專利名稱：由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法
技術領域：
本發明提供了一種由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，屬于工業廢酸綜合利用及濕法冶金領域。
背景技術：
鈦白粉廣泛應用于涂料、塑料、油墨、造紙、化妝品等領域，是當今國內外重要的一種化工原料。目前我國近百家鈦白粉廠絕大部分采用硫酸法生產，據統計該生產工藝每生產I噸鈦白粉就會產生8 10噸20%左右的廢酸。如此量大的廢酸，如果直接排放，必將嚴重污染環境，因此必須對廢酸進行處理達標后方能排放。目前已有大量文獻及專利報道鈦白廢酸的處理及回收利用的方法。如專利CN202272737U (降低鈦白粉廢硫酸濃縮系統成品酸無機鹽含量的凈化裝置)，公開了一種降低鈦白粉廢硫酸濃縮系統成品酸無機鹽含量的凈化裝置，包括熟化槽，熟化槽為二只串聯的熟化槽，其中第二只熟化槽為待濾槽，待濾槽后設置3 4只間隙式運行的沉降槽，沉降槽上部設置澄清液進入成品酸槽的輸送管，沉降槽的下部沉淀物出口經泵與板框壓濾機相通，板框壓濾機清液出口與沉降槽相通。專利CN101538021 (回收利用硫酸法鈦白廢酸生產濃硫酸的方法及其裝置)，涉及一種回收鈦白稀廢酸生產濃硫酸的方法及其裝置，首先，將稀硫酸進行預提濃，通過沉淀除去稀廢酸帶來的大部分雜質，將經預提濃、除雜后的硫酸代替硫酸生產系統的補充水，加入硫酸吸收塔的硫酸循環槽中，經過硫酸吸收塔吸收三氧化硫，生產出濃硫酸，從而達到將稀硫酸回收的目的。專利CN2897369 (—種高效鈦白粉廢酸濃縮裝置)提供了一種高效鈦白粉廢酸濃縮裝置，是由廢酸濃縮管路、油加熱回路、熱空氣管路組成，所述的廢酸濃縮管路是由廢酸槽、一級酸泵、石墨換熱器、余熱蒸發器、二級酸泵、油加熱負壓蒸發器和冷凍結晶槽構成。這類濃縮回收廢酸的方法一定程度上解決了鈦白廢酸的回收再利用問題，但濃縮回收廢酸的方法設備投入大，對設備的耐腐蝕性要求高，而且采用蒸發濃縮生產高濃度硫能耗比較大，造成回收處理成本比較高，而且回收濃度難于達到要求，無法全部回用于生產。中和排放是指在廢酸中加入石灰或碳酸鈣等中和劑中和廢酸，使廢液PH值達到或接近中性后排放，此類方法產生大量低值的石膏，由于石膏用途少，又面臨跟其他石膏生產企業的競爭，因此銷路是比較困難的問題，而且大量石膏的堆存及運輸成本比較高，會使硫酸法鈦白的生產成本提高10% 15%。而采用鈦白廢酸處理不同礦石，生產相應貴重金屬的方法，由于生產成本低，產生的經濟效益大，將成為今后解決鈦白廢酸綜合利用的主要研究方向。專利CN101824542A(硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法)，該發明所解決的技術問題是提供了一種成本更低的硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法。該發明硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法為采用含有氧化銅或氧化鋅的礦石中和鈦白廢酸，過濾得到硫酸銅和硫酸鋅溶液；用鐵粉還原硫酸銅制備海綿銅，硫酸鋅電解制得金屬鋅，制備海綿銅所得廢液或硫酸鋅電解后的廢液用石灰中和處理后達標排放。專利CN102092793A (用菱錳礦處理廢硫酸制備高純硫酸錳及其水合物的方法)，充分利用了菱錳礦來處理生產鈦白粉所產生的廢硫酸，先將菱錳礦粉碎后用鹽酸將其所含錳浸提出來，然后用浸體液與生產鈦白粉所產生的廢硫酸進行反應，變廢為寶，治理了環境污染的同時將廢硫酸轉化成為具有很高經濟價值的硫酸錳，創造出可觀的經濟價值。專利CNlO 1787546A (由鈦白廢酸制取電解金屬錳的方法)，該發明所解決的技術問題是提供了一種生產成本更低的由鈦白廢酸制取電解金屬錳的方法。該方法是將含有二氧化錳的錳礦、硫鐵礦和鈦白廢酸加入反應容器中，加熱反應，過濾，凈化，電解，最后得到金屬錳和含硫酸的廢電解液。以上專利都能夠將鈦白廢酸成功應用于貴重金屬的冶煉，創造出可觀的經濟價值，但也存在著不足，如有些產品必須對鈦白廢酸進行凈化除雜后才能應用，且礦石中存在大量的鐵元素，而經過廢酸反應生成的硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳等與硫酸鐵同樣易溶于水，除去鐵比較難，分離提純硫酸銅、硫酸鋅、硫酸錳費用很高，并且需要大量設備，投入大，后續生產也會產生廢硫酸，同樣面臨著廢酸的再處理問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種解決現有鈦白廢酸綜合利用技術的不足，經過苦心專 研，提出了一種處理鈦白廢酸的方法，即采用鈦白廢酸浸提紅土鎳礦，生產硫化鎳精礦。本發明不需要對硫酸法鈦白廢酸除雜，減少了廢酸濃縮、凈化工序，生產過程中只需加入助劑和通入空氣，就能達到減少鐵元素的浸出，減少浸出液中鐵的含量，達到提高鎳回收率的效果。本發明生產硫化鎳精礦成本低，硫化劑用量少，污染少。本發明是這樣實現的采用鈦白廢酸與紅土鎳礦混合，調成漿狀后開始升溫浸提，在60 110°C下攪拌浸提20 120分鐘，加入助劑，調節ρΗ=0. 5 4. 5，然后保溫條件下吹入壓縮空氣或氧氣，繼續反應O. 5 5小時后過濾，濾液放入反應釜，啟動攪拌并加熱到40 100°C，加入硫化劑，繼續攪拌并保溫O. 5 5小時，過濾，濾渣為硫化鎳精礦。所訴的鈦白廢酸重量濃度為10% 30%，廢酸的用量為紅土鎳礦的2 7倍。所述的浸提方式為常壓浸提。所述的助劑為硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、氫氧化鉀、磷酸鉀、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、硫酸銨、氯化銨、硝酸銨和磷酸銨中的一種或多種組合物，加入量為紅土鎳礦重量的I 15%。所述的調節pH采用堿性物質，所述的堿性物質為氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣中的一種或它們的組合物。所述的過濾方式為直接過濾或降溫過濾。所述的硫化劑為硫化鈣、硫化鎂、硫化鋇、硫化亞鐵、硫化鋁、硫化鋅、硫化銅、硫化錳、硫化鉛、硫化錫和硫化銨和它們的二硫化物或多硫化物中的一種或它們的組合物；加入硫化劑的重量為濾液中鎳離子含量的O. 5 5倍。與現有技術相比，本發明有如下優點
I、采用鈦白廢酸代替普通硫酸浸提紅土鎳礦生產硫化鎳精礦，解決了廢酸綜合利用的難題，生產成本低，所用設備簡單。2、鈦白廢酸直接綜合利用，不需要濃縮到一定濃度，也不需要凈化除雜，減少了濃縮、凈化設備，降低了能耗。3、浸提后期加入助劑及氧化劑，大大減少了鐵的浸出，降低了浸提液中鐵的含量，使浸提液無需另外進行除鐵處理，減少除鐵工藝，降低生產勞作強度。
4、采用特殊硫化劑，避免了轉化過程中硫化氫的釋放，既保護了車間和大氣環境，又減少了硫化劑的損失，降低生產成本。
圖I是本發明由鈦白廢液制取硫化鎳精礦的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例I (實施例中所有的酸和鎳的含量均為重量含量)
IOOOKg紅土鎳，加入3500Kg22%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到80°C，常壓攪·拌浸提45分鐘，加入150Kg硫酸鈉固體，加入氫氧化鈉調節pH=4. 2，吹入壓縮空氣，繼續反應I. 5小時，降溫到40°C后過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到80°C，加入280Kg粉狀硫化亞鐵，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為11. 5%。實施例2
IOOOKg紅土鎳，加入5200Kgl5%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入IOOKg氯化鉀固體，加入氫氧化鈉調節pH=3. O,吹入壓縮空氣，繼續反應2小時，過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到90°C，加入300Kg粉狀硫化鈣，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為8. 3%。實施例3
IOOOKg紅土鎳，加入5200Kgl8%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入IOOkg硫酸銨固體，加入氫氧化鈉調節pH=3. 0，吹入壓縮空氣，繼續反應2小時，過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到90°C，加入300Kg粉狀硫化銨和二硫化銨，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為13. 1%。實施例4
IOOOKg紅土鎳，加入4500Kg20%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到80°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入60Kg碳酸鈉和20kg磷酸銨固體，加入氫氧化鈉調節pH=l. O,吹入壓縮空氣，繼續反應2小時，過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到90°C，加入210Kg粉狀硫化鋅，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為12. 6%。實施例5
IOOOKg紅土鎳，加入6000Kgl7%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到110°C，常壓攪拌浸提45分鐘，加入IOOKg氯化鈉和50kg磷酸鉀固體，加入氫氧化鈉調節pH=4. 5，吹入壓縮空氣，繼續反應4小時，過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到95°C，加入280Kg粉狀硫化銨和硫化鋅的混合物，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為 15. 8%ο實施例6
IOOOKg紅土鎳，加入4500Kgl5%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到100°C，常壓攪拌浸提60分鐘，加入60Kg硫酸銨和40kg硫化鈉固體，加入氫氧化鈉調節pH=l. 5，吹入壓縮空氣，繼續反應2小時，過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到90°C，加入200Kg粉狀硫化鋅，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為13. 6%。
實施例7
IOOOKg紅土鎳，加入5000Kg21%的鈦白廢酸，開啟攪拌調成漿狀，升溫到90°C，常壓攪拌浸提70分鐘，加入60kg硫酸鈉和20kg氯化銨固體，加入氫氧化鈉調節pH=4. 2，吹入壓縮空氣，繼續反應2. 5小時，降溫到40°C后過濾，濾液放入反應釜，攪拌下加熱到80°C，加入
250Kg粉狀硫酸鋇和硫化鎂的混合物，保溫反應3小時后降溫到50°C，過濾，濾渣即為硫化鎳精礦，鎳含量為12. 5%。上述實施例得到的硫化鎳精礦可以直接用于提煉金屬鎳。
權利要求
1.一種由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于采用鈦白廢酸與紅土鎳礦混合，調成漿狀后，在60 110°C下浸提20 120分鐘，加入助劑，調節ρΗ=0. 5 4. 5，然后在保溫條件下吹入壓縮空氣或氧氣，繼續反應O. 5 5小時后過濾，濾液放入反應釜，啟動攪拌并加熱到40 100°C，加入硫化劑，繼續攪拌并保溫O. 5 5小時，過濾，濾渣為硫化鎳精礦； 所述的鈦白廢酸重量濃度是10 30%，用量為紅土鎳礦的2 7倍。
2.根據權利要求I所述的由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的浸提方式為常壓浸提。
3.根據權利要求I所述的由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的助劑為硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、氫氧化鉀、磷酸鉀、硫酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、硫酸銨、氯化銨、硝酸銨和磷酸銨中的一種或多種組合物，加入量為紅土鎳礦重量的I 15%。
4.根據權利要求I所述的由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的調節PH采用堿性物質，所述的堿性物質為氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣中的一種或它們的組合物。
5.根據權利要求I所述的由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的過濾方式為直接過濾或降溫過濾。
6.根據權利要求I所述的由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法，其特征在于所述的硫化劑為硫化韓、硫化續、硫化鎖、硫化亞鐵、硫化招、硫化鋒、硫化銅、硫化猛、硫化鉛、硫化錫、硫化銨和它們的二硫化物或多硫化物中的一種或它們的組合物；加入硫化劑的重量為濾液中鎳離子含量的O. 5 5倍。
全文摘要
本發明提供了一種由鈦白廢酸制取硫化鎳精礦的方法。具體技術方案是采用鈦白行業產生的廢酸浸泡紅土鎳礦，升溫攪拌浸提一段時間后，加入助劑，吹入壓縮空氣或氧氣，反應一段時間后過濾，濾液升溫到指定溫度后加入硫化劑，攪拌并保溫一段時間后過濾，得到硫化鎳精礦。本發明是一條綜合利用鈦白廢酸的有效途徑，既能變廢為寶，又能降低濕法冶煉生產金屬鎳的成本，并且減少了大氣污染，可產生很好的經濟效益。
文檔編號C22B23/00GK102943174SQ201210474150
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者容小邕, 梁興泉 申請人:廣西藤縣雅照鈦白有限公司