专利名称：一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法
一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法技术领域
本发明属湿法冶金领域，具体涉及一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法。
背景技术：
有色金属铜矿山中伴生有金、银、钥、镍、钴等多种稀贵金属，在露天开采铜矿山的过程中，产生大量废石排入废石场，废石在降雨、空气及霉菌的作用下，产生大量含有铁、铜、金、银、钥、镍、钴等金属的酸性废水，经分析发现该酸性废水中含有浓度在0.004克/升左右的镍、钴等金属离子。目前，通常采用堆浸一萃取一电积工艺和化学硫化集成技术回收该酸性废水中的浓度较高的铜，而在该酸性废水中含量非常低的镍、钴等金属，传统工艺则无法回收。发明内容
本发明的目的是从多金属酸性废水中提取出低含量的镍、钴金属。
本发明的技术方案是:一种从多金属酸性废水中回收镍、钴金属的方法，包含以下工艺步骤: a、富集工艺步骤:以含有铁、铝、铜、镍、钴金属的酸性废水为原料，其酸性水中镍、钴含量不小于3.5毫克/升，酸性废水由泵加压至0.01-0.20兆帕斯卡进入酸性水过滤器，去除其中的悬浮颗粒杂质，然后顺压进入装有树脂的离子交换器进行离子交换反应；树脂吸附酸性水中镍、钴、铁、铝离子，酸性水流量控制在树脂体积的25-50倍/小时，当通过装有树脂的离子交换器的水量达到树脂体积的80-120倍时，停止酸性废水的注入；先用水对树脂进行脱洗，然后用质量百分比浓度6-16%的硫酸进行再生，在pH值为0.5-1的条件下，再生出金属镍、钴含量达到300毫克/升以上的金属镍、钴富集液，后用水对离子交换树脂进行冲洗，使装有树脂的离子交换器内PH值提高到3.0-4.0，恢复树脂的离子交换功能； b、预处理工艺步骤:将富集液通入除铁、除铝反应器，同时向除铁、除铝反应器中加入双氧水和碳酸钙粉，PH值控制在3.5-5.5，均匀搅拌0.5-1.5小时，再由泵加压进入压滤机压滤后的滤液为不含金属铁、铝离子的镍钴富集液；在压滤过程中，金属铁、铝离子与碳酸钙形成的氢氧化铁、氢氧化铝沉渣经两次压滤和一次冲洗； C、硫化工艺步骤:将预处理工艺步骤后的富集液通入镍钴回收反应器，加入碳酸钠粉末和质量百分比浓度15-38%的硫化物质溶液进行反应，同时均匀搅拌0.5-1.5小时，再镍钴混合浆料进入沉淀池 ，同时加入质量百分比浓度0.05-0.25%的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液用量为每升富集液量添加絮凝剂干粉l_5mg，进行混凝反应，重力流混合5-10分钟，混合后镍钴混合浆料进入中心进料式浓缩池进行固液分离，浓缩时间为2-4小时，浆料的质量百分比浓度5-30%，沉渣从浓缩池底部输出，并进行压滤处理；在压滤过程中，浓缩池的沉渣经压滤机进一步脱水，形成的滤饼便是碳酸镍钴和硫化镍钴产品；压滤后的滤液返回到镍钴浓缩池继续澄清。
为了获得更佳的使用效果，本发明还可以实施下列技术措施:1、富集工艺步骤中顺压进入装有酸性树脂的离子交换器的顺压差小于0.03兆帕斯卡。
2、富集工艺步骤中酸性树脂的离子交换器为WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器，WP-2阳离子酸性树脂是澳大利亚AMMTEC公司生产的硅胶聚胺复合材料。
3、预处理工艺步骤中压滤机滤布为500-1500目，压力0.3_0.8兆帕斯卡，时间1.0-4.0 小时。
4、硫化工艺步骤中碳酸钠粉末用量由镍钴回收反应器中的pH值控制，pH值控制为 5.0-5.8。
5、硫化工艺步骤中硫化物质溶液用量由镍钴回收反应器中的氧化还原电位值确定，氧化还原电位控制为0-100毫伏。
6、硫化工艺步骤中压滤机滤布为500-1500目，压力0.3-0.8兆帕斯卡，压滤时间1.0-4.0 小时。
7、硫化工艺中硫化物质为硫氢化钠、硫化钠、硫氢化钾、硫化钾的一种或几种的组八口 ο
8、硫化工艺中絮凝剂为无机絮凝剂、有机絮凝剂中的一种或多种组合，无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁；有机絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺的加碱水解物、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸。
本发明通过合理的工艺设计，使用常用化学药品和物理方法，将多金属酸性废水中的镍钴提取出来，减少了环境污染，并且能有效回收镍、钴等稀有金属资源；生产过程中工艺参数易于控制，不会产生新的环境污染。
具体实施方式
实施例一 一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，具体包含以下工艺方法步骤: a、富集工艺步骤:以含有铁、铝、铜、镍、钴金属的酸性废水为原料，其酸性水中镍、钴含量不小于3.5毫克/升，酸性废水由泵加压至0.2兆帕斯卡进入酸性水过滤器，去除其中的悬浮颗粒杂质，然后顺压，压差小于0.03兆帕斯卡，进入装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器，进行离子交换反应；树脂吸附酸性水中镍、钴、铁、铝离子，酸性水流量控制在树脂体积的25倍/小时，当通过装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器的水量达到树脂体积的120倍时，停止酸性废水的注入，先用水对树脂进行脱洗，然后用质量百分比浓度6%的硫酸进行再生，在PH值为0.8的条件下，再生出金属镍、钴含量达到300毫克/升以上的金属镍、钴富集液，后用水对离子交换树脂进行冲洗，使装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器内PH值提高到3.0，恢复装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换功能，装有WP-2阳离子酸性树脂经过“吸附-脱洗-再生-冲洗”即完成一个离子交换循环，然后进行下一个循环；离子交换后的废水进入水处理工艺，达标排放； b、预处理工艺步骤:富集工艺产生的富集液进入除铁、除铝反应器，同时向除铁、除铝反应器中加入双氧水和碳酸钙粉，pH值控制在3.5，双氧水使得二价亚铁离子转化为三价铁离子，同时均匀搅拌，搅拌0.5时后，由泵加压进入板框压滤机，滤布为1000目，压力0.3兆帕斯卡，时间1.0小时，压滤后的滤液为不含金属铁、铝离子的镍钴富集液；在压滤过程中，金属铁、铝离子与碳酸钙形成的氢氧化铁、氢氧化铝沉渣需两次压滤和一次冲洗，以充分回收沉渣中金属镍钴；压滤后的废渣进入废渣处理工艺，达标排放； C、硫化工艺步骤:经预处理工艺步骤后的富集液进入镍钴回收反应器，加入碳酸钠粉末、质量百分比浓度15%的硫氢化钠溶液与经预处理工艺步骤后的富集液中的镍钴金属进行反应，碳酸钠粉末用量由镍钴回收反应器中的pH值控制,pH值为5.0,硫氢化钠溶液用量由镍钴回收反应器中的氧化还原电位值确定，氧化还原电位控制为60-100毫伏，同时均匀搅拌，搅拌时间0.5小时，镍钴混合浆料进入沉淀池，同时加入质量百分比浓度0.05%的絮凝剂溶液，絮凝剂为氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺按质量比1:1:1混合，絮凝剂干粉用量按每升富集液添加3mg，进行混凝反应，重力流混合5分钟，镍钴混合浆料进入中心进料式浓缩池，进行固液分离，浓缩时间为2小时，浆料浓度5%，沉渣经浓缩后从浓缩池底部输出，进入板框压滤机，滤布孔径为1000目，压力0.3兆帕斯卡，时间1.0小时；在压滤过程中，浓缩池的沉渣经压滤机进一步脱水，形成的滤饼便是碳酸镍钴和硫化镍钴产品；压滤后的滤液返回到镍钴浓缩池继续澄清；浓缩池排出废水进入水处理工艺，达标排放。
实施例二 一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，具体包含以下工艺方法步骤: a、富集工艺步骤:以含有铁、铝、铜、镍、钴金属的酸性废水为原料，其酸性水中镍、钴含量不小于5.0毫克/升，酸性废水由泵加压至0.1兆帕斯卡进入酸性水过滤器，去除其中的悬浮颗粒杂质，然后顺压，压差小于0.02兆帕斯卡，进入装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器，进行离子交换反应；树脂吸附酸性水中镍、钴、铁、铝离子，酸性水流量控制在树脂体积的40倍/小时，当通过装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器的水量达到树脂体积的100倍时，停止酸性废水的注入，先用水对树脂进行脱洗，然后用质量百分比浓度8%的硫酸进行再生，在PH值为1.0的条件下，再生出金属镍、钴含量达到350毫克/升以上的金属镍、钴富集液，后用水对离子交换树脂进行冲洗，使装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器内PH值提高到3.5，恢复WP-2阳离子酸性树脂的离子交换功能，WP-2阳离子酸性树脂经过“吸附-脱洗-再生-冲洗”即完成一个离子交换循环，然后进行下一个循环；离子交换后的废水进入水处理工艺，达标排放； b、预处理工艺步骤:富集工艺产生的富集液进入除铁、除铝反应器，同时向除铁、除铝反应器中加入双氧水和碳酸钙粉，pH值控制在4.5，双氧水使得二价亚铁离子转化为三价铁离子，同时均匀搅拌，搅拌1.0时后，由泵加压进入板框压滤机，滤布为500目，压力0.5兆帕斯卡，时间2.0小时，压滤后的滤液为不含金属铁、铝离子的镍钴富集液；在压滤过程中，金属铁、铝离子与碳酸钙形成的氢氧化铁、氢氧化铝沉渣需两次压滤和一次冲洗，以充分回收沉渣中金属镍钴；压滤后的废渣进入废渣处理工艺，达标排放； C、硫化工艺步骤:经预处理工艺步骤后的富集液进入镍钴回收反应器，加入碳酸钠粉末、质量百分比浓度25%的硫化钠与硫化钾的混合溶液与经预处理工艺步骤后的富集液中的镍钴金属进行反应，硫化钠和硫化钾按质量比1:1混合，碳酸钠粉末用量由镍钴回收反应器中的pH值控制，pH值控制为5.5，硫化钠与硫 化钾的混合溶液用量由镍钴回收反应器中的氧化还原电位值确定，氧化还原电位控制为20-80毫伏，同时均匀搅拌，搅拌时间1.0小时，镍钴混合浆料进入沉淀池，同时加入质量百分比浓度0.15%的絮凝剂溶液，絮凝剂为氯化铝、硫酸铁、聚合硫酸铝、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙按质量比1:1:1:1:1:1混合，絮凝剂干粉用量按每升富集液添加lrng，进行混凝反应，重力流混合8分钟，混合后镍钴混合浆料进入中心进料式浓缩池，进行固液分离，浓缩时间为3小时，浆料浓度20%，沉渣经浓缩后从浓缩池底部输出，进入板框压滤机，滤布孔径为1500目，压力0.5兆帕斯卡，时间2.0小时；在压滤过程中，浓缩池的沉渣经压滤机进一步脱水，形成的滤饼便是碳酸镍钴和硫化镍钴产品；压滤后的滤液返回到镍钴浓缩池继续澄清；浓缩池排出废水进入水处理工艺，达标排放。
实例三 一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，具体包含以下工艺方法步骤: a、富集工艺步骤:以含有铁、铝、铜、镍、钴金属的酸性废水为原料，其酸性水中镍、钴含量不小于6.5毫克/升，酸性废水由泵加压至0.01兆帕斯卡进入酸性水过滤器，去除其中的悬浮颗粒杂质，然后顺压，压差小于0.03兆帕斯卡，进入装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器，进行离子交换反应；树脂吸附酸性水中镍、钴、铁、铝离子，酸性水流量控制在树脂体积的50倍/小时，当通过装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器的水量达到树脂体积的80倍时，停止酸性废水的注入，先用水对树脂进行脱洗，然后用质量百分比浓度16%的硫酸进行再生，在PH值为0.5的条件下，再生出金属镍、钴含量达到450毫克/升以上的金属镍、钴富集液，后用水对离子交换树脂进行冲洗，装有WP-2阳离子酸性树脂的离子交换器内PH值提高到4.0，恢复WP-2阳离子酸性树脂的离子交换功能，WP-2阳离子酸性树脂经过“吸附-脱洗-再生-冲洗”即完成一个离子交换循环，然后进行下一个循环；离子交换后的废水进入水处理工艺，达标排放； b、预处理工艺步骤:富集工艺产生的富集液进入除铁、除铝反应器，同时向除铁、除铝反应器中加入双氧水和碳酸钙粉，pH值控制在5.5，双氧水使得二价亚铁离子转化为三价铁离子，同时均匀搅拌，搅拌1.5时后，由泵加压进入板框压滤机，滤布为1500目，压力0.8兆帕斯卡，时间4.0小时，压滤后的滤液为不含金属铁、铝离子的镍钴富集液；在压滤过程中，金属铁、铝离子与碳酸钙形成的氢氧化铁、氢氧化铝沉渣需两次压滤和一次冲洗，以充分回收沉渣中金属镍钴；压滤后的废渣进入废渣处理工艺，达标排放； C、硫化工艺步骤:经预处理工艺步骤后的富集液进入镍钴回收反应器，加入碳酸钠粉末、质量百分比浓度38%的硫化钠、硫化钾与硫氢化钾的混合溶液与经预处理工艺步骤后的富集液中的镍钴金属进行反应，硫化钠、硫化钾和硫氢化钾按质量比1:1:1混合，碳酸钠粉末用量由镍钴回收反应器中的pH值控制，pH值控制为5.8，硫化钠、硫化钾与硫氢化钾的混合溶液用量由镍钴回收反应器中的氧化还原电位值确定，氧化还原电位控制为0-40毫伏，同时均匀搅拌；搅拌时间1.5小时，镍钴混合浆料进入沉淀池，同时加入质量百分比浓度0.25%的絮凝剂溶液，絮凝剂为硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸按质量比1:1:1:1:1:1:1混合，絮凝剂干粉用量按每升富集液添加5mg,进行混凝反应，重力流混合10分钟，混合后镍钴混合浆料进入中心进料式浓缩池，进行固液分离，浓缩时间为4小时，浆料浓度30%，沉渣经浓缩后从浓缩池底部输出，进入板框压滤机，滤布孔径为500目 ，压力0.8兆帕斯卡，压滤时间4.0小时；在压滤过程中，浓缩池的沉渣经压滤机进一步脱水，形成的滤饼便是碳酸镍钴和硫化镍钴产品；压滤后的滤液返回到镍钴浓缩池继续澄清；浓缩池排出废水进入水处理工艺，达标排放。
权利要求
1.一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，包含以下工艺步骤: a、富集工艺步骤:以含有铁、铝、铜、镍、钴金属的酸性废水为原料，其酸性水中镍、钴含量不小于3.5毫克/升，酸性废水由泵加压至0.01-0.20兆帕斯卡进入酸性水过滤器，去除其中的悬浮颗粒杂质，然后顺压进入装有树脂的离子交换器进行离子交换反应；树脂吸附酸性水中镍、钴、铁、铝离子，酸性水流量控制在树脂体积的25-50倍/小时，当通过装有树脂的离子交换器的水量达到树脂体积的80-120倍时，停止酸性废水的注入；先用水对树脂进行脱洗，然后用质量百分比浓度6-16%的硫酸进行再生，在pH值为0.5-1的条件下，再生出金属镍、钴含量达到300毫克/升以上的金属镍、钴富集液，后用水对离子交换树脂进行冲洗，使装有树脂的离子交换器内PH值提高到3.0-4.0，恢复树脂的离子交换功能； b、预处理工艺步骤:将富集液通入除铁、除铝反应器，同时向除铁、除铝反应器中加入双氧水和碳酸钙粉，PH值控制在3.5-5.5，均匀搅拌0.5-1.5小时，再由泵加压进入压滤机压滤后的滤液为不含金属铁、铝离子的镍钴富集液；在压滤过程中，金属铁、铝离子与碳酸钙形成的氢氧化铁、氢氧化铝沉渣经两次压滤和一次冲洗； C、硫化工艺步骤:将预处理工艺步骤后的富集液通入镍钴回收反应器，加入碳酸钠粉末和质量百分比浓度15-38%的硫化物质溶液进行反应，同时均匀搅拌0.5-1.5小时，再镍钴混合浆料进入沉淀池，同时加入质量百分比浓度0.05-0.25%的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液用量为每升富集液量添加絮凝剂干粉l_5mg，进行混凝反应，重力流混合5-10分钟，混合后镍钴混合浆料进入中心进料式浓缩池进行固液分离，浓缩时间为2-4小时，浆料的质量百分比浓度5-30%，沉渣从浓缩池底部输出，并进行压滤处理；在压滤过程中，浓缩池的沉渣经压滤机进一步脱水，形成的滤饼便是碳酸镍钴和硫化镍钴产品；压滤后的滤液返回到镍钴浓缩池继续澄清。
2.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述富集工艺步骤中顺压进入装有酸性树脂的离子交换器的顺压差小于0.03兆帕斯卡。
3.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述预处理工艺步骤中压滤机滤布为500-1500目，压力0.3-0.8兆帕斯卡，时间1.0-4.0小时。
4.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述硫化工艺步骤中碳酸钠粉末用量 由镍钴回收反应器中的pH值控制，pH值控制为5.0-5.8。
5.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述硫化工艺步骤中硫化物质溶液用量由镍钴回收反应器中的氧化还原电位值确定，氧化还原电位控制为0-100毫伏。
6.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述硫化工艺步骤中压滤机滤布为500-1500目，压力0.3-0.8兆帕斯卡，压滤时间1.0-4.0小时。
7.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述硫化工艺中硫化物质为硫氢化钠、硫化钠、硫氢化钾、硫化钾的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，其特征在于:所述硫化工艺中絮凝剂为无机絮凝剂、有机絮凝剂中的一种或多种组合。
全文摘要
本发明公开一种从多金属酸性水中回收镍钴的方法，包含以下工艺步骤a、富集以镍钴含量不小于3.5毫克/升的酸性废水为原料，经过滤后，进入装有离子交换器进行交换反应，经过离子交换循环，产生镍钴含量高于300毫克/升的镍钴富集液；b、预处理富集液中加入双氧水和碳酸钙粉，除去铁、铝等离子；c、硫化预处理后的富集液中加入碳酸钠与硫化物质，搅拌后进入沉淀池，加入絮凝剂后，经浓缩、压滤加工，产出碳酸镍钴和硫化镍钴产品。本发明通过合理的工艺设计，使用常用化学药品和物理方法，将多金属酸性废水中的镍钴提取出来，减少了环境污染，并且能有效回收镍、钴等稀有金属资源；生产过程中工艺参数易于控制，不会产生新的环境污染。
文档编号C22B23/00GK103173623SQ201310063510
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者兰秋平, 罗良德, 曹金荣 申请人:江西铜业股份有限公司