[发明专利]由镍铁制备硫酸镍的方法

说明书

本发明公开了一种由镍铁制备硫酸镍的方法，该方法是在高压氧气环境中，将镍铁的粉碎料与硫酸混合，并通入一氧化碳气体进行反应，固液分离得到滤液和滤渣，向滤液中加入氧化剂，再加入沉淀剂，并控制滤液的pH，固液分离得到含镍滤液和氢氧化铁沉淀，含镍滤液经过萃取和反萃取处理得到硫酸镍溶液。本发明通过在高压酸性条件下通入一氧化碳气体，使一氧化碳先与镍铁生成四羰基镍和五羰基铁，再经氧气氧化，顺利与硫酸反应生成镍铁的硫酸盐，起到催化氧化的作用。整个反应过程，较为迅速，直接由镍铁制备出电池级硫酸镍，不会释放有毒气体，且工艺流程短，极大的提高了镍的收率，降低了投资成本，反应过程能耗低，辅料消耗少，适合产业化生产。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种由镍铁制备硫酸镍的方法。

背景技术

镍是一种重要的有色金属原料，在地球上储量丰富。镍矿石主要分硫化铜镍矿和氧化镍矿，两者的选矿和冶炼工艺完全不同：根据硫化铜镍矿矿石级别选用不同选石方法，再进行冶炼；氧化镍矿的冶炼富集方法，可分为火法和湿法两大类。

随着全球范围新能源汽车产销保持高速增长，三元动力电池占比逐渐提升，高镍化技术路线成为行业共识，以上因素共同作用下，未来动力电池领域硫酸镍消费高速增长的前景明确。

传统的硫酸镍生产工艺主要是通过硫化镍矿火法冶炼生产高冰镍再采用湿法工艺生产硫酸镍，但是目前硫化镍矿的储量低、开采条件相对较高、矿石品位有所下降，导致硫化镍矿产量呈逐渐下降，在硫化镍矿资源不足的背景下，开发新工艺使资源潜力较大的红土镍矿供应和加速增长的硫酸镍需求相匹配的问题得到解决。

目前利用红土镍矿生产镍产品主要有火法和湿法两类生产工艺。火法工艺包括回转窑-电炉还原熔炼工艺(RKEF)、竖炉电炉还原熔炼工艺(NST)、大江山冶炼工艺以及尚未工业化的转底炉工艺。由于RKEF火法工艺具有较高的收率，近年来被广泛应用，由其生产制备得到的镍产品则是含有各种杂质的镍铁。

工业上，常用采用镍铁加入含硫料后在转炉中吹炼制备高冰镍，再采用湿法工艺生产硫酸镍。此法需要先由镍铁制备得到高冰镍，再浸出制备硫酸镍，工艺流程长，原料消耗大，投资成本高，且湿法制硫酸镍时，镍的收率低。

现有技术中，也有相关厂家使用镍铁直接制备硫酸镍：通过将镍铁与硫酸、硝酸反应得到溶液，再进行逐步提纯，制备硫酸镍。工艺过程复杂，对萃取剂和沉淀剂消耗量大，且反应过程释放出一氧化氮有毒气体，不能达到清洁生产的目的。

相关技术公开了一种选择性分离钴镍铜铁合金中有价金属的方法，通过将钴镍铜铁合金在1300℃-1600℃下熔融，再高压雾化装置进行雾化制粉，得到钴镍铜铁合金粉；将此合金粉加入到硫酸体系中，通入氧化性气体或者氧化剂，调节气体流量或氧化剂用量进行控电位选择性浸出，得到Cu渣和Co、Ni、Fe混合浸出液；Cu渣进一步强化氧化浸出、净化提纯得到Cu的化学品；Co、Ni、Fe混合浸出液加入到特殊设计的锈蚀浸出槽中，进行锈蚀分离，得到铁锈渣和硫酸镍钴混合液。该制备方法新颖，流程短，工艺过程无污染。然而，前处理阶段需要高温熔融再雾化制粉，能耗较高，产业化推广较为困难。

因此，亟需一种流程短、成本低、收率高的镍铁一步法直接制备硫酸镍的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种由镍铁制备硫酸镍的方法。该方法能够制备出电池级硫酸镍，且该方法具有工艺流程短、辅料消耗量低、镍收率高等优势。

根据本发明的一个方面，提出了一种由镍铁制备硫酸镍的方法，包括以下步骤：

S1：在高压氧气环境中，将镍铁的粉碎料与硫酸混合，并通入一氧化碳气体进行反应，固液分离得到滤液和滤渣；

S2：向所述滤液中加入氧化剂，再加入沉淀剂，并控制滤液的pH，固液分离得到含镍滤液和氢氧化铁沉淀；