1.本发明属于镁矿石处理技术领域，具体涉及一种蛇纹石提纯镁的方法。
背景技术：
2.镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应用于汽车行业，以减重、节能、降低污染，改善环境。与塑料相比，镁合金具有重量轻、比强度高、减振性好、热疲劳性能好、不易老化，又有良好的导热性、电磁屏蔽能力强、非常好的压铸工艺性能，尤其易于回收等优点，是替代钢铁、铝合金和工程塑料的新一代高性能结构材料。
3.蛇纹石为橄榄石的蚀变产物，是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，其通式为mg3si2o5(oh)4，其结构为硅氧四面体和氢氧镁八面体结合而成的1:1型层状硅酸盐矿物。蛇纹石矿中含有34％以上的二氧化硅，36％以上的氧化镁，8％以上的氧化铁，另外还有0.7％左右的氧化钙及其它少量组分，是一种很有价值的矿物资源，其中氧化镁和二氧化硅的含量均超过了矿石总重量的1/3，如果能将这些蛇纹石进行适当处理，不仅可以解决废物堆积的问题，还可以得到用途广泛的金属镁等。
技术实现要素：
4.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
5.现有的专利申请cn113548683a公开了一种利用蛇纹石无废制备镁系和硅系材料的方法，通过酸浸取，将镁、硅进行初步分离，分别对含镁滤液进行结晶、复溶、沉淀等操作，得到高品位镁系物料。
6.现有的专利申请cn114686702a提出了一种蛇纹石常压硫酸浸出液一锅提纯镁的方法，将蛇纹石硫酸常压酸浸的浸出液进行一锅三段反应处理，随后固液分离，得到纯化的镁溶液。
7.现有的技术通过酸浸的方法处理蛇纹石制备得到镁金属，经过酸浸处理后镁和其他金属进入浸出液，加入中和剂调节ph，可实现大部分铁、铝、铬的分离，但是难以实现镍、钴、锰的分离，用于后续镁产品制备时会影响产品的纯度。
8.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种蛇纹石提纯镁的方法，该方法能够有效实现蛇纹石浸出液中镍、钴、锰与镁的分离，实现高镁溶液深度提纯。
9.本发明实施例的一种蛇纹石提纯镁的方法，包括以下步骤：
10.(1)将蛇纹石经磨矿后进行酸浸，过滤得到浸出液；
11.(2)在所述步骤(1)得到的浸出液中加入中和剂，固液分离后得到中和后液；
12.(3)将所述步骤(2)得到的中和后液通入离子交换树脂吸附系统进行吸附处理，得到吸附后树脂和吸附后高镁溶液。
13.本发明实施例的蛇纹石提纯镁的方法带来的优点和技术效果，1、本发明实施例
中，向浸出液中加入中和剂，通过调节浸出液的ph使铁、铝、铬生成沉淀进而被有效的分离出来；2、本发明实施例中，通过离子交换树脂吸附系统能实现镍、钴、锰与镁的有效分离，实现高镁溶液的深度提纯；3、本发明实施例中，该方法简单易操作，便于在工业生产中的推广应用。
14.在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述酸浸采用的酸为硫酸和盐酸中的任意一种。
15.在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述中和剂包括氢氧化钠、石灰乳、氧化镁乳液中的至少一种，所述中和剂的加入量以将浸出液的ph调节至3～5为准。
16.在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述离子交换树脂为ida树脂。
17.在一些实施例中，所述吸附系统为单柱或多柱串联系统。
18.在一些实施例中，所述吸附处理的过柱速率为1-3bv/h。
19.在一些实施例中，所述步骤(3)中，向所述吸附后树脂中通入稀酸洗涤共吸附的镁，得到洗涤后树脂和富镁洗涤后液，优选地，将所述富镁洗涤后液返回至步骤(1)中进行酸浸。
20.在一些实施例中，所述稀酸包括15-20g/l的硫酸或10-15g/l的盐酸。
21.在一些实施例中，向所述洗涤后树脂中通入高酸解吸镍、钴、锰，得解吸后树脂和镍、钴、锰混合溶液。
22.在一些实施例中，所述高酸包括浓度不低于50g/l的硫酸或浓度不低于37g/l的盐酸。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.本发明实施例的一种蛇纹石提纯镁的方法，包括以下步骤：
25.(1)将蛇纹石经磨矿后进行酸浸，过滤得到浸出液；
26.(2)在所述步骤(1)得到的浸出液中加入中和剂，固液分离后得到中和后液；
27.(3)将所述步骤(2)得到的中和后液通入离子交换树脂吸附系统进行吸附处理，得到吸附后树脂和吸附后高镁溶液。
28.本发明实施例的蛇纹石提纯镁的方法，向浸出液中加入中和剂，通过调节浸出液的ph使铁、铝、铬生成沉淀进而被有效的分离出来；通过离子交换树脂吸附系统能实现镍、钴、锰与镁的有效分离，实现高镁溶液的深度提纯；该方法简单易操作，便于在工业生产中的推广应用。
29.在一些实施例中，优选地，所述步骤(1)中，所述酸浸采用的酸为硫酸和盐酸中的任意一种。进一步优选地，所述酸为盐酸时，在所述吸附后高镁溶液中依次加入硫酸镁、氯化钡，固液分离得深度提纯镁液；其中，硫酸镁根据钙离子含量等摩尔加入，氯化钡根据硫酸根离子含量等摩尔加入。本发明实施例中使用盐酸或硫酸能够将蛇纹石中的金属充分进行溶解，有利于提高镁的纯度；当使用的酸为盐酸时，依次加入硫酸镁、氯化钡能够分别沉淀除去液相中的钙和硫酸根，得到深度提纯镁液。
30.在一些实施例中，优选地，所述步骤(2)中，所述中和剂包括氢氧化钠、石灰乳、氧
化镁乳液中的至少一种，所述中和剂的加入量以将浸出液的ph调节至3～5为准。本发明实施例中，在浸出液中加入碱性中和剂能够使铁、铝、铬形成沉淀，分离出来，进一步优选中和剂的加入量，有利于充分去除铁、铝、铬，且不在浸出液中引入新的杂质元素。
31.在一些实施例中，优选地，所述步骤(3)中，所述离子交换树脂为ida树脂。进一步优选地，所述吸附系统为单柱或多柱串联系统。再优选地，所述吸附处理的过柱速率为1-3bv/h。本发明实施例中，优选了离子交换树脂的种类，有利于有选择性的吸附中和后液中的镍、钴、锰，并进一步限定了吸附过柱速率，进而使镍、钴、锰的吸附进行的更加充分，实现与镁的有效分离，进一步提高镁溶液的纯度。
32.在一些实施例中，优选地，所述步骤(3)中，向所述吸附后树脂中通入稀酸洗涤共吸附的镁，得到洗涤后树脂和富镁洗涤后液，优选地，将所述富镁洗涤后液返回至步骤(1)中进行酸浸。进一步优选地，所述稀酸包括15～20g/l的硫酸或10～15g/l的盐酸。本发明实施例中，用稀酸洗涤吸附后树脂中吸附的镁得到富镁洗涤后液，并将富镁洗涤后液返回至步骤(1)中进行酸浸处理，能够使镁的回收率高于95％。
33.在一些实施例中，优选地，向所述洗涤后树脂中通入高酸解吸镍、钴、锰，得解吸后树脂和镍、钴、锰混合溶液。进一步优选地，所述高酸包括浓度不低于50g/l的硫酸或浓度不低于37g/l的盐酸。本发明实施例中，使用高酸对洗涤后树脂进行解吸处理，以使镍、钴、锰从树脂中解吸出来，对镍、钴、锰进行回收。
34.在一些实施例中，优选地，在所述镍、钴、锰混合溶液中加入中和剂沉淀或萃取分离后分别回收利用。进一步优选地，在所述解吸后树脂中通入软水进行洗涤。本发明实施例中，对镍、钴、锰进行回收利用，提高了蛇纹石的利用价值。此外，将解吸后树脂利用软水进行洗涤，洗掉残留的酸之后可以返回到步骤(2)中的吸附工序重复使用，降低了工业生产的成本。
35.下面结合具体的实施例，对本发明进行详细说明。
36.实施例1
37.(1)蛇纹石经磨矿后用盐酸浸出，浸出液成分如下表1所示：
38.表1.蛇纹石硫酸浸出液成分(mg/l)
39.mgcomnnicafealcr5551432.62134.95266.023497.5452333062189
40.(2)在得到的浸出液中加入氧化镁乳液，调节ph＝4.2，使铁、铝、铬形成沉淀，固液分离后得到中和后液，中和后液的成分如下表2所示。
41.表2.中和后液成分(mg/l)
42.mgcomnnica5551032.62134.95266.023497.5
43.(3)将中和后液通入3级串联的ida离子交换树脂吸附系统，吸附过柱速率为1bv/h，除去镍、钴、锰等，得到吸附后高镁溶液，吸附后高镁溶液的成分如下表3所示。
44.表3.吸附后液成分(mg/l)
45.mgcomnnica55503＜0.1＜0.1＜0.13495
46.(4)向吸附后高镁溶液中加入与钙离子等摩尔量的硫酸镁，再加入与硫酸根离子等摩尔量的氯化钡，分别沉淀除去液相中的钙和硫酸根，得到深度提纯镁液，深度提纯镁液的成分如下表4所示。
47.表4.深度提纯镁液成分(mg/l)
48.mgcomnnica54518＜0.1＜0.1＜0.1＜0.1
49.(5)吸附后树脂通入10g/l的稀盐酸洗涤共吸附的镁，得到洗涤后树脂和富镁洗涤后液，富镁洗涤后液成分如下表5所示，返回步骤(1)蛇纹石酸浸工序。
50.表5.富镁洗涤后液成分(mg/l)
51.mgcomnnica358123＜0.1
52.(6)向洗涤后树脂中通入40g/l的盐酸进行解吸，得到解吸后树脂和镍、钴、锰的混合溶液，镍、钴、锰混合溶液的成分如下表6所示。
53.表6.镍、钴、锰的混合溶液成分(mg/l)
54.comnni30112202538
55.(7)向解析后树脂中通入软水洗去残余的酸，以返回吸附工序重复使用。
56.(8)镍、钴、锰混合溶液依次经p204、p507进行萃取，分离后分别回收利用。
57.本实施例中，经计算镁的回收率为98.2％，ni回收率为98.1％，co回收率为99.0％，mn回收率为95.4％。
58.实施例2
59.该实施例与实施例1的操作步骤相同，不同之处仅在于步骤(3)中使用的是单柱吸附系统，吸附过柱速率为3bv/h，吸附除去镍、钴、锰等，得到吸附后高镁溶液，吸附后高镁溶液的成分如下表7所示。
60.表7.吸附后液成分(mg/l)
61.mgcomnnica55481＜0.1＜0.1＜0.13276
62.本实施例中，经计算镁的回收率为99.9％，ni回收率为96％，co回收率为97％，mn回收率为84％。
63.实施例3
64.该实施例与实施例1的操作步骤相同，不同之处仅在于步骤(5)中向吸附后树脂中通入15g/l的稀盐酸洗涤共吸附的镁，得到洗涤后树脂和富镁洗涤后液，富镁洗涤后液成分如下表8所示，返回步骤(1)蛇纹石酸浸工序。
65.表8.富镁洗涤后液成分(mg/l)
66.mgcomnnica67184425＜0.1
67.本实施例中，经计算镁的回收率为97.3％，ni回收率为97％，co回收率为98％，mn回收率为88％。
68.实施例4
69.该实施例与实施例1的操作步骤相同，不同之处仅在于步骤(5)中向吸附后树脂中通入25g/l的稀盐酸洗涤共吸附的镁，得到洗涤后树脂和富镁洗涤后液，富镁洗涤后液成分如下表9所示，富镁洗涤后液返回步骤(1)蛇纹石酸浸工序。
70.表9.富镁洗涤后液成分(mg/l)
71.mgcomnnica542438534＜0.1
72.本实施例中，经计算镁的回收率为95％，ni回收率为60％，co回收率为58％，mn回收率为43％。
73.实施例5
74.该实施例与实施例1的操作步骤相同，不同之处在于取消步骤(5)，向吸附后树脂中直接通入40g/l的盐酸进行解吸，得到解吸后树脂和镍、钴、锰的混合溶液，镍、钴、锰混合溶液的成分如下表10所示。
75.表10.镍、钴、锰的混合溶液成分(mg/l)
76.comnnimg301122025381304
77.本实施例中，经计算镁的回收率为73％，ni回收率为98.1％，co回收率为99.0％，mn回收率为95.4％。
78.对比例1
79.该对比例与实施例1的操作步骤相同，不同之处仅在于步骤(3)中使用的离子交换树脂中的树脂为阴离子树脂，除去镍、钴、锰等，得到吸附后高镁溶液，吸附后高镁溶液的成分如下表11所示。
80.表11.吸附后液成分(mg/l)
81.mgcomnnica5551032.62134.95266.023497.5
82.本对比例中，采用阴离子树脂作为离子交换树脂，无法将中和液中的镍钴锰与镁分离，无法实现高镁溶液的深度提纯。
83.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
84.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。