁的氧化。2.根据权利要求1所述的一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，所述得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液的具体方法为：向铜锰液中加碱至ph＝6-6.5，进行沉淀反应，反应完成后过滤除去含铜、锌的沉淀，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液。3.根据权利要求1所述的一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，所述得到高价锰渣的具体方法为：向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5，同时向粗制硫酸锰溶液中通入空气，进行氧化反应，反应结束后过滤，得到高价锰渣。4.根据权利要求1所述的一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，所述得到高价锰渣的具体方法为：向粗制硫酸锰溶液中继续加碱至ph＝9-9.5，进行反应，反应结束后过滤得到氢氧化锰渣，然后将氢氧化锰渣置于空气氛围中氧化，最终得到高价锰渣。5.根据权利要求1-4任一项所述的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，所述实现浸出液中二价铁的氧化的具体方法为：按照二价铁与高价锰渣的质量比为1:(2-4)的比例向浸出液中加入高价锰渣，控制ph＝1-1.5、温度为60-70℃，进行氧化反应。6.根据权利要求5所述的一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，所述二价铁与高价锰渣的氧化反应时间为0.5-1h。7.根据权利要求1所述的一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法，其特征在于，还包括将氧化反应后的浸出液固液分离，得到铁渣和上清液，所述上清液中fe
2+
的浓度＜20mg/l。8.一种钴镍矿的冶炼方法，其特征在于，采用本发明权利要求1-7任一项所述的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法氧化浸出液中的二价铁。

技术总结
本发明公开了一种钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法和钴镍矿的冶炼方法，所述钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法包括以下步骤：向钴镍矿冶炼中产生的铜锰液中加碱，除去铜、锌，得到含有锰钙的粗制硫酸锰溶液；然后向粗制硫酸锰溶液中继续加碱，固液分离，得到高价锰渣；最后将高价锰渣加入到钴镍矿冶炼浸出液中进行氧化反应，即可实现浸出液中二价铁的氧化。采用本发明公开的钴镍矿冶炼中氧化二价铁的方法处理后的浸出液中，Fe


技术研发人员：卢重阳 许开华 熊莉 沈超峰 毕凡 朱丹丹
受保护的技术使用者：格林美（江苏）钴业股份有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/19