废旧镍钴锰电池浸出液中镍钴锰元素选择性回收工艺研究

研究了废旧锂离子电池浸出液中金属离子的分离回收工艺，通过硫化物选择性沉淀实现了浸出液中镍、钴离子与锰离子的高效分离与回收。研究了pH值、硫化钠加入系数、沉淀温度、沉淀时间对镍、钴、锰离子沉淀率的影响。结果表明，在沉淀温度25℃、硫化钠加入系数1.5、pH值5.0、沉淀时间6 min条件下，镍、钴、锰、铝离子沉淀率分别为99.73%、100%、2.77%、1.24%;正交实验结果表明，各因素对镍离子沉淀率影响的主次顺序为：硫化钠加入系数>pH值>沉淀温度>沉淀时间；对钴离子沉淀率影响的主次顺序为：硫化钠加入系数>沉淀温度>pH值>沉淀时间。在沉淀温度70℃、硫化钠加入系数2.5、pH值6.0、沉淀时间12 min条件下，锰、铝离子沉淀率分别为99.77%、6.86%。     

红土镍矿硫酸焙烧—浸出溶液中铁、镍回收的研究

以红土镍矿硫酸焙烧-浸出所得浸出液为原料,利用氨水调节溶液的pH值,进行铁、镍的分离与回收研究。通过探索温度、pH值对浸出液中铁、镍、镁离子沉淀的影响,得出沉淀铁离子的适宜条件为:温度30℃,pH=4.0,铁的沉淀率可达到99%以上,镍、镁沉淀率小于4%;沉淀镍离子的适宜条件为:温度60℃,pH=7.0,镍的沉淀率可达到95.5%以上,镁沉淀率低于10%。本研究所提出的分步水解法分离、回收有价金属的工艺将为红土镍矿硫酸法浸出液的综合利用提供技术指导。     

亚氨基二乙酸树脂对镍和镁离子的吸附性能研究

为解决比较复杂的镍浸出液的分离问题,研究了亚氨基二乙酸树脂对镍和镁的吸附性能,考察了亚氨基二乙酸树脂对镍和镁的吸附模型,同时考察了树脂用量、溶液pH值、镍的初始浓度、吸附时间、镍铁浓度比对树脂的吸附量及镍和铁的分离系数。结果显示：镁在D401树脂上的吸附遵循Langmuir模型和Freundlich 模型,存在着单分子层吸附和双分子层吸附。镍不符合以上两个模型。溶液的初始浓度和溶液pH值是影响吸附过程的主要工艺因素,最佳工艺条件为C_Ni =0.5 g/L、pH=4、［Mg］/［Ni］=3:1、T =36 h。50 mL的树脂用量时吸附较多,镍对镁的分离系数明显提高。不进行酸洗、碱洗时树脂吸附较大,分离系数增大。     

硫化钠对硅镁型红土镍矿气基还原焙烧的影响

镍是一种重要的战略金属,随着优质硫化镍矿日益匮乏,资源丰富的红土镍矿成为重要的提镍原料。本文以红土镍矿为研究对象,甲烷为还原剂,硫化钠为添加剂,考察了还原温度、甲烷浓度、还原时间及添加剂用量对镍、铁金属化率的影响,并通过扫描电子显微镜与能量色散光谱(SEM-EDS)分析对还原产物中镍铁的聚集情况进行了研究。结果表明：在还原温度900℃、还原时间60min、甲烷浓度20％、硫化钠添加量10％的条件下,还原产物中的镍、铁金属化率可分别达到89.05％、5.10％。硫化钠的加入促进了镍铁颗粒的聚集长大,有利于镍铁颗粒与杂质的分离,同时生成的FeS抑制了铁的深度还原,实现了镍的选择性还原。     

高硅含铁镍渣还原制备珠铁研究

为了有效回收镍渣中的铁,以石墨为还原剂,配加适量氧化钙压制成球团,采用直接还原工艺制备珠铁。探讨了还原时间、温度及碱度对球团还原、渣铁分离、金属化率的影响。结果表明,镍渣配碳球团在温度1 400 ℃、碱度0.8、还原时间12 min条件下,球团还原产物中渣铁分离良好,铁金属化率达93.89%,还原反应活化能为199.64 kJ/mol,反应速率由碳的气化反应控制,还原分离后的珠铁有望替代部分废钢用作电炉炼钢原料。     

纤维状纳米镍粉前驱体的合成

采用XRD、IR、SEM等分析手段对草酸盐沉淀法制备的纤维状纳米镍粉前驱体粉末组成和形貌进行表征，研究温度、浓度、pH值、表面活性剂和干燥方式对粉末形貌及分散性的影响。结果表明，草酸盐沉淀法制得的前驱体为复杂镍盐。控制沉淀反应温度60～70℃、镍离子浓度O．6～O．8mol／L、pH=8．4～8．8、添加PVP高分子表面活性剂，制得的粉末呈纤维状，分散性好。采用共沸蒸馏的干燥方式有利于减小粉末的团聚程度。     

氯化铵溶液中还原浸出海洋锰结核

采用亚硫酸钠作还原剂对氯化铵溶液中海洋锰结核的浸出行为进行研究，探讨Ｎａ２ＳＯ３加入量、ＮＨ４Ｃｌ浓度及初始ｐＨ值、浸出温度和时间等对锰结核中铜、镍、钴、锰、铁浸出率的影响。结果表明５．０ｍｏｌ／ＬＮＨ４Ｃｌ溶液中，初始ｐＨ值约５．０及８０℃、１８０ｍｉｎ，锰结核与Ｎａ２ＳＯ３等量加入时，铜、镍、钴、锰的浸出率分别为８８．５６％、９６．１４％、７８．５７％、３５．２％，铁几乎未被浸出。而在同样的条件下，控制浸出过程的ｐＨ值４．０左右，１２０ｍｉｎ后铜、镍、钴、锰、铁的浸出率分别为９０．２１％、９８．８０％、９１．４３％、９８．１１％、２０．１３％。     

废旧动力电池回收废料中镍含量的测定研究

采用丁二酮肟沉淀分离-EDTA滴定法测定废旧动力电池回收废料中镍含量,考察了废料中钴、锰、铜、铁、铝、锌、钙、镁等干扰元素的影响及消除,并对溶液pH值条件进行了优化。实验结果表明:通过添加适当的掩蔽剂可以消除共存离子的干扰,在溶液pH值为4.5~6.5时,测试结果较为稳定。该方法操作简单,具有良好的准确度和精密度,回收率在99.40%~100.80%之间,相对标准偏差小于0.25%,适用于废旧电池废料中镍含量的实际生产检测。     

高硫煤矸石处理含镍废水实验研究

将高硫煤矸石按一定粒度、一定量,加入到不同pH值的含镍废水中,搅拌一定时间后,静置,取上清液,测其中Ni2 的含量,并确定影响煤矸石吸附效率的因素.实验结果表明:废水的pH值对镍的去除率影响最大,碱性条件下利于吸附的进行,最佳反应条件为:pH值为8～9、加入量3.0g、粒度小于0.08mm时,对100ml含镍废水中Ni2 的吸附效率达到100%.吸附完成后溶液的pH值约为6左右,可直接排放.     

处理铝型材厂污水用复合聚硅酸铝铁的制备与絮凝效果的分析

采用聚硅酸铝铁(PSAF)处理铝型材生产过程中产生的废水,考察了铝铁摩尔比、碱化度、SiO2含量、反应温度以及溶液pH值对聚硅酸铝铁絮凝效果的影响;比较了聚硅酸铝铁与其他絮凝剂的絮凝性能,结果表明,采用聚硅酸铝铁处理铝型材厂废水具有制备方法简单、无毒、用量少、原料来源广泛、适用pH值范围较宽以及絮凝效果好等特点.     

Extractive separation of copper and nickel from copper bleed stream by solvent extraction route

Bleed stream from electro refining step of copper smelter was processed to recover the metals as high value products such as copper and nickel powders or salts. The process consists of partial decopperisation of the bleed stream followed by crystallization of a mixed salt of copper and nickel sulphate, leaching of the mixed salt, removal of iron, solvent extraction for the separation of copper and nickel and winning the solution to produce metal powders. After partial decopperisation of copper bleed stream, the resultant solution was subjected to crystallization which produces composite crystals with the chemical composition of 8.4–12.5% Cu, 13.7–14.38% Ni and 1–2 ppm of Fe as impurity. This mixed salt was leached with water and was treated for iron precipitation. The purified solution was subjected to solvent extraction using two solvents namely LIX 84 or Cyanex 272. A 20% LIX 84 in kerosene extracted 99.9% copper and 0.059% nickel at a pH of 2.5, similarly a 5% Cyanex 272 in kerosene extracted 98.06% copper and 0.51% nickel at a pH of 4.85. LIX 84 was used for metal separation in the mixer-settler unit and a flow sheet was developed using this solvent. The pure solutions of copper after stripping it from the loaded organic and nickel left in the raffinate were further electrolysed to produce pure copper (99.9%) and nickel (99.8%) powders, alternatively pure sulphate salts could also be crystallized. Since it is well known that Cyanex 272 is used for the separation of cobalt and nickel, a few experiments were performed on the extraction of copper by using Cyanex 272. A complete study is yet to be done to develop a flow sheet by using this solvent.     

甲烷作用下硅镁型红土镍矿低温还原焙烧-磁选镍铁精矿

选自云南元江的硅镁型红土镍矿在不同条件下进行甲烷低温还原,并通过磁选得到镍铁精矿。结果表明,还原温度在600~900℃,对镍和铁的品位和回收率影响很小,镍和铁的回收率随温度的变化趋势是一致的;镍和铁的品位及回收率随着还原时间的延长逐渐增加;甲烷浓度的增加使得镍和铁的品位降低,回收率则增加;在还原温度为800℃、还原时间为90 min条件下,当硫酸钠的添加量从5%增加到20%时铁的品位和回收率逐渐减小,而镍的品位和回收率则逐渐增加。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜及能谱(SEM-EDS)分析还原过程中硅镁型红土镍矿矿相和微观结构的变化,结果表明精矿主要是镍以及铁的氧化物,并且精矿中铁的品位远远高于镍的品位。     

新型还原剂与海洋锰结核还原浸出的研究

采用一种还原剂BR与锰结核发生反应, 再用硫酸浸取有价金属离子。研究了锰结核与还原剂之配料比、还原剂的细度对还原效果的影响, 考察了还原过程中温度和物相的变化;并探讨出合适的浸出液pH 值, 浸取温度, 浸取时间等浸取条件。结果表明锰结核与还原剂配料比为4∶1 , 还原剂的细度为-0.125 mm, 浸出液pH 值为2.2 , 无外热浸出35 min, 锰、铜、钴、镍的浸出率分别达到98.20%、99.88%、99 .91%、99 .95%、铁的浸出率为18.23%。     

低品质红土镍矿选择性还原-磁选制备镍铁合金

以TFe品位21.70%、Ni品位1.92%的低品位红土镍矿为原料,采用回转窑选择性还原-磁选工艺制备镍铁合金,研究了还原温度、磨矿方式以及磁场强度对镍铁回收率的影响。结果表明,适宜的工艺参数为: 还原温度1150 ℃、细磨(磨矿时间3 min)、磁场强度150 mT,此条件下所得镍铁合金中镍品位7.26%、镍回收率96.06%、铁品位85.15%、铁回收率89.23%,实现了低品位红土镍矿中铁、镍高效回收利用,并且镍铁中碳、磷和硫含量均在要求范围内。     

红土镍矿深度还原-磁选试验研究

采用深度还原-弱磁-强磁工艺对低品位红土镍矿进行了开发利用研究,重点研究了深度还原合适的温度、还原时间、配碳系数、料层厚度、强磁精矿返回量等参数。研究表明,适宜的深度还原条件为：还原温度1 275 ℃、还原时间50 min、配碳系数2.5、料层厚度25 mm、强磁精矿返回量占原矿量的25%,还原产物经弱磁选（场强为130 kA/m）,可获得镍、铁品位分别为6.96%、34.74%,镍、铁总回收率分别为94.06%、80.44%的优质镍铁精矿产品;同时富含大量细小镍铁颗粒的强磁精矿是红土镍矿深度还原的优质成核剂。     

熔剂性红土镍矿球团的还原焙烧-弱磁选效果

回转窑直接还原红土镍矿存在所需温度高、对耐火材料要求苛刻、还原指标差等问题。为开发一种高效低成本的红土镍矿球团还原工艺,考察了以CaO为熔剂改变红土镍矿碱度对红土镍矿球团还原焙烧-弱磁选效果的影响。结果表明：自然碱度下,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为60 min时,所得还原产品经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别仅3.8%和72.9%,回收率分别为17.8%和39.8%,磁性产品中含有较多的镁橄榄石和顽火辉石;随着红土镍矿碱度的增加,红土镍矿的软熔温度先降低后提高,碱度为1.0时,红土镍矿的软熔温度最低,比自然碱度时降低了100 ℃;碱度为1.0的红土镍矿球团在1 300 ℃下还原焙烧60 min后,经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别为8.7%和83.8%,回收率分别为85.6%和62.8%。XRD和扫描电镜分析结果表明：自然碱度的红土镍矿还原焙烧生成的Fe-Ni合金晶粒多在5 μm以下,并且分布比较分散,还原产品中夹杂有较多的杂质;添加CaO至碱度为1.0时,Fe-Ni合金晶粒可以长大到10~50 μm,还原产品中杂质较少,镍和铁得到了明显的富集。试验结果可以为红土镍矿球团还原焙烧-磁选制取镍铁新工艺提供理论基础。     

磁性晶种对电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的共去除研究

研究了磁性晶种对硫酸铁溶液、硫酸铬溶液、电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的去除效果,并探讨了磁性晶种除铁铬的机制。结果表明,在电镀污泥和红土镍矿酸浸液中,当pH值高于2.5和温度80 ℃以上时磁性晶种能有效去除铁铬离子。当铁铬共存时,磁性晶种表面生成的含铁水合物具有更强的静电引力,促进了磁性晶种对铬离子的去除。     

从红土镍矿中提取镍钴铁的新工艺研究

针对云南省元江红土镍矿的矿物组成特点,在比较国内外红土镍矿处理工艺的基础上,提出了还原—磨矿—选别—氧化浸出工艺处理该矿,并进行了全流程试验。首先进行了还原—磨矿—选别试验研究,主要考察了还原温度、还原时间、添加剂配比和还原剂配比对指标的影响;其次进行了综合试验。试验结果表明,还原—磨矿—选别可以抛弃红土镍矿中80%以上的脉石,同时实现镍钴铁富集,氧压浸出工艺可实现镍钴与铁的分离,并获得铁红产品。通过试验,获得的技术指标为:从原矿至氢氧化镍(钴)段,镍直收率大于75%、钴直收率大于70%和铁直收率大于80%;氢氧化镍产品镍的品位大于31%,氢氧化钴产品钴的品位大于0.70%,铁红产品铁含量大于62%,铁红达到铁精矿要求,可以作为铁精矿出售。该工艺实现了镍钴铁综合回收,资源利用率高,环境友好,为综合回收红土镍矿中镍钴铁提供一条新的工艺技术路线。