本公开涉及湿法冶金,具体而言,涉及从含镍铁原料中分离镍和铁的方法。
背景技术:
1、镍金属是三元锂电池的重要元素,且随着市场对锂电池容量要求越来越高,三元正极材料逐渐往高镍方向发展,对硫酸镍的需求量日益增加。
2、低冰镍和镍铁合金中含有丰富的镍资源,以低冰镍的利用为例,相对于低冰镍的火法冶炼提取镍元素,湿法冶金提取镍具有能耗低、工艺简单、设备简单、投资成本低的优势。在现代工业中,对于低冰镍湿法浸出溶液中高浓度镍和铁元素的分离及回收一般采取先除去铁杂质、再对溶液中的镍元素进行处理的方法。一般的除铁方法有针铁矿法、赤铁矿法、黄钠铁矾沉淀法,这些方法虽然能高效的除去溶液中的铁元素,但都需要先将亚铁氧化成三价铁再进行去除;且黄钠铁矾沉淀法产出的渣量较大,渣含铁量较低,且引入了杂质钠离子,难以直接利用;针铁矿法只适用于铁浓度在2g/l以下的工况,且除铁沉淀的过滤性差容易夹杂镍沉淀造成镍元素的损失;赤铁矿法操作温度高,且资本支出较高。
3、鉴于此,亟需一种工艺简单、副产品利用方便、废渣产量低的低冰镍利用方法。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其工艺简单,副产品利用方便,废渣产量低。
2、本公开是这样实现的:
3、第一方面,本公开提供一种从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,包括:
4、将含镍铁原料与草酸溶液混合并进行反应和固液分离,得到富镍富铁渣和贫镍贫铁液;
5、对富镍富铁渣依次进行有氧焙烧和磁选,得到氧化镍和三氧化二铁。
6、在可选的实施方式中,所述含镍铁原料包括低冰镍和镍铁合金中的至少一种。
7、在可选的实施方式中,所述草酸溶液的初始浓度为1mol/l-4mol/l。
8、在可选的实施方式中,所述草酸溶液的初始浓度为1mol/l-2mol/l。
9、在可选的实施方式中,向草酸溶液中按化学计量比的0.8-1.1倍加入含镍铁原料混合。
10、在可选的实施方式中,所述反应步骤的温度为50℃-100℃,时间为30min-120min。
11、在可选的实施方式中,所述反应步骤的温度为70℃-80℃,时间为90min-120min。
12、在可选的实施方式中,所述贫镍贫铁液的ph为1.5-3。
13、在可选的实施方式中,所述贫镍贫铁液中铁含量小于0.05g/l,和/或所述贫镍贫铁液中镍含量小于0.045g/l。
14、在可选的实施方式中,所述有氧焙烧步骤的温度为200℃-450℃,时间为1h-4h。
15、在可选的实施方式中,所述有氧焙烧步骤的温度为300℃-350℃,时间为2h-3h。
16、在可选的实施方式中,所述磁选步骤的磁场强度为200gs-2000gs,磁选时间为0.1h-1h。
17、在可选的实施方式中,所述磁选步骤的磁场强度为500gs-1500gs,磁选时间为0.5h-1h。
18、在可选的实施方式中,所述含镍铁原料中镍的质量分数为20wt%-35wt%,和/或所述含镍铁原料中铁的质量分数为60wt%-70wt%。
19、在可选的实施方式中,所述含镍铁原料的粒度为60目-300目。
20、在可选的实施方式中,所述含镍铁原料的粒度为200目-300目。
21、在可选的实施方式中,所述贫镍贫铁液用于配置草酸溶液。
22、在可选的实施方式中,所述三氧化二铁中铁元素质量分数大于67wt%,镍元素质量分数小于0.06wt%,钴元素含量小于0.03wt%。
23、在可选的实施方式中,所述氧化镍中铁元素质量分数小于0.04wt%,镍元素质量分数大于77wt%,钴元素含量小于0.05wt%。
24、本公开具有以下有益效果:
25、本公开利用草酸为浸出和沉淀剂,在沉淀镍和铁的同时,将绝大部分杂质钙、铬、铜、锌、硅留在溶液中,起到了一定的除杂作用,然后对沉淀进行有氧焙烧,生成三氧化二铁和氧化镍,经磁选后可分离得到纯度较高的氧化镍和三氧化二铁,其中氧化镍用作离子电池生产的原料,三氧化二铁作为副产物也可直接进行售卖。本公开中从含镍铁原料中分离镍和铁的方法工艺简单,副产物三氧化二铁利用方便,废渣产量低。
1.一种从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述含镍铁原料包括低冰镍和镍铁合金中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述草酸溶液的初始浓度为1mol/l-4mol/l。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述草酸溶液的初始浓度为1mol/l-2mol/l。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,向草酸溶液中按化学计量比的0.8-1.1倍加入含镍铁原料混合。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述反应步骤的温度为50℃-100℃,时间为30min-120min。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述反应步骤的温度为70℃-80℃,时间为90min-120min。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述贫镍贫铁液的ph为1.5-3。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述贫镍贫铁液中铁含量小于0.05g/l,和/或所述贫镍贫铁液中镍含量小于0.045g/l。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述有氧焙烧步骤的温度为200℃-450℃,时间为1h-4h。
11.根据权利要求1-10任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述有氧焙烧步骤的温度为300℃-350℃,时间为2h-3h。
12.根据权利要求1-11任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述磁选步骤的磁场强度为200gs-2000gs,磁选时间为0.1h-1h。
13.根据权利要求1-12任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述磁选步骤的磁场强度为500gs-1500gs,磁选时间为0.5h-1h。
14.根据权利要求1-13任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述含镍铁原料中镍的质量分数为20wt%-35wt%,和/或所述含镍铁原料中铁的质量分数为60wt%-70wt%。
15.根据权利要求1-14任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述含镍铁原料的粒度为60目-300目。
16.根据权利要求1-15任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述含镍铁原料的粒度为200目-300目。
17.根据权利要求1-16任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述贫镍贫铁液用于配置草酸溶液。
18.根据权利要求1-17任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述三氧化二铁中铁元素质量分数大于67wt%,镍元素质量分数小于0.06wt%,钴元素含量小于0.03wt%。
19.根据权利要求1-18任意一项所述的从含镍铁原料中分离镍和铁的方法,其特征在于,所述氧化镍中铁元素质量分数小于0.04wt%,镍元素质量分数大于77wt%,钴元素含量小于0.05wt%。
