红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统的制作方法

1.本实用新型涉及镍矿领域，具体而言，涉及一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统。


背景技术：

2.红土镍矿湿法冶炼现行主流工艺为分步沉淀法，具体地，用硫酸浸出后，预中和除去多余的酸，然后分两步沉淀除去铁铝，再一段沉淀mhp作为产品，将剩余镍钴再次二段沉淀mhp返回浸出工序重新溶解，二段mhp沉淀后的精滤液与高压酸浸洗水、ccd浓密底流等工艺中其他废水一起进入尾渣中和槽，得到红土镍矿尾渣中和后液。向上述红土镍矿尾渣中和后液中加石灰乳沉淀除锰，过滤后，废液排海。
3.然而红土镍矿尾渣中和后液仍存在少量镍钴（镍含量为10~100mg/l，钴含量为5~50mg/l），这部分镍钴在后续的石灰乳沉淀处理中无法除去，不仅会对排海处生态造成潜在威胁，也是镍钴资源的浪费。因此，有必要提供一种针对红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统，可以有效去除镍钴，同时这部分镍钴资源还可以得到进一步利用。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统，以解决现有技术中无法除去红土镍矿尾渣中和后液中的少量镍钴，且该部分镍钴资源无法得到有效利用的问题。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统。系统包括：过滤单元，为颗粒床过滤器，颗粒床过滤器下部具有第一进料口，上部具有第一出料口，第一进料口用于通入红土镍矿尾渣中和后液；吸附单元，包括并联设置的至少三组吸附装置，各组吸附装置包括一个或多个串联设置的吸附柱，按物料流动顺序，将各组吸附装置中位于最上游的吸附柱作为首位吸附柱，最下游的吸附柱作为末位吸附柱，首位吸附柱的进口均与第一出料口相连；解吸剂供应单元，具有解吸剂出口，解吸剂出口分别与各首位吸附柱的进口相连；镍钴液接收单元，与各末位吸附柱的出口相连，且镍钴液接收单元的出口与各首位吸附柱的进口通过循环管路相连，循环管路上设置有循环泵体。
6.进一步地，吸附装置中包括1~2个吸附柱。
7.进一步地，吸附单元还包括第一缓冲槽；第一缓冲槽的进口与第一出料口相连，第一缓冲槽的出口与各首位吸附柱的进口相连。
8.进一步地，系统还包括：再生剂供应单元，具有再生剂出口，再生剂出口与各首位吸附柱的进口相连；水洗水供应单元，具有水洗水出口，水洗水出口与各首位吸附柱的进口相连。
9.进一步地，系统还包括：第二缓冲槽，设置在再生剂出口与首位吸附柱连接的管路上；第三缓冲槽，设置在水洗水出口与首位吸附柱连接的管路上；第四缓冲槽，设置在解吸
剂出口与首位吸附柱连接的管路上。
10.进一步地，镍钴液接收单元包括并联设置的第一镍钴槽及第二镍钴槽。
11.进一步地，系统还包括：再生液接收单元，与末位吸附柱的出口相连；水洗液接收单元，与末位吸附柱的出口相连。
12.本实用新型中，过滤单元先对红土镍矿尾渣中和后液进行过滤，能够有效地降低中和后液中的固体（诸如浸出渣、中和渣或砂石）含量，从而在后续吸附单元中更有效地避免了吸附柱堵塞，提高了吸附柱的效率，进而在现有吸附设备的基础上提高了镍钴的去除率。然后，利用吸附单元对上述过滤后液进行吸附处理，通过并联设置的至少三组吸附装置，可以进一步有效地去除红土镍矿尾渣中和后液中的镍钴。最后，通过解吸剂供应单元向吸附装置中通入解吸剂，并通过上述循环管路对吸附装置进行循环解吸，在较少解吸剂的用量下即可对吸附装置进行解吸。同时，多次循环解吸后的镍钴液在镍钴液接收单元中积累，至镍钴液中含镍浓度为10~50g/l、含钴浓度为1~5g/l，即可送入后续工序中进行镍钴回收。本实用新型通过上述系统，在吸附步骤中，可以更高效地去除红土镍矿尾渣中和后液中的镍钴，得到镍含量低于0.5ppm、钴含量低于0.5ppm的除镍钴后液。同时，在解吸步骤中，利用现有装置即可将镍钴进一步回收利用，且镍钴回收率较高。
附图说明
13.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
14.图1示出了本实用新型一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统示意图；以及
15.图2示出了本实用新型一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统示意图。
16.其中，上述附图包括以下附图标记：
17.10、过滤单元；20、吸附单元；30、解吸剂供应单元；40、镍钴液接收单元；50、再生剂供应单元；60、水洗水供应单元；70、再生液接收单元；80、水洗液接收单元；90、排海稀释槽；21、吸附装置；22、第一缓冲槽；31、第四缓冲槽；41、第一镍钴槽；42、第二镍钴槽；51、第二缓冲槽；61、第三缓冲槽。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
19.正如背景技术部分所描述的，现有技术中无法除去红土镍矿尾渣中和后液中的少量镍钴，且该部分镍钴资源无法得到有效利用。
20.为了解决这一问题，本实用新型提供了一种红土镍矿尾渣中和后液的除镍钴系统，如图1及图2所示，该系统包括过滤单元10、吸附单元20、解吸剂供应单元30及镍钴液接收单元40，过滤单元10为颗粒床过滤器，颗粒床过滤器下部具有第一进料口，上部具有第一出料口，第一进料口用于通入红土镍矿尾渣中和后液；吸附单元20包括并联设置的至少三组吸附装置21，各组吸附装置21包括一个或多个串联设置的吸附柱，按物料流动顺序，将各组吸附装置21中位于最上游的吸附柱作为首位吸附柱，最下游的吸附柱作为末位吸附柱，
首位吸附柱的进口均与第一出料口相连；解吸剂供应单元30具有解吸剂出口，解吸剂出口分别与各首位吸附柱的进口相连；镍钴液接收单元40与末位吸附柱的出口相连，且镍钴液接收单元40的出口与各首位吸附柱的进口通过循环管路相连，循环管路上设置有循环泵体。
21.过滤单元先对红土镍矿尾渣中和后液进行过滤，能够有效地降低中和后液中的固体（诸如浸出渣、中和渣或砂石）含量，从而在后续吸附单元中更有效地避免了吸附柱堵塞，提高了吸附柱的效率，进而在现有吸附设备的基础上提高了镍钴的去除率。然后，利用吸附单元对上述过滤后液进行吸附处理，通过并联设置的至少三组吸附装置，可以进一步有效地去除红土镍矿尾渣中和后液中的镍钴。最后，通过解吸剂供应单元向吸附装置中通入解吸剂，并通过上述循环管路对吸附装置进行循环解吸，在较少解吸剂的用量下即可对吸附装置进行解吸。同时，多次循环解吸后的镍钴液在镍钴液接收单元中积累，至镍钴液中含镍浓度为10~50g/l、含钴浓度为1~5g/l，即可送入后续工序中进行镍钴回收。本实用新型通过上述系统，在吸附步骤中，可以更高效地去除红土镍矿尾渣中和后液中的镍钴，得到镍含量低于0.5ppm、钴含量低于0.5ppm的除镍钴后液。同时，在解吸步骤中，利用现有装置即可将镍钴进一步回收利用，且镍钴回收率较高。
22.优选吸附装置21中包括1~2个吸附柱。这样，在较低能耗下即可更高效地去除红土镍矿尾渣中和后液中的镍钴。
23.优选地，吸附单元20还包括第一缓冲槽22；第一缓冲槽22的进口分别与第一出料口及解吸剂出口相连，第一缓冲槽22的出口与各首位吸附柱的进口相连。在吸附过程中，第一缓冲槽可以暂时储存过滤单元出来的过滤后液，将第一缓冲槽中的部分过滤后液依次通过第一组吸附装置、第二组吸附装置、第三组吸附装置，直至最后一组吸附装置。当每组吸附装置出液中镍浓度高于0.4ppm时，即记为此组吸附装置完成吸附，完成吸附后即可将除镍钴后液通过排海稀释槽90进行排海。具体地，待第一组吸附装置完成吸附后，切换阀门将第一缓冲槽中的部分过滤后液再通入第二组吸附装置，重复第一组吸附装置中的吸附步骤，依次开启后一组吸附装置对红土镍矿尾渣中和后液持续进行解吸。这样，可以更有效地控制每组吸附装置中的液体流入量，同时可以更有效地控制上述除镍钴后液镍含量低于0.5ppm、钴含量低于0.5ppm，进一步提高镍钴去除率。在解吸过程中，第一缓冲槽可以暂时储存解吸后的镍钴液，通过上述循环管路对每组吸附装置依次进行循环解吸，当每组吸附装置出液中镍浓度低于0.1ppm时，即记为此组吸附装置完成解吸。同时，每组吸附装置经多次循环解吸后的镍钴液在镍钴液接收单元中积累，更便于后续回收镍钴。
24.优选地，上述系统还包括再生剂供应单元50，其具有再生剂出口，再生剂出口与各首位吸附柱的进口相连；水洗水供应单元60，具有水洗水出口，水洗水出口与各首位吸附柱的进口相连。解吸后，通过再生剂供应单元向各吸附柱中通入再生剂，对吸附柱进行再生处理。再生后，通过水洗水供应单元向各吸附柱中通入软水，对吸附柱进行洗涤，去除多余的解吸剂及再生剂等溶于水的杂质。再生及水洗处理后的吸附柱可在吸附工序中继续循环使用，且仍然可以保持较高的吸附效率，连续性更佳。基于此，本实用新型的红土镍矿尾渣中和后液除镍钴系统可以循环使用，且能耗较低、工业应用前景更佳。在一种优选的实施方案中，当再生剂供应单元中oh-的浓度≤1mol/l时，可向其中补加一定量的碱，促使再生剂供应单元中oh-的浓度保持为≥1.5mol/l。
25.在一种优选的实施方案中，系统还包括第二缓冲槽51、第三缓冲槽61及第四缓冲槽31，第二缓冲槽51设置在再生剂出口与首位吸附柱连接的管路上；第三缓冲槽61设置在水洗水出口与首位吸附柱连接的管路上；第四缓冲槽31设置在解吸剂出口与首位吸附柱连接的管路上。基于此，可以将解吸剂、再生剂及水洗水先缓冲储存，便于后续控制进量，从而促使解吸、再生及洗涤过程更完全、吸附柱使用寿命更长、可长期用于红土镍矿尾渣中和后液除镍钴。这是本领域技术人员可根据自身需求所选择设置的，在此不多赘述。
26.在一种优选的实施方案中，镍钴液接收单元40包括并联设置的第一镍钴槽41及第二镍钴槽42。具体地，解吸步骤中，通过解吸剂供应单元提供解吸剂进第四缓冲槽，再进第一组吸附装置进行解吸，解吸后液进第一镍钴槽，通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第一组吸附装置循环解吸，直到第一镍钴槽中镍浓度达到10~50g/l、含钴浓度为1~5g/l，泵送一段沉镍钴工序。解吸剂再进第一组吸附装置进行解吸，解吸完全后，出液流入第二镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第二组吸附装置循环解吸，直到第二镍钴槽中镍钴浓度达到上述值后，泵送一段沉镍钴工序。解吸剂再进第二组吸附装置进行解吸，解吸完全后，出液流入第一镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第三组吸附装置循环解吸，直到镍钴液接收单元中镍钴浓度达到上述值后，泵送一段沉镍钴工序。解吸剂再进第二组吸附装置进行解吸，解吸完全后，出液流入第二镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第一组吸附装置循环解吸，直到镍钴液接收单元中镍钴浓度达到上述值后，泵送一段沉镍钴工序，以此类推，依次解吸后一组吸附装置。
27.为了进一步降低能耗，优选系统还包括：再生液接收单元70，其与末位吸附柱的出口相连；水洗液接收单元80，其与末位吸附柱的出口相连。可以将再生液收集在再生液接收单元70中，并通过泵打入再生剂提工单元循环使用。同样的，可将水洗液收集在水洗液接收单元80中，并通过泵打入水洗水供应单元循环使用。在一种优选的实施方案中，水洗液接收单元80还可与排海稀释槽90相连接，当循环多次后的水洗水条件不满足软水要求后可将其通过泵打入排海稀释槽使用，定期收集排海。
28.以下结合具体实施例对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本技术所要求保护的范围。
29.实施例1
30.采用图1系统对红土镍矿湿法冶炼尾渣中和后液（其中镍15ppm，钴7ppm）进行除镍钴。其中，吸附单元包括三组吸附装置，每组吸附装置中均包含1个吸附柱。颗粒床过滤器中填料为聚苯乙烯球（购于克拉玛尔），吸附柱高径比2；吸附柱中的吸附树脂为s930。步骤如下：
31.过滤步骤：将上述红土镍矿尾渣中和后液通过第一进料口通入过滤单元，得到固含0.5ppm的滤液。
32.吸附步骤：将上述滤液以3bv/h的速度进第一缓冲槽，再进第一组吸附装置，当第一组吸附装置出液镍浓度达0.42ppm时，切换阀门将上述滤液再进第二组吸附装置，当第二组吸附装置出液镍浓度达0.45ppm时，切换阀门将上述滤液进第三组吸附装置，当第三组吸附装置出液镍浓度达0.41ppm时，完成吸附。
33.解吸步骤：完成吸附后，通过解吸剂供应单元提供8%硫酸液进第四缓冲槽，再进第一组吸附装置进行解吸，解吸后液进第一镍钴槽，通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路
对第一组吸附装置循环解吸，直到第一镍钴槽中镍浓度达到10g/l、钴浓度达到2g/l，泵送一段沉镍钴工序。
34.解吸剂再进第一组吸附装置进行解吸，出液中镍浓度达0.08ppm，记为解吸完全，出液流入第二镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第二组吸附装置循环解吸，直到第二镍钴槽中镍浓度达到11g/l、钴浓度达到3g/l，泵送一段沉镍钴工序。
35.解吸剂再进第二组吸附装置进行解吸，出液中镍浓度达0.06ppm，记为解吸完全，出液流入第一镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第三组吸附装置循环解吸，直到镍钴液接收单元中镍浓度达到10.5g/l、钴浓度达到1.5g/l，泵送一段沉镍钴工序。
36.解吸剂再进第二组吸附装置进行解吸，出液中镍浓度达0.07ppm，记为解吸完全，出液流入第二镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第一组吸附装置循环解吸，直到镍钴液接收单元中镍浓度达到10.8g/l、钴浓度达到1.7g/l，泵送一段沉镍钴工序。
37.再生步骤：第一组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，泵打回再生剂提供单元循环3次。第二组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，打回再生剂提供单元循环3次。第三组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，打回再生剂提供单元循环3次。当再生剂提供单元中oh-的浓度低至0.9mol/l时，补加一定量的碱，补加后oh-的浓度为2mol/l。
38.镍的去除率为99.3%、钴的去除率为99.0%；镍的回收率为80%、钴的回收率为70%。
39.实施例2
40.采用图2系统对红土镍矿湿法冶炼尾渣中和后液（其中镍25ppm，钴8ppm）进行除镍钴。其中，吸附单元包括三组吸附装置，每组吸附装置中均包含2个吸附柱。颗粒床过滤器中填料为涤纶丝纤维球（购于河南万祥水处理材料有限公司），吸附柱高径比为7；吸附柱中的吸附树脂为tp272。步骤如下：
41.过滤步骤：将上述红土镍矿尾渣中和后液通过第一进料口通入过滤单元，得到固含0.3ppm的滤液。
42.吸附步骤：将上述滤液以10bv/h的速度进第一缓冲槽，再进第一组吸附装置，当第一组吸附装置出液镍浓度达0.4ppm时，切换阀门将上述滤液再进第二组吸附装置，当第二组吸附装置出液镍浓度达0.42ppm时，切换阀门将上述滤液进第三组吸附装置，当第三组吸附装置出液镍浓度达0.45ppm时，切换阀门将上述滤液进第四组吸附装置，当第四组吸附装置出液镍浓度达0.43ppm时，完成吸附。
43.解吸步骤：完成吸附后，通过解吸剂供应单元提供20%盐酸液进第四缓冲槽，再进第一组吸附装置进行解吸，解吸后液进第一镍钴槽，通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第一组吸附装置循环解吸，直到第一镍钴槽中镍浓度达到30g/l、钴浓度达到4g/l，泵送一段沉镍钴工序。
44.解吸剂再进第一组吸附装置进行解吸，出液中镍浓度达0.06ppm，记为解吸完全，出液流入第二镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第二组吸附装置循环解吸，直到第二镍钴槽中镍浓度达到36g/l、钴浓度达到6g/l，泵送一段沉镍钴工序。
45.解吸剂再进第二组吸附装置进行解吸，出液中镍浓度达0.08ppm，记为解吸完全，
出液流入第一镍钴槽，之后通过泵打回第一缓冲槽中，通过循环管路对第三组吸附装置循环解吸，直到镍钴液接收单元中镍浓度达到29g/l、钴浓度达到5g/l，泵送一段沉镍钴工序。
46.再生步骤：第一组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，泵打回再生剂提供单元循环3次。第二组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，打回再生剂提供单元循环3次。第三组吸附装置解吸完全后进氢氧化钾溶液再生。再生出液进再生液接收单元，打回再生剂提供单元循环3次。当再生剂提供单元中oh-的浓度低至0.5mol/l时，补加一定量的再生剂，补加后oh-的浓度为1.5mol/l。
47.镍的去除率为99.4%、钴的去除率为99.2%；镍的回收率为85%、钴的回收率为73%。
48.对比例1
49.和实施例1的区别仅在于红土镍矿尾渣中和后液未经过过滤单元。
50.镍的去除率为30%、钴的去除率为40%；镍的回收率为15%、钴的回收率为12%。
51.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。