一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法技術

本發明專利技術公開了一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，屬于冶金領域，解決了硫化鎳鈷礦難利用，以及現有的合成三元前驅體的方法步驟繁復、成本較高的問題。本發明專利技術的技術方案包括以下步驟：磨礦；浸出；浸出液萃取除雜；除鈣鎂；再次萃取除雜。本發明專利技術的有益效果是：本發明專利技術最終得到的純凈的鎳鈷溶液可作為生產鋰離子電池三元前驅體的原料，溶液鎳鈷不分離，處理工藝簡單，省去了結晶再溶解的過程，簡化了步驟，降低了成本；浸出過程中硫元素生成硫磺或硫酸根，不產生有害物質，對環境友好；浸出效率高，浸出過程直接除鐵；硫化鎳鈷礦浸出過程為放熱過程，能降低能量成本；本發明專利技術可操作性強，設備簡單，流程短。

【技術實現步驟摘要】
一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法
本專利技術屬于冶金領域，具體涉及一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法。
技術介紹
硫化鎳鈷礦是一種主要的鎳、鈷金屬的礦種，其礦相復雜，嵌布微細，難浸出、難利用。通常合成三元前驅體所使用的原料是鎳、鈷、錳等的硫酸鹽、氯化物或硝酸鹽晶體，這些原料的來源是含鎳、鈷、錳的溶液經過結晶法制備成晶體，使用時還需用水溶解。鎳鈷一般伴生，溶液制備成晶體需在鎳溶液中除鈷和鈷溶液中除鎳的過程，步驟繁復，成本較高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，以解決硫化鎳鈷礦難利用，以及現有的合成三元前驅體的方法步驟繁復、成本較高的問題。本專利技術的技術方案是：一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，包括以下步驟：步驟一、磨礦：硫化鎳鈷礦磨礦至粒度為40～80目；步驟二、浸出：磨礦后的硫化鎳鈷礦加水漿化，轉入到高壓釜中，進行常壓預熱，加入適量的硫酸，通入氧氣，在氧壓為0.6～0.8MP的條件下進行浸出，浸出結束后進行固液分離得到浸出液，鐵生成赤鐵礦渣除去；步驟三、浸出液萃取除雜：取浸出液，用P204萃取除去銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂以及鉛，得到P204除雜后溶液；步驟四、除鈣鎂：P204除雜后溶液加入適量的氟化物進一步除去溶液中的鈣、鎂，得到除鈣鎂后液；步驟五、再次萃取除雜：除鈣鎂后液用P204萃取鎳、鈷，同時除去溶液中的氟、硅、氯等陰離子，用硫酸反萃得到純凈的鎳鈷溶液。作為本專利技術的進一步改進，在步驟二中，漿化過程的液固體積質量比為4～8:1。液固體積質量比過高會導致溶液中離子濃度低，影響生產效率；液固體積質量比過低會導致體系過于粘稠。作為本專利技術的進一步改進，在步驟二中，預熱溫度為70～90℃。硫化鎳鈷礦加酸浸出的過程是一個產熱的過程，在70～90℃的預熱溫度下加硫酸，浸出所產生的熱量能夠滿足接下來的浸出過程所需要的熱量，有利于節能。作為本專利技術的進一步改進，在步驟二中，浸出的溫度為140～160℃、浸出時間為2～6h。作為本專利技術的進一步改進，在步驟三中，P204的濃度為10%～20%，用P204萃取5～10級。作為本專利技術的進一步改進，在步驟四中，氟化物的加入量為理論量的1.5～5.0倍。氟化物的加入量如果小于理論量的1.5倍，則影響除鎂的效果；如果過多使用氟化物，不利于環保。作為本專利技術的進一步改進，在步驟四中，氟化物為氟化鈉或氟化銨。作為本專利技術的進一步改進，在步驟四中，反應溫度為70～80℃。溫度低于70℃會導致反應不充分，溫度高于80℃形成浪費。作為本專利技術的進一步改進，在步驟五中，P204的濃度為25%～30%。作為本專利技術的進一步改進，在步驟二中，在浸出過程中加入木質素磺酸鈉。木質素磺酸鈉是一種表面活性劑，可減少浸出渣中的鎳、鈷含量，減少鎳、鈷損失。本專利技術的有益效果是：1.本專利技術最終得到的純凈的鎳鈷溶液可作為生產鋰離子電池三元前驅體的原料，溶液鎳鈷不分離，處理工藝簡單，省去了結晶再溶解的過程，簡化了步驟，降低了成本；2.浸出過程中硫元素生成硫磺或硫酸根，不產生有害物質，對環境友好；3.浸出效率高，浸出過程直接除鐵；4.硫化鎳鈷礦浸出過程為放熱過程，能降低能量成本；5.本專利技術可操作性強，設備簡單，流程短。附圖說明圖1是本專利技術的流程框圖。具體實施方式下面的實施例可以進一步說明本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。以下實施例所使用的萃取劑P204為市場商購。實施例1、步驟一、磨礦：硫化鎳鈷礦磨礦至粒度為40目；步驟二、浸出：磨礦后的硫化鎳鈷礦加水漿化，液固體積質量比為4:1，轉入到高壓釜中，進行常壓預熱，預熱溫度為70℃，加入適量的木質素磺酸鈉和硫酸，通入氧氣，在氧壓為0.6MP的條件下進行浸出，浸出的溫度為140℃、浸出時間為6h，浸出結束后進行固液分離得到浸出液，鐵生成赤鐵礦渣除去；步驟三、浸出液萃取除雜：取浸出液，用P204萃取除去銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂以及鉛，得到P204除雜后溶液；步驟四、除鈣鎂：P204除雜后溶液加入理論量5.0倍的氟化鈉進一步除去溶液中的鈣、鎂，反應溫度為70℃，得到除鈣鎂后液；步驟五、再次萃取除雜：除鈣鎂后液用30%的P204萃取鎳、鈷，同時除去溶液中的氟、硅、氯等陰離子，用硫酸反萃得到純凈的鎳鈷溶液。本實施例中鎳鈷的回收率大于98%，所得到的鎳鈷溶液符合制造三元前驅體的原料雜質要求。本實施例的實驗數據如表1所示。表1實施例1實驗數據（g/L）實施例2、步驟一、磨礦：硫化鎳鈷礦磨礦至粒度為80目；步驟二、浸出：磨礦后的硫化鎳鈷礦加水漿化，液固體積質量比為8:1，轉入到高壓釜中，進行常壓預熱，預熱溫度為90℃，加入適量的木質素磺酸鈉和硫酸，通入氧氣，在氧壓為0.8MP的條件下進行浸出，浸出的溫度為160℃、浸出時間為2h，浸出結束后進行固液分離得到浸出液，鐵生成赤鐵礦渣除去；步驟三、浸出液萃取除雜：取浸出液，用P204萃取除去銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂以及鉛，得到P204除雜后溶液；步驟四、除鈣鎂：P204除雜后溶液加入理論量1.5倍的氟化銨進一步除去溶液中的鈣、鎂，反應溫度為80℃，得到除鈣鎂后液；步驟五、再次萃取除雜：除鈣鎂后液用30%的P204萃取鎳、鈷，同時除去溶液中的氟、硅、氯等陰離子，用硫酸反萃得到純凈的鎳鈷溶液。本實施例中鎳鈷的回收率大于98%，所得到的鎳鈷溶液符合制造三元前驅體的原料雜質要求。本實施例的實驗數據如表2所示。表2實施例2實驗數據（g/L）本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，包括以下步驟：步驟一、磨礦：硫化鎳鈷礦磨礦至粒度為40～80目；步驟二、浸出：磨礦后的硫化鎳鈷礦加水漿化，轉入到高壓釜中，進行常壓預熱，加入適量的硫酸，通入氧氣，在氧壓為0.6～0.8MP的條件下進行浸出，浸出結束后進行固液分離得到浸出液，鐵生成赤鐵礦渣除去；步驟三、浸出液萃取除雜：取浸出液，用P204萃取除去銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂以及鉛，得到P204除雜后溶液；步驟四、除鈣鎂：P204除雜后溶液加入適量的氟化物進一步除去溶液中的鈣、鎂，得到除鈣鎂后液；步驟五、再次萃取除雜：除鈣鎂后液用P204萃取鎳、鈷，同時除去溶液中的氟、硅、氯等陰離子，用硫酸反萃得到純凈的鎳鈷溶液。

【技術特征摘要】
1.一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，包括以下步驟：步驟一、磨礦：硫化鎳鈷礦磨礦至粒度為40～80目；步驟二、浸出：磨礦后的硫化鎳鈷礦加水漿化，轉入到高壓釜中，進行常壓預熱，加入適量的硫酸，通入氧氣，在氧壓為0.6～0.8MP的條件下進行浸出，浸出結束后進行固液分離得到浸出液，鐵生成赤鐵礦渣除去；步驟三、浸出液萃取除雜：取浸出液，用P204萃取除去銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂以及鉛，得到P204除雜后溶液；步驟四、除鈣鎂：P204除雜后溶液加入適量的氟化物進一步除去溶液中的鈣、鎂，得到除鈣鎂后液；步驟五、再次萃取除雜：除鈣鎂后液用P204萃取鎳、鈷，同時除去溶液中的氟、硅、氯等陰離子，用硫酸反萃得到純凈的鎳鈷溶液。2.根據權利要求1所述的一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，其特征在于：在步驟二中，漿化過程的液固體積質量比為4～8:1。3.根據權利要求1或2所述的一種利用硫化鎳鈷礦制備用于合成三元前驅體的鎳鈷溶液的方法，其特征在于：在步驟二中，預熱溫度為70～90℃。4.根據權利要求3所述的一種利用硫化鎳鈷礦制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴艮風，馬騫，王國超，李偉，常雪潔，王悅，吳芳，王甲琴，陳天翼，馮燕，馬巖，
申請(專利權)人：蘭州金川新材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：甘肅,62