蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法

蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法
【专利摘要】本发明涉及蛇纹岩的综合利用，具体涉及蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法。蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，包括蛇纹岩原矿的预处理、酸解工序、除铁工序、除镍工序、共沉淀工序等步骤，分离提纯出氢氧化镁、白炭黑、草酸亚铁等产品。本发明的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法工艺成熟，节约成本，不污染环境，产品质量佳。
【专利说明】蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蛇纹岩的综合利用，具体涉及蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法。
【背景技术】
[0002]我国蛇纹岩资源储量丰富，蛇纹岩中富含氧化镁、二氧化硅等成分，有些蛇纹岩中还含有一定量的贵重金属，如镍、钯等，具有较高的综合开发利用价值。蛇纹岩主要用于制造化肥、耐火材料、生产铸石或作岩棉的辅助材料，造成有价元素资源的极大浪费。随着技术的进步及人们对资源重视的意识提高，提取蛇纹岩中的有价元素制备化工产品逐渐成为发展趋势，但现有工艺技术中也存在着镁硅分离不完全、有效成分利用率不高、原材料消耗量较大、经济效益不佳等问题，有待突破。
[0003]目前我国的蛇纹岩综合利用技术主要工艺为:用硫酸酸浸蛇纹岩矿粉，镁等可溶性成分进入酸溶液中，硅变成为活性二氧化硅保留于酸浸滤饼中，酸浸滤液经沉淀、提纯后加入氨水或者碳铵形成氢氧化镁或碱式碳酸镁，经煅烧制得轻质氧化镁；酸浸滤饼经过碱解、调节pH等工序得到白炭黑。此技术也仅仅局限于实验室试验研究及学术层次的探讨，并未形成成熟的工业化技术。[0004]合肥工业大学对此工艺技术在实验室研究方面较为成熟，但是也没有意识到工业
化中可能出现的关键技术问题。如很多文献中所介绍的，酸解过程一味的追求氧化镁的浸
出率而加入活化剂和过量的硫酸:活化剂最终会滞留于溶液中，如果外排则会对环境造成
极大的危害；过量的硫酸则会导致后续净化除杂及最终盐溶液回收处理成本增高，造成原
材料的大量浪费。其次，在净化除铁工序中大多采用氧化水解法，此方法用碱性溶液调节
pH,使三价铁形成氢氧化铁沉淀时会造成局部浓度过碱而形成的氢氧化镁沉淀，夹带在除
铁渣中造成严重的镁损失，且渣量大、难过滤、处理难度高。再次，开发的产品技术含量不
高或质量不稳定，如大多数为纯度不高的氧化镁、二氧化硅或普通白炭黑，不能产生经济效.、
Mo
[0005]蛇纹石是一种多元素硅酸盐类矿物，在以无机酸对其进行处理时，分解难度较大，一次浸取率只有60%左右。目前的提高分解率的方式主要有三种:一是高温活化法，即对原矿进行焙烧，使矿石晶体结构发生变化，提高化学反应活性；二是物理活化法，即对原矿进行粉碎，使原矿转化为粉体并达到一定细度，以增加原矿的比表面积，提高反应活性；三是化学活化法，即向反应体系加入某化学助剂，以提高原矿的化学反应活性。
[0006]实践证明:高温活化法不仅耗费大量热能，对环境也造成极大污染，更重要的是此种预处理方式很难达到理想的效果；鉴于化学助剂较昂贵，且通过实践证明使用化学助剂会使其一直存在在溶液中，增大废液的处理难度，且外排会对周围环境和人身健康造成极大危害。
[0007]据大量文献，蛇纹岩除铁工艺几乎全部采用氧化水解法。此法的缺点是用碱液调节PH值时会因局部浓度过碱而形成氢氧化镁沉淀，造成大量的镁损失。水解法除铁溶液的PH值控制要求较高，因此产生的氢氧化铁物性较差，为胶体状难以过滤，且渣量极大，不利于处理。
[0008]由于技术因素，由蛇纹石生成的产品主要为氧化镁和普通白炭黑，存在纯度不高、白度不够等问题。
[0009]如何充分开发利用蛇纹岩，生成市场前景好的高附加值产品，降低成本，环保节能，成为亟需解决的重要问题。

【发明内容】

[0010]本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种从蛇纹岩中分离提纯有价元素的方法。
[0011]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，包括以下步骤:
[0012]1、蛇纹岩原矿进行清洗、粗碎、细碎、粉碎等预处理，所获粉体细度为120~160目；
[0013]2、酸解工序:将符合要求的蛇纹岩粉体1000Kg送入一级酸解槽，与二级酸解液混合，加水至液固比为2~6: 1，在搅拌下加热至60~95°C与100~500L浓硫酸反应I~6h后，当反应料浆pH值稳定在0.5~3.0时，反应结束；料浆经过滤后，滤液为一级酸解液，进入下步工序，滤渣经洗涤后送入二级酸解槽，加浓硫酸50~300L，在与一级酸解相同的环境下进行二级酸解；二级酸解后的滤液返回一级酸解槽循环利用，滤渣用于制备白炭
里.，
[0014]3、除铁工序:检测一级酸解液中的硫酸铁和硫酸亚铁含量，计算后加入I~5倍理论量的氧化剂，使二价铁完全转化成三价铁，加入0.5~3倍理论量的硫酸钠，加热至50~95°C后缓慢加入碳酸钠溶液，调节至pH为3.0~6.0，反应完全。此时物料中生成黄色沉淀物，即为黄钠铁矾，过滤后黄钠铁矾渣用于制备铁产品，滤液进入下一步工序；
[0015]4、除镍工序:检测除铁后滤液中的硫酸镍含量，计算后加入I~10倍理论量的沉淀剂，加热至60~90°C反应0.5~4h后过滤，滤渣为镍精矿，用于制备镍产品，滤液到下一步工序；
[0016]5、共沉淀工序:除镍后滤液加入沉淀剂,调节pH值至6.0~10.0,加热至40~90°C反应半小时后过滤，此时滤液即为纯净的硫酸镁溶液，用于制备氢氧化镁。
[0017]所述酸解工序所得二级酸解滤渣经洗涤后按固液比1: 2~6加入水，根据滤渣的量计算出氢氧化钠的加入量，氢氧化钠的加入量为理论量的60~150%，加热至60~950C，反应0.5~6小时后反应结束，过滤得到滤液，加入浓硫酸，调节pH稳定在4.0~8.0之间，过滤后滤渣经洗涤干燥得到白炭黑。
[0018]所述除铁工序所得黄钠铁矾渣洗涤后按固液比1: 2~6加入水中，加入I~3倍理论量的浓硫酸，加热至50~90°C，反应0.5~6小时后反应结束，过滤得到滤液；检测滤液中的硫酸铁含量，加入I~3倍理论量的还原铁粉，加热至60~95°C，反应2~8小时后，所有的三价铁还原为二价铁，再次过滤后检测滤液中的硫酸亚铁含量，根据计算加入理论量80~120%、浓度为60-150g/L的草酸溶液，温度为40~90°C，反应2~8小时后过滤，滤渣洗涤后干燥即得到草酸亚铁产品。
[0019]检测除杂后硫酸镁溶液中硫酸镁的含量，计算后加入I~5倍理论量的氨水，在40~90°C反应2~6小时后过滤,滤洛经洗漆干燥后包装即为氢氧化镁产品。
[0020]所述除铁工序中氧化剂选自双氧水、硝酸钾、次氯酸钠、氯酸钠、高锰酸钾或氯气。
[0021]所述沉淀剂选自氢氧化物、硫化物、氧化物或弱碱性物质。
[0022]本发明的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，与现有技术相比，具有以下优势:
[0023]1、采用两级酸解、不加入活化剂、酸解液循环的方案，根据一级酸解渣矿石中各元素分析结果，二级酸解加酸稍过量，二级酸解液循环入第一级酸解，始终控制进入除铁工序的一次酸解液PH稳定在一定范围值之内。经中试试验，按上述工艺且不加活性剂，蛇纹岩各有价元素分解率均达到99%以上，不仅节约活化剂的成本，也为下一步除铁做了极好的基础准备工作。
[0024]2、采用黄钠铁矾法除铁工艺具有除铁效率高(达到98%以上)、渣量少(为氧化水解法的15%左右)、镁、镍带损率低(可控制在0.5%以内)等优势。这种工艺有利于对原料中的镁、镍资源的综合利用，有利于草酸亚铁产品的制备。
[0025]3、由于 蛇纹岩中含有微量重金属杂质，已知文献中并没有详细的介绍除杂的方法，只是简单的除去铁、镍，这样就造成硫酸镁溶液含有大量杂质，以此生产的氢氧化镁在纯度和白度上必然大受影响，产品质量不佳。本发明对除镍后溶液进行多级除杂，使溶液转化为纯净的硫酸镁溶液后方制备出高纯度的氢氧化镁等镁产品。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例详细介绍本发明的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法的技术方案。
[0027]实施例1 一种蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，包括以下步骤:
[0028]1、蛇纹岩原矿进行清洗、粗碎、细碎、粉碎等预处理:控制原矿块径在100~250mm之间，然后将原矿投入粗碎工序；粗碎工序产出的矿粒粒径在40~IOOmm之间，进行细碎工序处理，产出的矿粒粒径为25~60mm，然后进入球磨工序；经球磨工序细磨处理，所获粉体细度为120目；
[0029]2、酸解工序
[0030]将符合要求的蛇纹岩粉体1000Kg送入一级酸解槽，与二级酸解液混合，加水至液体体积为4500L，在搅拌下加热至65°C与100L浓硫酸(浓度为95~105%)反应6h后，当反应料浆PH值稳定在0.5~3.0时，反应结束；料浆经过滤后，滤液为一级酸解液，进入下步工序，滤渣经洗涤后送入二级酸解槽，加浓硫酸300L，在与一级酸解相同的环境下进行二级酸解；二级酸解后的滤液返回一级酸解槽循环利用，滤渣经洗涤后用于制备白炭黑；
[0031]3、除铁工序
[0032]检测一级酸解液中的硫酸铁和硫酸亚铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，计算后加入理论量5倍的氧化剂氯酸钠(NaC103+6FeS04+3H2S04 = 3Fe2 (S04) 3+NaCl+3H20,溶液体积已知，溶液中硫酸亚铁的含量通过检测可得，根据化学式可算出氯酸钠的理论量)，使二价铁完全转化成三价铁，加入理论量 3 倍的硫酸钠(3Fe2 (SO4) 3+Na2S04+12H20 = Na2 [Fe6 (SO4) 4 (OH) 12] +6H2S04,溶液体积已知，溶液中硫酸铁含量通过检测可得，根据化学式计算出硫酸钠的理论量)，加热至55°C后缓慢加入碳酸钠溶液，调节至pH为4.0左右，反应完全。此时物料中生成黄色沉淀物，即为黄钠铁矾，过滤后黄钠铁矾渣用于制备铁产品，滤液进入下一步工序；
[0033]4、除镍工序
[0034]检测除铁后滤液中的硫酸镍含量，硫酸镍检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的氧化镍的分析方法，折算为硫酸镍；计算后加入理论量3倍的沉淀剂硫化钠(Na2S+NiS04 = NiS丨+Na2SO4,硫酸镍含量可测,溶液量已知,通过计算可得硫化钠理论量)，加热至60V反应4h后过滤，滤渣为镍精矿，制备镍产品，滤液到下一步工序；
[0035]5、共沉淀工序
[0036]除镍后滤液加入沉淀剂硫化钠，调节pH值至7.0左右，加热至60°C反应半小时后过滤，此时滤液即为纯净的硫酸镁溶液，进入下一步工序制备氢氧化镁；
[0037]6、制备氢氧化镁
[0038]检测除杂后溶液硫酸镁的含量，硫酸镁检测参照GB/T26568~2011农业用硫酸镁的分析方法；计算后加入理论量5倍的液氨(MgS04+2NH3 ^H2O = Mg(OH)2丨+(NH4)2SO4,溶液体积已知，溶液中硫酸镁含量可测，根据化学式计算出液氨的理论量)，在50°C反应5小时后过滤，滤渣经洗涤干燥后包装即为氢氧化镁产品。经以上工序制备出的氢氧化镁纯度达到99.5%以上，白度98以上。[0039]7、制备白炭黑:
[0040]二级酸解滤渣经洗涤后按固液比1: 3加入一定量的水，根据滤渣的量计算出氢氧化钠的加入量，2.5Si02+2Na0H = Na20+2.5Si02+2H20，酸解滤渣即为二氧化硅，根据化学式计算氢氧化钠理论量，氢氧化钠的加入量为理论量的70%。加热至95°C，反应I小时后反应结束，过滤得到滤液，加入浓硫酸，调节pH稳定在4.0~8.0之间，过滤后滤渣经洗涤干燥得到白炭黑。此白炭黑无凝胶、高分散、比表面积达到250m2/g以上，吸油值为2.5mL/g，性能极为优异。
[0041]8、制备草酸亚铁:
[0042]按固液比1: 2，将洗涤后的黄钠铁矾渣加入一定量的水中，加入理论量1.5倍的浓硫酸(Na2[Fe6(SO4)4(OH) 12]+6H2S04 = 3Fe2 (SO4) 3+Na2S04+12H20，黄钠铁矾渣量已知，根据化学式计算出硫酸的理论量)，加热至50°C，反应6小时后反应结束，过滤得到滤液。检测滤液中的硫酸铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；加入理论量3倍的还原铁粉(Fe2 (SO4) 3+Fe = 3FeS04，根据化学式可计算出理论量)，加热至65 °C，反应8小时后，所有的三价铁还原为二价铁，再次过滤后检测滤液中的硫酸亚铁含量，硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，根据计算加入理论量80%的草酸溶液(FeS04+H2C204.2Η20 = FeC2O4.2Η20丨+H2SO4,溶液体积已知，溶液中硫酸亚铁含量可测，算出草酸的理论量)，草酸溶液浓度为90g/L，温度为50°C，反应6小时后过滤，滤渣洗涤后干燥即得到草酸亚铁产品。此方法生产的草酸亚铁颜色鲜艳，产品纯度达到99.6~100.4%，颗粒粒径达到0.2~50um，性能优异。
[0043]实施例2 —种蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，包括以下步骤:
[0044]1、蛇纹岩原矿进行清洗、粗碎、细碎、粉碎等预处理:控制原矿块径在100~250mm之间，然后将原矿投入粗碎工序；粗碎工序产出的矿粒粒径在40~IOOmm之间，进行细碎工序处理，产出的矿粒粒径为25~60mm，然后进入球磨工序；经球磨工序细磨处理，所获粉体细度为140目；
[0045]2、酸解工序
[0046]将符合要求的蛇纹岩粉体1000Kg送入一级酸解槽，与二级酸解液混合，加水至液体体积为4500L，在搅拌下加热至95°C与300L浓硫酸(浓度为95~105%)反应Ih后，当反应料浆PH值稳定在0.5~3.0时，反应结束；料浆经过滤后，滤液为一级酸解液，进入下步工序，滤渣经洗涤后送入二级酸解槽，加浓硫酸150L，在与一级酸解相同的环境下进行二级酸解；二级酸解后的滤液返回一级酸解槽循环利用，滤渣经洗涤后用于制备白炭黑；
[0047]3、除铁工序
[0048]检测一级酸解液中的硫酸铁和硫酸亚铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，计算后加入理论量5倍的氧化剂双氧水，使二价铁完全转化 成三价铁，加入理论量3倍的硫酸钠(3Fe2(S04)3+Na2S04+12H20 =Na2 [Fe6 (SO4) 4 (OH) 12] +6H2S04,溶液体积已知，溶液中硫酸铁含量通过检测可得，根据化学式计算出硫酸钠的理论量)，加热至85°C后缓慢加入碳酸钠溶液，调节至pH为5.0左右，反应完全。此时物料中生成黄色沉淀物，即为黄钠铁矾，过滤后黄钠铁矾渣用于制备铁产品，滤液进入下一步工序；
[0049]4、除镍工序
[0050]检测除铁后滤液中的硫酸镍含量，硫酸镍检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的氧化镍的分析方法，折算为硫酸镍；计算后加入理论量6倍的沉淀剂氧化钙，加热至75°C反应2h后过滤，滤渣为镍精矿，制备镍产品，滤液到下一步工序；
[0051]5、共沉淀工序
[0052]除镍后滤液加入沉淀剂氧化钙，调节pH值至8.0左右，加热至75°C反应半小时后过滤，此时滤液即为纯净的硫酸镁溶液，进入下一步工序制备氢氧化镁；
[0053]6、制备氢氧化镁
[0054]检测除杂后溶液硫酸镁的含量，硫酸镁检测参照GB/T26568~2011农业用硫酸镁的分析方法；计算后加入理论量3倍的液氨(MgS04+2NH3*H20 = Mg(0H)2丨+ (NH4) #04，溶液体积已知，溶液中硫酸镁含量可测，根据化学式计算出液氨的理论量)，在80°C反应3小时后过滤，滤渣经洗涤干燥后包装即为氢氧化镁产品。经以上工序制备出的氢氧化镁纯度达到99.5%以上，白度98以上。
[0055]7、制备白炭黑:
[0056]二级酸解滤渣经洗涤后按固液比1: 4加入一定量的水，根据滤渣的量计算出氢氧化钠的加入量，2.5Si02+2Na0H = Na20+2.5Si02+2H20，酸解滤渣即为二氧化硅，根据化学式计算氢氧化钠理论量，氢氧化钠的加入量为理论量的90%。加热至70°C，反应4.5小时后反应结束，过滤得到滤液，加入浓硫酸，调节pH稳定在4.0~8.0之间，过滤后滤渣经洗涤干燥得到白炭黑。此白炭黑无凝胶、高分散、比表面积达到250m2/g以上，吸油值为2.5mL/g，性能极为优异。
[0057]8、制备草酸亚铁:
[0058]按固液比1: 3，将洗涤后的黄钠铁矾渣加入一定量的水中，加入理论量2倍的浓硫酸(Na2[Fe6(SO4)4(OH) 12]+6H2S04 = 3Fe2 (SO4) 3+Na2S04+12H20，黄钠铁矾渣量已知，根据化学式计算出硫酸的理论量)，加热至77°C，反应3.5小时后反应结束，过滤得到滤液。检测滤液中的硫酸铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；加入理论量3倍的还原铁粉(Fe2 (SO4) 3+Fe = 3FeS04,根据化学式可计算出理论量)，加热至65°C，反应8小时后，所有的三价铁还原为二价铁，再次过滤后检测滤液中的硫酸亚铁含量，硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，根据计算加入理论量80%的草酸溶液(FeS04+H2C204.2H20 = FeC2O4.2Η20丨+H2SO4,溶液体积已知，溶液中硫酸亚铁含量可测，算出草酸的理论量)，草酸溶液浓度为60g/L，温度为50°C，反应6小时后过滤，滤渣洗涤后干燥即得到草酸亚铁产品。此方法生产的草酸亚铁颜色鲜艳，产品纯度达到99.6~100.4%，颗粒粒径达到0.2~50um，性能优异。
[0059]实施例3 —种蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，包括以下步骤:
[0060]1、蛇纹岩原矿进行清洗、粗碎、细碎、粉碎等预处理:控制原矿块径在100~250mm之间，然后将原矿投入粗碎工序；粗碎工序产出的矿粒粒径在40~IOOmm之间，进行细碎工序处理，产出的矿粒粒径为25~60mm，然后进入球磨工序；经球磨工序细磨处理，所获粉体细度为160目；
[0061]2、酸解工序
[0062]将符合要求的蛇纹岩粉体1000Kg送入一级酸解槽，与二级酸解液混合，加水至液体体积为4500L，在搅拌下加热至70°C与450L浓硫酸(浓度为95~105%)反应6h后，当反应料浆PH值稳定在0.5~3.0时，反应结束；料浆经过滤后，滤液为一级酸解液，进入下步工序，滤渣经洗涤后送入二级酸解槽，加浓硫酸100L，在与一级酸解相同的环境下进行二级酸解；二级酸解 后的滤液返回一级酸解槽循环利用，滤渣经洗涤后用于制备白炭黑；
[0063]3、除铁工序
[0064]检测一级酸解液中的硫酸铁和硫酸亚铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，计算后加入理论量5倍的氧化剂高锰酸钾，使二价铁完全转化成三价铁，加入理论量3倍的硫酸钠(3Fe2 (SO4) 3+Na2S04+12H20 =Na2 [Fe6 (SO4) 4 (OH) 12] +6H2S04,溶液体积已知，溶液中硫酸铁含量通过检测可得，根据化学式计算出硫酸钠的理论量)，加热至95°C后缓慢加入碳酸钠溶液，调节至pH为5.0左右，反应完全。此时物料中生成黄色沉淀物，即为黄钠铁矾，过滤后黄钠铁矾渣用于制备铁产品，滤液进入下一步工序；
[0065]4、除镍工序
[0066]检测除铁后滤液中的硫酸镍含量，硫酸镍检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的氧化镍的分析方法，折算为硫酸镍；计算后加入理论量8倍的沉淀剂氢氧化钠(Na2S+NiS04 = NiS丨+Na2SO4,硫酸镍含量可测,溶液量已知,通过计算可得硫化钠理论量)，加热至80°C反应4h后过滤，滤渣为镍精矿，制备镍产品，滤液到下一步工序；
[0067]5、共沉淀工序
[0068]除镍后滤液加入沉淀剂氢氧化钠，调节pH值至7.0左右，加热至90°C反应半小时后过滤，此时滤液即为纯净的硫酸镁溶液，进入下一步工序制备氢氧化镁；
[0069]6、制备氢氧化镁[0070]检测除杂后溶液硫酸镁的含量，硫酸镁检测参照GB/T26568~2011农业用硫酸镁的分析方法；计算后加入理论量5倍的液氨(MgS04+2NH3.H2O = Mg(OH)2丨+(NH4)2S04，溶液体积已知，溶液中硫酸镁含量可测，根据化学式计算出液氨的理论量)，在75°C反应5小时后过滤，滤渣经洗涤干燥后包装即为氢氧化镁产品。经以上工序制备出的氢氧化镁纯度达到99.5%以上，白度98以上。
[0071]7、制备白炭黑:
[0072]二级酸解滤渣经洗涤后按固液比1: 6加入一定量的水，根据滤渣的量计算出氢氧化钠的加入量，2.5Si02+2Na0H = Na20+2.5Si02+2H20，酸解滤渣即为二氧化硅，根据化学式计算氢氧化钠理论量，氢氧化钠的加入量为理论量的70%。加热至95°C，反应I小时后反应结束，过滤得到滤液，加入浓硫酸，调节pH稳定在4.0~8.0之间，过滤后滤渣经洗涤干燥得到白炭黑。此 白炭黑无凝胶、高分散、比表面积达到250m2/g以上，吸油值为2.5mL/g，性能极为优异。
[0073]8、制备草酸亚铁:
[0074]按固液比1: 5，将洗涤后的黄钠铁矾渣加入一定量的水中，加入理论量3倍的浓硫酸(Na2[Fe6(SO4)4(OH) 12]+6H2S04 = 3Fe2 (SO4) 3+Na2S04+12H20，黄钠铁矾渣量已知，根据化学式计算出硫酸的理论量)，加热至87°C，反应2.5小时后反应结束，过滤得到滤液。检测滤液中的硫酸铁含量，硫酸铁检测参照HG/T3575~2006蛇纹石矿石分析方法中的三氧化二铁的分析方法，折算为硫酸铁；加入理论量3倍的还原铁粉(Fe2 (SO4) 3+Fe = 3FeS04,根据化学式可计算出理论量)，加热至65°C，反应6小时后，所有的三价铁还原为二价铁，再次过滤后检测滤液中的硫酸亚铁含量，硫酸亚铁检测参照GB10531~2006水处理剂硫酸亚铁的分析方法，根据计算加入理论量80%的草酸溶液(FeS04+H2C204.2H20 = FeC2O4.2Η20丨+H2SO4,溶液体积已知，溶液中硫酸亚铁含量可测，算出草酸的理论量)，草酸溶液浓度为90g/L，温度为50°C，反应8小时后过滤，滤渣洗涤后干燥即得到草酸亚铁产品。此方法生产的草酸亚铁颜色鲜艳，产品纯度达到99.6~100.4%，颗粒粒径达到0.2~50um，性能优异。
【权利要求】
1.一种蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)、蛇纹岩原矿进行清洗、粗碎、细碎、粉碎等预处理，使所获粉体细度为120~160目； (2)、酸解工序:将符合要求的蛇纹岩粉体1000Kg送入一级酸解槽，与二级酸解液混合，加水至液固比为2~6: 1，在搅拌下加热至60~95°C与100~500L浓硫酸反应I~6h后，当反应料浆pH值稳定在0.5~3.0时，反应结束；料浆经过滤后，滤液为一级酸解液，进入下步工序，滤渣经洗涤后送入二级酸解槽，加浓硫酸50~300L，在与一级酸解相同的环境下进行二级酸解；二级酸解后的滤液返回一级酸解槽循环利用，滤渣经洗涤后用于制备白炭黑； (3)、除铁工序:检测一级酸解液中的硫酸铁和硫酸亚铁含量，计算后加入I~5倍理论量的氧化剂，使二价铁完全转化成三价铁；加入0.5~3倍理论量的硫酸钠，加热至50~95°C后缓慢加入碳酸钠溶液，调节至pH为3.0~6.0，反应完全。此时物料中生成黄色沉淀物，即为黄钠铁矾，过滤后黄钠铁矾渣用于制备铁产品，滤液进入下一步工序； (4)、除镍工序:检测除铁后滤液中的硫酸镍含量，计算后加入I~10倍理论量的沉淀剂，加热至60~90°C反应0.5~4h后过滤，滤渣为镍精矿，用于制备镍产品，滤液到下一步工序； (5)、共沉淀工序: 除镍后滤液加入沉淀剂，调节pH值至6.0~10.0，加热至40~90°C反应半小时后过滤，此时滤液即为纯净的硫酸镁溶液，用于制备氢氧化镁。
2.根据权利要求1所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述酸解工序所得二级酸解滤渣经洗涤后按固液比1: 2~6加入水，根据滤渣的量计算出氢氧化钠的加入量，氢氧化钠的加入量为理论量的60~150%,加热至60~95°C,反应0.5~6小时后反应结束，过滤得到滤液，加入浓硫酸，调节PH稳定在4.0~8.0之间，过滤后滤渣经洗涤干燥得到白炭黑。
3.根据权利要求1所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述除铁工序所得黄钠铁矾渣洗涤后按固液比1: 2~6加入水中，加入I~3倍理论量的浓硫酸，加热至50~90°C，反应0.5~6小时后反应结束，过滤得到滤液；检测滤液中的硫酸铁含量，加入I~3倍理论量的还原铁粉，加热至60~95°C，反应2~8小时后，所有的三价铁还原为二价铁，再次过滤后检测滤液中的硫酸亚铁含量，根据计算加入理论量80~120%、浓度为60-150g/L的草酸溶液，温度为40~90°C，反应2~8小时后过滤，滤渣洗涤后干燥即得到草酸亚铁产品。
4.根据权利要求1所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:检测除杂后硫酸镁溶液中硫酸镁的含量，计算后加入I~5倍理论量的氨水，在40~90°C反应2~6小时后过滤,滤洛经洗漆干燥后包装即为氢氧化镁产品。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述除铁工序中氧化剂选自双氧水、硝酸钾、次氯酸钠、氯酸钠、高锰酸钾或氯气。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述沉淀剂选自氢氧化物、硫化物、氧化物或弱碱性物质。
7.根据权利要求6所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述氢氧化物为氢氧化钠。
8.根据权利要求6所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述硫化物为硫化纳。
9.根据权利要求6所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述氧化物为氧化钠或氧化钙。
10.根据权利要 求6所述的蛇纹岩中有价元素的分离提纯方法，其特征在于:所述弱碱性物质为氨水、碳酸钠或醋酸钠。
【文档编号】C07C51/41GK103936038SQ201410166694
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】宁婷婷 申请人:宁婷婷