本发明涉及红土镍矿,具体而言,涉及一种在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法。
背景技术:
1、红土镍矿制备氢氧化镍钴通常采用高压酸浸工艺,其主要由高压酸浸(通常为2~5mpa)、循环浸出、预中和、ccd逆流洗涤、一段除铁铝、二段除铁铝、一段沉镍钴、二段沉镍钴等工序组成。部分红土镍矿在高压酸浸工序中会产生六价铬,最终产出含六价铬的氢氧化镍钴产品,且六价铬的存在会影响氢氧化镍钴的产品性能。相比合格的氢氧化镍钴产品,含六价铬的氢氧化镍钴产品存在以下缺陷:镍低、锰高、铬高、含水率高,运输和处理成本增加;在生产含六价铬的氢氧化镍钴产品的过程中,一段铁铝渣会夹带六价铬,直接导致尾矿矿浆中六价铬超标而无法达到排放标准。
2、目前,现有工艺在红土镍矿高压浸出反应时产生六价铬并最终得到含六价铬的不合格的氢氧化镍钴产品后,通常会通过下游企业或部门对该产品进行除六价铬。目前在生产中处理含六价铬的氢氧化镍钴的方法是酸溶,加入药剂将六价铬转化成三价铬,再使用液碱回调浆体ph值沉淀脱除三价铬。然而,除铬的同时会有一定量的镍沉淀损失,处理该部分六价铬又会增加额外工序和成本。此外,还有工艺是在高压酸浸、循环浸出、预中和、ccd逆流洗涤、一段除铁铝、二段除铁铝的期间加入不同种类的还原剂,但是其只能说明可用的还原剂种类及对应效果,与实际生产存在一定脱节。在实际生产中,现场取样测试溶液中六价铬含量需要一定时间,如果延误最佳时机,会影响一批氢氧化镍钴产品(mhp产品)的品质,无法挽回。如果生产中未知是否高压浸出后液会产生六价铬,则无法预知应先加入还原除铬药剂的药量。如果药量较少,则六价铬除不干净;而若药量过多,还原过度,又会将系统内的三价铁还原生成二价铁,除铁铝时,二价铁比三价铁更难去除,会增加后续除铁铝的压力,而且二价铁含量过高会增加设备腐蚀性。
3、基于以上原因,需要一种不影响红土镍矿高压酸浸工艺原有工艺流程,且能够快速检测、快速除铬,并且除铬药量相对精确的方法。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,以解决现有技术中在红土镍矿高压酸浸工艺中铬含量的检测不及时,以及去除六价铬的还原剂用量大、效率低的问题。
2、为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,红土镍矿高压酸浸工艺包括依次进行的高压酸浸步骤、循环浸出步骤、中和步骤、ccd逆流洗涤步骤、一段除铁铝步骤、二段除铁铝步骤及沉镍钴步骤,其中,在ccd逆流洗涤步骤之后,得到ccd溢流液;根据ccd溢流液的lab色彩模式的b值判断是否存在六价铬离子,并根据ccd溢流液的电位值检测ccd溢流液中的六价铬离子浓度;其次向ccd溢流液加入还原剂,然后使添加还原剂的ccd溢流液进入一段除铁铝步骤;其中,还原剂的加入量大于等于将ccd溢流液中的六价铬离子还原为三价铬离子时的理论量,且不过超过理论量的1.5倍;可选地,在一段除铁铝步骤之后,得到一段除铁铝后液,根据一段除铁铝后液的lab色彩模式的b值判断是否存在六价铬离子,如果存在,根据一段除铁铝后液的电位值检测其中的六价铬离子浓度,并则继续向一段除铁铝后液中加入还原剂;其中,还原剂的加入量大于等于将一段除铁铝后液中的六价铬离子还原为三价铬离子时的理论量,且不超过理论量的1.5倍。
3、进一步地,根据ccd溢流液或一段除铁铝后液的电位值检测其中的六价铬离子浓度的步骤包括:配制不同六价铬浓度的参比溶液,且除了六价铬以外参比溶液中的其他阳离子为ni离子、fe3+离子和al3+离子;测试各参比溶液的ag/agcl电位,并得到六价铬浓度与ag/agcl电位的关系曲线;采用电位计测试ccd溢流液或一段除铁铝后液的ag/agcl电位,并将其带入关系曲线,以得到ccd溢流液或一段除铁铝后液的六价铬离子浓度。
4、进一步地,参比溶液中其他阳离子的浓度为:ni离子5g/l、fe2+离子0.5~5g/l和al3+离子0.3~4g/l,且其ph值为4~5。
5、进一步地,在检测标准溶液的ag/agcl电位的过程中,维持标准溶液的温度与ccd逆流洗涤的温度相同;优选将标准溶液的温度维持在70~80℃。
6、进一步地,根据ccd溢流液或一段除铁铝后液的lab色彩模式的b值判断是否存在六价铬离子的步骤包括:通过色差仪测量对ccd溢流液或一段除铁铝后液在lab色彩模式的b值进行检测,其中当b值为正数时,表明存在六价铬离子,且当b值越大,表明六价铬离子浓度越高。
7、进一步地,还原剂的加入量为将ccd溢流液中的六价铬离子还原为三价铬离子时的理论量的1~1.3倍。
8、进一步地,还原剂包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠、硫、硫化钠中的一种或多种;优选地,还原剂包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠中的一种或多种。
9、进一步地,一段除铁铝步骤包括:将添加还原剂的ccd溢流液的ph值调整为2.0~5.0,通入含氧气体,然后在55~90℃下反应10min~20h。
10、进一步地,二段除铁铝步骤包括:将第一段除铁铝步骤中得到的反应液中通入含氧气体,并将ph值调整为4.0~6.0,然后在45~80℃下反应10min~20h。
11、进一步地,在一段除铁铝步骤和二段除铁铝步骤中,各自独立地:利用碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙中的一种或多种作为ph调节剂;优选地,含氧气体为空气或者氧气。
12、应用本发明的技术方案,提供了一种不影响红土镍矿的高压酸浸工艺流程,同时又能实现快速检测、快速还原去除六价铬离子的方法。研究现有技术中的红土镍矿高压酸浸工艺流程可知,中和步骤若采用残积矿进行中和,则残积矿本身将会产生一部分二价铁离子,二价铁离子能够还原一部分的六价铬离子。因此,本发明选择在ccd逆流洗涤步骤之后,依据lab色彩模式的b值以及电位值定性定量地测试六价铬含量,然后向得到的ccd溢流液中加入还原剂,这样可以做到使用相对较少的还原剂除铬。并在ccd逆流洗涤之后,可选的进一步在一段除铁铝步骤中进一步除铬。
13、本发明可以将测试ccd溢流液和可选的一段除铁铝后液的电位值结合lab色彩模式的b值,快速、半定量地判断六价铬的浓度,控制还原剂的用量,仅需加入至多不超过理论量1.5倍的还原剂,即可良好地实现去除六价铬离子的目的。整个过程中,还原剂的用量范围可以预知,不会出现盲目添加还原剂而产生大量二价铁离子、增加除铁铝工序压力的问题。
1.一种在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,所述红土镍矿高压酸浸工艺包括依次进行的高压酸浸步骤、循环浸出步骤、中和步骤、ccd逆流洗涤步骤、一段除铁铝步骤、二段除铁铝步骤及沉镍钴步骤,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,根据所述ccd溢流液或所述一段除铁铝后液的电位值检测其中的六价铬离子浓度的步骤包括:
3.根据权利要求2所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,所述参比溶液中所述其他阳离子的浓度为:ni离子5g/l、fe2+离子0.5~5g/l和al3+离子0.3~4g/l,且其ph值为4~5。
4.根据权利要求2所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,在检测所述标准溶液的ag/agcl电位的过程中,维持所述标准溶液的温度与所述ccd逆流洗涤的温度相同;优选将所述标准溶液的温度维持在70~80℃。
5.根据权利要求1所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,根据所述ccd溢流液或所述一段除铁铝后液的lab色彩模式的b值判断是否存在六价铬离子的步骤包括:
6.根据权利要求1至5中任一项所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,所述还原剂的加入量为将所述ccd溢流液中的六价铬离子还原为三价铬离子时的理论量的1~1.3倍。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,所述还原剂包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠、硫、硫化钠中的一种或多种;优选地,所述还原剂包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,所述一段除铁铝步骤包括:将添加所述还原剂的所述ccd溢流液的ph值调整为2.0~5.0,通入含氧气体,然后在55~90℃下反应10min~20h。
9.根据权利要求7所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,所述二段除铁铝步骤包括:将所述第一段除铁铝步骤中得到的反应液中通入含氧气体,并将ph值调整为4.0~6.0,然后在45~80℃下反应10min~20h。
10.根据权利要求7所述的在红土镍矿高压酸浸工艺中去除六价铬的方法,其特征在于,在所述一段除铁铝步骤和所述二段除铁铝步骤中,各自独立地: