CN103184337A - 低品位硫化矿生物浸出液镍钴协萃分离提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低品位硫化矿生物浸出液镍钴协萃分离提取方法，是将含镍钴的浸出液首先采用生物成矾沉淀法除铁，在pH为1.8-2.0条件下，添加铁氧化细菌，利用细菌的氧化作用将浸出液中的亚铁离子氧化成三价铁离子，并使三价铁形成黄钾铁矾类沉淀；采用萃取剂P204对除铁后的浸出液中的剩余杂质进行除杂，除去钙镁等杂质；用含有萃取剂P507和Cynaex272的复配萃取剂对除杂后的浸出液进行协同萃取，萃取后静置分相30min，向有机相中加硫酸反萃出钴，实现镍钴协萃分离。本发明方法可以降低浸出液萃取前调节pH值的中和成本，并省去了后续萃余液返回矿堆的pH调节工序，从而简化工艺流程，降低中和成本，并减少中和过程造成的镍钴夹带损失。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属提取技术领域，具体是一种针对低品位硫化矿复杂生物浸出液体系的镍钴协萃分离提取方法。
背景技术
随着矿产资源不断开发利用，富矿易处理矿石日益减少，低品位复杂难处理矿石不得不开发利用，目前针对低品位铜矿石采用生物堆浸-萃取-电积工艺取得了较好的回收效果。但对复杂多金属硫化矿生物堆浸后续的浸出液分离工序，传统的萃取分离工艺通常是在较高的pH值(3.5-6.0)条件下进行，而针对有价金属离子含量低、杂质离子含量高、pH偏低的生物浸出液，还没有成熟工艺可借鉴，若通过石灰中和来调节pH值进行萃取，会造成有价金属大量夹带而损失在沉淀物中，因此，针对多金属硫化矿复杂生物浸出液体系的低pH值(1.5-2.0)特点，有必要开发一种在较低pH值条件下，即可实现镍钴生物浸出液中有价金属镍钴的分离提取方法。为复杂生物浸出液中有价金属高效分离提供一条新途径。
例如，针对低品位铜镍钴矿物(一般地，铜的含量在1wt％以下，镍在0.5wt％以下，钴在0.2wt％以下)的生物浸出液，传统工艺流程一般为萃铜除铁后，用石灰将浸出液的pH值由2.0调至3.5-4.0，再采用P507或Cynaex272等有机萃取剂萃钴，实现镍钴分离。这不仅增加中和成本，还会增加有价金属镍钴的损失。另外，由于大部分萃余液用于矿堆喷淋作业，喷淋液pH值一般为2.0左右，因此，需要用大量酸来将萃余液pH值调回到2.0左右，从而大大增加了处理成本。综上所述，传统工艺不仅增加了萃取前后调节pH值工序，增加了处理成本，还会造成有价金属镍钴的夹带损失。因此，针对该类多金属硫化矿生物浸出液，有必要提供一种可在较低的pH(1.8～2.0)条件下，实现镍钴的萃取分离的方法，从而省去调节pH值工序，简化工艺流程，并可降低由于调节pH值造成的有价金属夹带带来的损失以及降低中和成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种低品位镍钴硫化矿生物浸出液体系，在较低pH值条件下，通过协同萃取方法实现镍钴分离提取的新工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低品位硫化矿生物浸出液镍钴协萃分离提取方法，包括以下步骤：
a.含镍钴的浸出液首先采用生物成矾沉淀法除铁，在pH为1.8-2.0条件下，添加铁氧化细菌，利用细菌的氧化作用将浸出液中的亚铁离子氧化成三价铁离子，并且在细菌的作用下，使三价铁形成黄钾铁矾类沉淀，除铁率达95％以上，从而实现在低pH值条件下生物成矾除铁；
b.采用萃取剂P204对除铁后的浸出液中的剩余杂质进行除杂，除去钙镁等杂质，除杂后溶液中杂质含量完全达到镍钴净化标准；
c.用含有萃取剂P507和Cynaex272的萃取有机相对除杂后的浸出液进行协同萃取，萃取后静置分相30min，向有机相中加硫酸反萃出钴，钴的萃取率达到98％，镍的萃取率仅为2％，萃钴后的溶液再进行萃镍，得到富镍溶液，从而在较低pH条件下实现镍钴协萃分离。
如上所述的方法，其中优选地，步骤c中所述的萃取有机相，是将萃取剂P507和Cyanex272按照体积比为3∶2的比例进行配比形成复配萃取剂，再将复配萃取剂、稀释剂磺化煤油和改性剂TBP(磷酸三丁酯)按照体积百分比10％∶85％∶5％混合后，采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化时间30min所得到的萃取有机相，所述萃取有机相的皂化率为50％。
如上所述的方法，其中优选地，步骤a中所述的铁氧化细菌，在添加至浸出液中之前，先在pH值为1.8～2.0的9K基础培养基中进行复壮、培养。
如上所述的方法，其中优选地，步骤a中所述的除铁工序，浸出液中总铁浓度在10g/L以上，菌种接种量体积百分比5％，反应在pH值为2.0，反应温度45℃的条件下进行，反应时间10天，最终形成铁矾类沉淀物。
如上所述的方法，其中优选地，步骤b中所述的除杂，是以体积浓度40％、皂化率66.7％的萃取剂P204，在pH值2.5、有机相∶水相(O∶A)＝1∶2(体积比)、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，通过萃取除去浸出液中的钙镁铝等杂质。
如上所述的方法，其中优选地，步骤c中所述的协同萃取，是在室温下pH值在1.8～2.0范围内、有机相∶水相(O∶A)＝1∶6(体积比)、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，使用所述萃取有机相进行协同萃取。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的镍钴协同萃取方法与现有技术的萃取工艺相比，有以下不同：现有技术的萃取工艺在镍钴萃取分离前，需采用石灰将浸出液的pH值由2.0调至3.5-4.0，萃取后的萃余液pH值则需调回2.0左右，返回矿堆喷淋；本发明主要是针对杂质浓度高、有价金属含量低的生物浸出液，采用组合协同萃取方法，在较低pH值(1.8～2.0)条件下，分离提取生物浸出液中的镍钴，不但可以大大降低浸出液萃取前调节pH值的中和成本，并可减少中和过程造成的镍钴夹带损失，还省去了后续萃余液返回矿堆的pH调节工序，从而简化工艺流程，获得巨大的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明一种实施例的工艺流程框图。
具体实施方式
对照图1，通过实施例对本发明作进一步的说明，下述实施例仅用于说明本发明的技术方案。
实施例1
由于吉林白山镍钴矿石属于低品位复杂难处理硫化矿石，经生物堆浸得到的生物浸出液含有价金属镍钴低，并且由于萃余液的循环使用，造成杂质离子不断累积，从而使浸出液中铁钙镁等杂质浓度偏高，复杂镍钴生物浸出液各组成如表1所示，浸出液中过高的杂质离子浓度会严重降低镍钴的萃取效率。另外，由于生物堆浸过程的pH在1.8-2.0左右，而常规的铁矾沉淀和镍钴萃取需在pH3.5-4.0条件下，因此，需在沉淀除铁调节pH值，并会造成镍钴夹带损失，因此，本发明提供了一种在比较低的pH值(1.8～2.0)条件下，实现镍钴的萃取分离的方法，本方法的实施，除可在较低pH值条件下实现有价金属萃取分离外，还省去了沉淀除铁和萃取前后pH值调节工序，从而简化工艺流程，并可降低由于调节pH值带来的有价金属损失以及降低中和成本。
表1复杂生物镍钴浸出液组分分析
参见图1，本实施例的工艺流程如下：
a.将含镍钴的浸出液首先采用生物成矾沉淀法除铁，即，在pH为1.8-2.0条件下，添加铁氧化细菌，利用细菌的氧化作用将浸出液中的亚铁离子氧化成三价铁离子，并且在细菌的作用下，使三价铁形成黄钾铁矾类沉淀，除铁率达95％以上，从而实现在低pH值条件下生物成矾除铁；
b.采用萃取剂P204对除铁后的浸出液中的剩余杂质进行除杂，除去钙镁等杂质，除杂后溶液中杂质含量完全达到镍钴净化标准；
c.用含有萃取剂P507和Cynaex272的萃取有机相对除杂后的浸出液进行协同萃取，萃取后静置分相30min，向有机相中加硫酸反萃出钴，钴的萃取率达到98％，镍的萃取率仅为2％，萃钴后的溶液再进行萃镍，得到富镍溶液，从而在较低pH条件下实现镍钴协萃分离。
上述步骤a中所述的铁氧化细菌，是在pH值为1.8～2.0的9K基础培养基中进行复壮、培养后，再添加到生物成矾沉淀除铁工序中，所述的除铁工序，浸出液中总铁浓度在10g/L以上，菌种接种量体积百分比5％，反应在pH值为2.0，反应温度45℃的条件下进行，反应时间10天，最终形成铁矾类沉淀物。
上述步骤b中所述的除杂，是以体积浓度40％、皂化率66.7％的萃取剂P204，在pH值2.5、有机相∶水相(O∶A)＝1∶2、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，通过萃取除去钙镁铝等杂质。净化除杂后的浸出液组成分析见表2。
表2除杂后浸出液主要组成成分分析
上述步骤c中所述的萃取有机相，是将萃取剂P507和Cyanex272按照体积比为3∶2的比例进行配比形成复配萃取剂，再将复配萃取剂、稀释剂磺化煤油和改性剂TBP按照体积百分比10％∶85％∶5％混合后，采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化时间30min所得到的萃取有机相，所述萃取有机相的皂化率为50％。所述的协同萃取，是在室温下pH值在1.8～2.0范围内、有机相∶水相(O∶A)＝1∶6(体积比)、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，使用所述萃取有机相进行协同萃取。
Claims (6)
1.一种低品位硫化矿生物浸出液镍钴协萃分离提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在pH为1.8-2.0条件下，向含镍钴的浸出液添加铁氧化细菌，将浸出液中的亚铁离子氧化成三价铁离子，并且使三价铁形成黄钾铁矾类沉淀物而实现除铁；
b.采用萃取剂P204对除铁后的浸出液中的剩余杂质进行除杂；
c.用含有萃取剂P507和Cynaex272的萃取有机相对除杂后的浸出液进行协同萃取，萃取后静置分相30min，向有机相中加硫酸反萃出钴，萃钴后的溶液再经萃镍得到富镍溶液，实现镍钴分离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中所述的复配萃取剂，是将萃取剂P507和Cyanex272按照体积比为3∶2的比例进行配比形成复配萃取剂，再将复配萃取剂、磺化煤油和TBP按照体积百分比10％∶85％∶5％混合后，采用NaOH进行均相皂化，皂化时间30min所得到的萃取有机相，所述萃取有机相的皂化率为50％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的铁氧化细菌，在添加至浸出液中之前，先在pH值为1.8～2.0的9K基础培养基中进行复壮、培养。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的除铁，铁氧化细菌的接种量为体积百分比5％；反应在pH值为2.0，反应温度45℃的条件下进行，反应时间10天，最终形成铁矾类沉淀物。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的除杂，是以体积浓度40％、皂化率66.7％的萃取剂P204，在pH值2.5、有机相与水相的体积比为1∶2、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，通过萃取除去浸出液中的杂质。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c中所述的协同萃取，是在室温下pH值在1.8～2.0范围内、有机相与水相的体积比为1∶6、萃取时间5min、震荡强度225rpm的条件下，使用所述萃取有机相进行协同萃取。
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