氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法与流程

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法。

背景技术：

目前红土镍矿湿法冶金产出大量mhp即氢氧化镍钴中间产品，为了得到最终产品硫酸镍，现有的工艺中后续往往要将氢氧化镍钴中间产品以此经过浸出—除杂—萃取除杂—镍钴分离等一系列处理工序，以除去其中的钴元素以及锰、铁、钪、铝和铬等杂质元素，得到硫酸镍溶液。

然而，镍钴分离需要在溶液体系中，采用如p204分离锰等杂质，p507萃取剂萃取钴，镍剩余在萃余液中。这个过程，需要将含镍钴的全部液相经过萃取体系，体积量大，且由于锰、钴含量较高，所以需要一定的oa比，且采用多级萃取，萃取箱级数多。因此，采用现有的萃取除杂及镍钴分离体系流量巨大，工艺流程繁琐。随着三元动力电池的增长，镍在动力电池中的应用呈现爆发趋势，业界逐渐关注大量氢氧化镍钴中间产品如何通过更经济更高效的湿法冶金流程转化为硫酸镍溶液。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法，以解决现有技术中氢氧化镍钴中间产品制备硫酸镍产品时存在的萃取除杂及镍钴分离体系流量巨大，工艺流程繁琐等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法，氢氧化镍钴中含有杂质锰、杂质铁、杂质钪、杂质铝和杂质铬，其包括以下步骤：s1，将氢氧化镍钴在硫酸、还原剂的作用下进行还原酸溶浸出，得到浸出液；s2，在浸出液中加入催化剂、氧化剂、中和剂，以同时进行催化氧化反应和中和反应，得到第一除杂溶液；s3，将第一除杂溶液进行萃取除杂，蒸发结晶，得到硫酸镍；其中，还原剂为二氧化硫或含有二氧化硫的烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、双氧水、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种，催化剂为氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、氨水、氨气、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫或含有二氧化硫烟气、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种。

进一步地，步骤s1中，还原酸溶浸出过程中，浸出温度为30～200℃，浸出时间为0.5～2h，浸出终点为ph＝0.5～3，浸出液固比控制在2～8:1。

进一步地，还原剂的用量为与氢氧化镍钴中锰的反应化学计量比的0.3～0.8倍。

进一步地，氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气；优选地，催化剂的用量为氢氧化镍钴干基重量的1～25％。

进一步地，催化氧化反应和中和反应的时间为1～24h，反应终点ph值控制在2.5～5.5，反应液固比为2～8:1。

进一步地，中和剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、氧化钙、氢氧化钾、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镍中的一种或多种。

进一步地，在催化氧化反应和中和反应之后，步骤s2还包括对反应生成的浆料进行过滤以得到第一除杂溶液和铁钴锰渣的步骤。

进一步地，步骤s3中，采用p204萃取剂对第一除杂溶液进行萃取除杂。

进一步地，萃取除杂过程中，o/a比为0.1～1:1。

进一步地，萃取除杂过程得到了负载有机相和萃余液，将萃余液进行蒸发结晶，得到硫酸镍；且步骤s3还包括：将负载有机相进行反萃，得到杂质硫酸盐溶液；在杂质硫酸盐溶液中加入石灰进行中和处理，得到金属杂质沉淀物。

本发明提供了一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法，其采用氢氧化镍钴中间产品作为原料，先进行还原酸溶浸出，将其中有价元素溶入液相，然后再进行催化氧化和中和，以将锰钴铁等变价金属沉淀下来，并通过中和反应去除钪铝铬等杂质元素，得到第一除杂溶液。最后，将第一除杂溶液进行深度萃取除杂、蒸发结晶，得到硫酸镍晶体产品。

不同于传统的镍钴分离工序，本发明在还原酸溶浸出工序之后，利用催化氧化的方式使钴锰铁与镍分离，同时利用中和反应使钪铝铬等杂质元素分离。本发明将锰钴铁等变价金属，在前端采用化学沉淀的方式分离出去，获得的第一除杂溶液近乎纯净，杂质含量很低，使得后续的萃取除杂与镍钴分离萃取的体系量减小很多，后续深度萃取除杂体系缩减很多，有效简化了硫酸镍的制备工序。同时，本发明也有效减少了设备投资占地，非常适合工业化大规模应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施例的氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中氢氧化镍钴中间产品制备硫酸镍产品时存在萃取除杂及镍钴分离体系流量巨大，工艺流程繁琐等问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法，氢氧化镍钴中含有杂质锰、杂质铁、杂质钪、杂质铝和杂质铬，如图1所示，该方法包括以下步骤：s1，将氢氧化镍钴在硫酸、还原剂的作用下进行还原酸溶浸出，得到浸出液；s2，在浸出液中加入催化剂、氧化剂、中和剂，以同时进行催化氧化反应和中和反应，得到第一除杂溶液；s3，将第一除杂溶液进行萃取除杂，蒸发结晶，得到硫酸镍；其中，还原剂为二氧化硫或含有二氧化硫的烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、双氧水、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种，催化剂为氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、氨水、氨气、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫或含有二氧化硫烟气、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种。

采用氢氧化镍钴中间产品作为原料，先进行还原酸溶浸出，将其中有价元素溶入液相，然后再进行催化氧化和中和，以将锰钴铁等变价金属沉淀下来，并通过中和反应去除钪铝铬等杂质元素，得到第一除杂溶液。最后，将第一除杂溶液进行深度萃取除杂、蒸发结晶，得到硫酸镍晶体产品。不同于传统的镍钴分离工序，本发明在还原酸溶浸出工序之后，利用催化氧化的方式使钴锰铁与镍分离，同时利用中和反应使钪铝铬等杂质元素分离，使得体系量减小很多，后续深度萃取除杂体系缩减很多(比如萃取级数减少很多)，有效简化了硫酸镍的制备工序。尤其是使用上述几种类型的还原剂和催化剂，在还原酸溶浸出过程中能够将有价金属更充分的浸出，并在催化氧化过程中使锰钴铁与镍更充分的分离，从而为减少体系量、简化工序、保证硫酸镍回收率提供更结实的基础。

具体反应原理如下：首先进行了还原反应，二氧化硫等物质将氢氧化镍钴中的钴锰还原浸出，进入溶液中，再通入氧气加入二氧化硫等物质，此时的二氧化硫等与氧气组成了强催化氧化的分为，成为非常强的氧化剂，将锰钴从溶液中氧化沉淀，从而将镍留在溶液中，进而采用萃取除杂的方式，将剩余的一点点杂质去除，获得硫酸镍溶液去做镍盐产品。

催化氧化机理如下：

上述强化剂在待浸出体系中的作用原理如下，当溶液中同时存在so2和氧化剂且有fe可起催化作用存在的离子时，会发生如下反应(1)～(5)(以存在fe离子为例)，生成具有较强氧化性的基团so5·-。

由于so5·-具有较强的氧化性，可将一些金属fe、mn、co从0价氧化为高价，当控制ph在铁的沉淀ph范围中，而镍以离子存在的情况下，金属铁会被直接氧化成为铁红或者水合铁红的形式，金属镍会被直接氧化到离子状态，可参考如下化学反应：

为了使氢氧化镍钴中间产品中的镍更充分地酸溶浸出，在一种优选的实施方式中，步骤s1中，还原酸溶浸出过程中，浸出温度为30～200℃，浸出时间为0.5～2h，浸出终点为ph＝0.5～3，浸出液固比控制在2～8:1。更优选地，还原剂的用量为与氢氧化镍钴中锰的反应化学计量比的0.3～0.8倍。这样锰元素能够在进入溶液的同时，释放夹杂的镍钴，进入溶液中，从而有利于提高镍钴的浸出率。在实际操作过程中，上述还原酸溶浸出过程可以在常压下进行，也可以在加压状态下进行，以便提高浸出效率，比如可以在0.1～1.5mpa压力下进行。

在一种优选的实施方式中，氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气；优选地，催化剂的用量为氢氧化镍钴干基重量的1～25％。这样有利于催化氧化反应的充分进行，以便更好地将浸出液中的锰钴铁氧化沉淀出来，与镍充分分离。更优选地，催化氧化反应和中和反应的时间为1～24h，反应终点ph值控制在2.5～5.5，反应液固比为2～8:1。这样杂质元素的分离去除效果更佳。

在一种优选的实施方式中，中和剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、氧化钙、氢氧化钾、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镍中的一种或多种。采用上述中和剂，一方面对于钪铝铬的去除更有效，另一方面不会引入新的杂质元素，即使引入也能够在后续的萃取除杂过程中去除。

上述催化氧化和中和反应过程中，杂质元素经过催化氧化和中和后能够形成沉淀与镍元素分离，镍元素则留在液相中。在一种优选的实施方式中，在催化氧化反应和中和反应之后，步骤s2还包括对反应生成的浆料进行过滤以得到第一除杂溶液和铁钴锰渣的步骤。在过滤之后，优选再将滤饼进行洗涤，形成锰钴铁渣，可以单独处理制备相应金属产品。

为了进一步改善萃取除杂的效果，在一种优选的实施方式中，上述步骤s3中，采用p204萃取剂对第一除杂溶液进行萃取除杂。更优选地，萃取除杂过程中，o/a比为1:1。

在一种优选的实施方式中，萃取除杂过程得到了负载有机相和萃余液，将萃余液进行蒸发结晶，得到硫酸镍；且步骤s3还包括：将负载有机相进行反萃，得到杂质硫酸盐溶液(杂质包括上述的锰铁铝钪锌铜等)；在杂质硫酸盐溶液中加入石灰进行中和处理，得到金属杂质沉淀物(氢氧化铁，氢氧化铝，氢氧化锰，氢氧化锌，氢氧化铜与石膏的混合物)。反萃过程中优选采用硫酸作为反萃剂。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，通入二氧化硫为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例2

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用0.4mpa加压浸出，温度为150℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，通入二氧化硫，为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.9％，钴浸出率99.9％，锰浸出率99％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例3

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间0.5h，ph控制2.0，液固比8：1，通入二氧化硫，为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.5％，钴浸出率99.2％，锰浸出率91％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例4

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠，为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例5

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，通入二氧化硫为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入二氧化硫为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.6％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例6

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，通入二氧化硫为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入二氧化硫为催化剂，其中催化剂占原料干重的30％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率60.1％，锰沉淀率67.1％，硫酸镍溶液含钴>3000ppm，含锰>6000ppm，没有实现镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例7

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例8

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠为体系中锰摩尔量的0.4倍。

镍浸出率96.8％，钴浸出率95.8％，锰浸出率70％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例9

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入双氧水为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例10

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入双氧水为体系中锰摩尔量的0.4倍。

镍浸出率96.5％，钴浸出率95.5％，锰浸出率80％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入焦亚硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的5％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.5％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例11

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠为体系中锰摩尔量的0.8倍。

镍浸出率99.8％，钴浸出率99.8％，锰浸出率95％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入亚硫酸铵作为催化剂，其中催化剂占原料干重的15％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率99.9％，锰沉淀率99.9％，硫酸镍溶液含钴<5ppm，含锰<10ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例12

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠为体系中锰摩尔量的0.4倍。

镍浸出率96.8％，钴浸出率95.8％，锰浸出率70％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入亚硫酸钙作为催化剂，其中催化剂占原料干重的10％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率98.9％，锰沉淀率98.5％，硫酸镍溶液含钴<10ppm，含锰<15ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

实施例13

采用mhp氢氧化镍钴作为原料，其含水率为60％，干基含镍40％，含钴3.5％，含锰6％。

采用常压浸出，温度为80℃，浸出时间2h，ph控制2.0，液固比8：1，加入焦亚硫酸钠为体系中锰摩尔量的0.4倍。

镍浸出率96.8％，钴浸出率95.8％，锰浸出率70％。

之后通入纯氧作为氧化剂，加入硫代硫酸钠作为催化剂，其中催化剂占原料干重的10％，碳酸镍作为中和剂，反应温度为60℃，浸出时间10h，ph控制4.0，液固比8：1。

钴沉淀率94.9％，锰沉淀率94.5％，硫酸镍溶液含钴<10ppm，含锰<50ppm，实现了镍与锰钴的化学沉淀分离。

采用p204进行萃取除杂，o/a比为1:1，萃取后获得纯净硫酸镍溶液去蒸发结晶，负载有机相反萃获得杂质硫酸盐溶液，进行石灰中和处理。

实施后，将锰等杂质降低至ppm级，钴富集到锰渣中单独提取，液相钴也降低至ppm级，浓度比原工艺中小几百倍，硫酸镍液p204萃取除杂工序萃取级数与p507萃钴级数比原有工艺大大降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法，所述氢氧化镍钴中含有杂质锰、杂质铁、杂质钪、杂质铝和杂质铬，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

s1，将所述氢氧化镍钴在硫酸、还原剂的作用下进行还原酸溶浸出，得到浸出液；

s2，在所述浸出液中加入催化剂、氧化剂、中和剂，以同时进行催化氧化反应和中和反应，得到第一除杂溶液；

s3，将所述第一除杂溶液进行萃取除杂，蒸发结晶，得到所述硫酸镍；

其中，所述还原剂为二氧化硫或含有二氧化硫的烟气、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、双氧水、硫酸亚铁、硫化亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种，所述催化剂为氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、氨水、氨气、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫酸氢钠、二氧化硫或含有二氧化硫烟气、硫代硫酸钠、亚硫酸钙、硫磺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述还原酸溶浸出过程中，浸出温度为30～200℃，浸出时间为0.5～2h，浸出终点为ph＝0.5～3，浸出液固比控制在2～8:1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述还原剂的用量为与所述氢氧化镍钴中锰的反应化学计量比的0.3～0.8倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为氧气、压缩空气或富氧空气；优选地，所述催化剂的用量为所述氢氧化镍钴干基重量的1～25％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化氧化反应和所述中和反应的时间为1～24h，反应终点ph值控制在2.5～5.5，反应液固比为2～8:1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述中和剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、氧化钙、氢氧化钾、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镍中的一种或多种。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述催化氧化反应和所述中和反应之后，所述步骤s2还包括对反应生成的浆料进行过滤以得到所述第一除杂溶液和铁钴锰渣的步骤。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中，采用p204萃取剂对所述第一除杂溶液进行所述萃取除杂。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述萃取除杂过程中，o/a比为0.1～1:1。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述萃取除杂过程得到了负载有机相和萃余液，将所述萃余液进行所述蒸发结晶，得到所述硫酸镍；且所述步骤s3还包括：将所述负载有机相进行反萃，得到杂质硫酸盐溶液；在所述杂质硫酸盐溶液中加入石灰进行中和处理，得到金属杂质沉淀物。

技术总结

本发明提供了一种氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法。氢氧化镍钴中含有杂质锰、杂质铁、杂质钪、杂质铝和杂质铬，该方法其包括：S1，将氢氧化镍钴在硫酸、还原剂的作用下进行还原酸溶浸出，得到浸出液；S2，在浸出液中加入催化剂、氧化剂、中和剂，以同时进行催化氧化反应和中和反应，得到第一除杂溶液；S3，将第一除杂溶液进行萃取除杂，蒸发结晶，得到硫酸镍。本发明有效简化了硫酸镍的制备工序，并减少了设备投资占地，非常适合工业化大规模应用。

技术研发人员：孙宁磊;刘诚;李诺;殷书岩;戴江洪;林洁媛;李勇;彭建华

受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司

技术研发日：2020.10.23

技术公布日：2021.01.12