一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法
【專利摘要】一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，所述硫酸浸出液含一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，所述硫酸浸出液含F(xiàn)e>14g/L，游離酸濃度0.3~4.0mol/L，pH<0.5，其特征是步驟如下：加入氧化劑將所述硫酸浸出液中的二價(jià)鐵氧化；將萃取劑與硫酸浸出液進(jìn)行萃取，得到除酸萃余液；用萃取劑萃取除酸萃余液中的鐵；再用萃取劑萃取前一次的萃余液，如此重復(fù)2~5次，合并負(fù)載鐵有機(jī)相；用硫酸溶液反萃取負(fù)載鐵有機(jī)相，得到硫酸鐵溶液和有機(jī)相；合并負(fù)載酸有機(jī)相和有機(jī)相，用堿性溶液中和其中的酸后，萃取劑回收再用。本發(fā)明是一種成本低、工藝和操作簡單、綠色環(huán)保、可工業(yè)化的回收鐵的方法。
【專利說明】一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，屬于濕法冶金領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]由于鐵儲(chǔ)量大，不同礦物中鐵均占有較大比例，在有色金屬冶金濕法過程中，礦石中的鐵不同程度地隨主金屬浸出進(jìn)入浸出液中，其對(duì)后續(xù)有價(jià)金屬的提純與富集有很大負(fù)面影響，是最主要的雜質(zhì)元素。近年，隨著高品位礦的開采殆盡，低品位復(fù)雜復(fù)合礦的利用成為關(guān)鍵，為提高低品位復(fù)雜復(fù)合礦中有價(jià)金屬浸出率，往往采用高濃度硫酸加壓的浸出方式，其浸出液特點(diǎn):①鐵濃度14~50g/L，而有價(jià)金屬濃度相對(duì)較低；②浸出液硫酸濃度高，游離酸濃度0.3~4.0mol/L, ρΗ〈0.5。
[0003]目前，除鐵的主要研究方法可分為沉淀法和萃取法兩大類。①沉淀法:如黃鉀鐵礬法、針鐵礦法、赤鐵礦法等。該法已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。沉淀法雖能達(dá)到除鐵效果，但這類方法普遍存在操作繁雜、過濾困難、有價(jià)金屬損失大、中和劑消耗大、以及沉鐵渣回收困難，同時(shí)堆放占用土地且易造成二次污染等問題，尤其是富鐵浸出液，沉淀法除鐵更為棘手。②萃取法:具有能耗低、污染少、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，但仍處于實(shí)驗(yàn)階段，未見工業(yè)化報(bào)道。目前，常用于除鐵的萃取劑包括酸性磷(膦)類、羧酸類以及胺類萃取劑。磷(膦)類選擇性差且不易反萃取，導(dǎo)致有價(jià)金屬損失大，酸耗高；羧酸類水溶性大，且適用較低酸度；相比之下，胺類萃取劑如Ν235具有選擇性優(yōu)良、較易反萃取等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]伍志春等(叔胺從硫酸鋅溶液中萃取除鐵的研究[J]，《有色金屬》，1988，40
(2):66-72);于淑秋等(叔胺自硫酸鋁溶液中除鐵[J],《化工冶金》，1988，9 (3):34-42)；劉銘等(用N235-TBP混合體系從硫酸鹽溶液中協(xié)同萃取除鐵[J]，《中國有色金屬學(xué)報(bào)》，2005，15 (10):1648-1654 ;王福興等(萃取法處理低鎳鈷浸出液的工藝研究[J],《稀有金屬》，2011，35 (5):753-758)均報(bào)道了 N235從含鐵的硫酸鹽溶液中除鐵和逆流萃取過程，但其料液鐵濃度在14g/L及以下，且酸度在pH=l.0左右，文獻(xiàn)表明，當(dāng)酸度升高，初始ρΗ〈0.5后萃取率急劇下降，在ρΗ〈0.4后，鐵基本不被萃取。同時(shí)料液鐵濃度高時(shí)，萃取過程中，PH的變化易使鐵析出沉淀。為此，如何實(shí)現(xiàn)從Fe>14g/L，pH〈0.5的硫酸浸出液中除鐵，未見相關(guān)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)從Fe>14g/L，ρΗ〈0.5的硫酸浸出液中除鐵工藝的技術(shù)空缺，提供一種成本低、工藝和操作簡單、綠色環(huán)保、可工業(yè)化的回收鐵的方法。
[0006] 本發(fā)明的從硫酸浸出液中回收鐵的方法步驟如下:1)加入氧化劑將所述硫酸浸出液中的二價(jià)鐵氧化；2)將萃取劑與硫酸浸出液進(jìn)行1~4級(jí)錯(cuò)流萃取，得到負(fù)載酸有機(jī)相和ρΗ>0.5的除酸萃余液；3)用萃取劑萃取步驟2)所得的除酸萃余液中的鐵；4)用硫酸將步驟3)所得的萃余液的pH調(diào)節(jié)至0.5~1.2之間，再用萃取劑萃取前一次的萃余液，如此重復(fù)2~5次，合并負(fù)載鐵有機(jī)相；5)用硫酸溶液反萃取步驟4)所得的負(fù)載鐵有機(jī)相，得到硫酸鐵溶液和有機(jī)相；6)合并步驟2)所得負(fù)載酸有機(jī)相和步驟5)所得的有機(jī)相，用堿性溶液中和其中的酸后，萃取劑回收再用。
[0007]步驟I)所述的氧化劑為雙氧水、過硫酸鈉或高氯酸鈉的一種或幾種，其用量為二價(jià)鐵氧化所需理論量的1.0~3.0倍。
[0008]步驟2)和步驟3)所述的萃取劑為體積濃度10~40%的N235，體積濃度5~20%的TBP，磺化煤或體積濃度40~85%的260#溶劑油。
[0009]步驟2)和步驟3)所述的萃取相比0:A=1:1~5:1 ;萃取時(shí)間為I~20min。
[0010]步驟5)所述的反萃取相比0:A=1:1~10:1，反萃取時(shí)間為I~20min，采用的硫酸濃度為20~300g/L。
[0011]步驟6)所述的堿性溶液為1.0~6.0mol/L氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液或液固比4:1~10:1石灰乳，相比O:A=1:1~5:1。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明不存在沉淀法所造成的渣量大、過濾困難、有價(jià)金屬夾帶損失嚴(yán)重，渣二次污染等問題，同時(shí)避免了中和劑的消耗，實(shí)現(xiàn)了鐵與Cu、Co和Ni等有價(jià)金屬的分離和回收，鐵的萃取率可達(dá)到98%，Cu、Co、Ni等有價(jià)金屬基本不被萃取。
[0013]2.本發(fā)明的方法只需要經(jīng)過簡單的萃取-反萃取-中和過程就可以實(shí)現(xiàn)從硫酸浸出液中回收鐵，以硫酸鐵溶液形式回收可進(jìn)一步增值，操作簡便，極易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
[0014]3.本發(fā)明的有機(jī)相萃取劑經(jīng)堿性溶液中和后可返回萃取過程，大大減低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
某復(fù)合礦的硫酸浸出液，含 Fe 14.0g/L (其中 Fe2+ 2.8g/L), Cu 5.35g/L，Co 0.25g/L，Ni 6.31g/L，游離酸濃度為0.32mol/L，在浸出液中加入按二價(jià)鐵氧化所需理論量1.2倍的雙氧水氧化后，將體積比為20%N235-5%TBP-75%磺化煤油的萃取劑與浸出液按0:A=1: 1、萃取時(shí)間為2min進(jìn)行I級(jí)錯(cuò)流萃取至除酸萃余液ρΗ=0.89,經(jīng)第一次萃取鐵，萃余液PH= 1.68，調(diào)節(jié)pH為0.7，第二次萃取鐵，萃余液ρΗ=1.88，調(diào)節(jié)pH為0.7，第三次萃取鐵，所得到萃余液含F(xiàn)e 0.31g/L，計(jì)算鐵萃取率為97.79% ;負(fù)載鐵有機(jī)相與20g/L硫酸溶液按O:A=1: 1、反萃取時(shí)間1min進(jìn)行2級(jí)逆流反萃取,反萃取率達(dá)98.57%,得到硫酸鐵溶液主要成分含量 Fe 4.50g/L, Cu 0.008g/L, Co 0.0006g/L, Ni 0.005g/L，將反萃取鐵后的有機(jī)相與負(fù)載酸有機(jī)相混合，與1.0mol/L氫氧化鉀溶液按O: A=1:1混合均勻后，停止攪拌，靜置分層，萃取劑回收再用。
[0017]實(shí)施例2
某復(fù)合礦的硫酸浸出液，主要成分含量Fe 28.4g/L (其中Fe2+ 4.53g/L)，Cu 4.35g/L，Co 0.19g/L，Ni 4.63g/L，游離酸濃度為0.78mol/L，在浸出液中加入按二價(jià)鐵氧化所需理論量1.2倍的雙氧水氧化后，將體積比為40%N235-20%TBP-40%磺化煤油的萃取劑與浸出液按0:A=1: 1、萃取時(shí)間為20min進(jìn)行I級(jí)錯(cuò)流萃取酸至除酸萃余液ρΗ=0.95,經(jīng)第一次萃取鐵，萃余液pH=2.34，調(diào)節(jié)pH為0.9，第二次萃取鐵，所得到萃余液含F(xiàn)e 0.56g/L，計(jì)算鐵萃取率為98.04% ;將負(fù)載鐵有機(jī)相與60g/L硫酸溶液按0:A=1: 1、反萃取時(shí)間20min進(jìn)行I級(jí)反萃取，反萃取率達(dá)98.16%，得到硫酸鐵溶液主要成含量Fe 13.67g/L，Cu 0.007g/L, Co
0.0004g/L, Ni 0.003g/L,反萃取鐵后的有機(jī)相與負(fù)載酸有機(jī)相混合，與1.5mol/L氫氧化鈉溶液按O: A=1:1混合均勻后，停止攪拌，靜置分層，萃取劑回收再用。
[0018]實(shí)施例3
某復(fù)合礦的含鐵硫酸浸出液，主要成分含量Fe 28.4g/L (其中Fe2+ 4.53g/L)，Cu4.35g/L，Co 0.19g/L，Ni 4.63g/L，游離酸濃度為0.78mol/L，在浸出液中加入按二價(jià)鐵氧化所需理論量1.5倍的過硫酸鈉氧化后，將體積比為30%N235-10%TBP-60%磺化煤油的萃取劑與浸出液按0:A=1: 1、萃取時(shí)間為2min進(jìn)行I級(jí)錯(cuò)流萃取至除酸萃余液ρΗ=0.75,經(jīng)第一次萃取鐵，萃余液PH=L 88，調(diào)節(jié)pH為1.2，第二次萃取鐵，萃余液pH=2.52，調(diào)節(jié)pH為
0.95，第三次萃取鐵，萃余液pH=2.24，調(diào)節(jié)pH為1.2，第四次萃取鐵，所得到萃余液含F(xiàn)e
0.52g/L，計(jì)算鐵萃取率為98.17% ;負(fù)載鐵有機(jī)相與60g/L硫酸溶液按0:A=1:1、反萃取時(shí)間5min進(jìn)行I級(jí)反萃取,反萃取率達(dá)98.18%,得到硫酸鐵溶液主要成分含量Fe 6.84g/L,Cu 0.01g/L, Co 0.0004g/L, Ni 0.003g/L，反萃取鐵后的有機(jī)相與負(fù)載酸有機(jī)相混合，與
6.0mol/L氫氧化鈉溶液按O: A=5:1混合均勻后，停止攪拌，靜置分層，萃取劑回收再用。
[0019]實(shí)施例4
某復(fù)合礦的含鐵硫酸浸出液，主要成分含量Fe 39.7g/L (其中Fe2+ 6.33g/L)，Cu6.24g/L，Co 0.28g/L，Ni 6.55g/L，游離酸濃度為2.29mol/L，在浸出液中加入按二價(jià)鐵氧化所需理論量3.0倍的雙氧水氧化后，將體積比為30%N235-10%TBP-60%磺化煤油的萃取劑與浸出液按0:A=1: 1、萃取時(shí)間為2min進(jìn)行2級(jí)錯(cuò)流萃取至除酸萃余液ρΗ=0.56,經(jīng)第一次萃取鐵，萃余液PH=L 47，調(diào)節(jié)pH為0.95，第二次萃取鐵，萃余液pH=2.15，調(diào)節(jié)pH為0.95，第三次萃取鐵，萃余液pH=2.16，調(diào)節(jié)pH為0.95，第四次萃取鐵，萃余液pH=2.06，調(diào)節(jié)pH為
0.95，第五次萃取鐵，所得到萃余液含F(xiàn)e 1.12g/L，計(jì)算鐵萃取率為97.18% ;負(fù)載鐵有機(jī)相與300g/L硫酸溶液按O:A=1: 1、反萃取時(shí)間5min進(jìn)行2級(jí)反萃取，反萃取率達(dá)99.02%，得到硫酸鐵溶液主要成分含量 Fe 76.40g/L,Cu 0.014g/L,Co 0.0006g/L,Ni 0.008g/L，反萃取鐵后的有機(jī)相與負(fù)載酸有機(jī)相混合，與3.5mo/L氨水按0:A=2:1混合均勻后，停止攪拌，靜置分層，萃取劑回收再用。
[0020]實(shí)施例5
某復(fù)合礦的含鐵硫酸浸出液，主要成分含量Fe 39.7g/L (其中Fe2+ 6.33g/L)，Cu
6.24g/L，Co 0.28g/L，Ni 6.55g/L，游離酸濃度為3.8mol/L，在浸出液中加入按二價(jià)鐵氧化所需理論量1.2倍的高氯酸鈉氧化后，將體積比為10%N235-5%TBP-85%磺化煤油的萃取劑與浸出液按0:A=5: 1、萃取時(shí)間為2min進(jìn)行3級(jí)錯(cuò)流萃取至除酸萃余液ρΗ=0.62,經(jīng)第一次萃取鐵，萃余液PH=L 87，調(diào)節(jié)pH為0.6，第二次萃取鐵，萃余液pH=2.05，調(diào)節(jié)pH為0.6，第三次萃取鐵，萃余液pH=2.06，調(diào)節(jié)pH為0.6，第四次萃取鐵，萃余液pH=2.06，調(diào)節(jié)pH為
0.6，第五次萃取鐵，所得到萃余液含F(xiàn)e 0.92g/L，計(jì)算鐵萃取率為97.68% ;負(fù)載鐵有機(jī)相與200g/L硫酸溶液按O:A=1: 1、反萃取時(shí)間5min進(jìn)行4級(jí)反萃取，反萃取率達(dá)98.96%，得到硫酸鐵溶液主要成分含量 Fe 25.58g/L,Cu 0.019g/L,Co 0.0008g/L,Ni 0.011g/L，將反萃取鐵后的有機(jī)相與負(fù)載酸有機(jī)相混合，與液固比為4:1的石灰乳按0:A=5:1混合均勻后，停止攪拌，靜置分層，萃取劑回收再用。
【權(quán)利要求】
1.一種從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，所述硫酸浸出液含F(xiàn)e>14g/L，游離酸濃度0.3~4.0mol/L，pH〈0.5，其特征是步驟如下:1)加入氧化劑將所述硫酸浸出液中的二價(jià)鐵氧化；2)將萃取劑與硫酸浸出液進(jìn)行I~4級(jí)錯(cuò)流萃取，得到負(fù)載酸有機(jī)相和ρΗ>0.5的除酸萃余液；3)用萃取劑萃取步驟2)所得的除酸萃余液中的鐵；4)用硫酸將步驟3)所得的萃余液的pH調(diào)節(jié)至0.5~1.2之間,再用萃取劑萃取前一次的萃余液,如此重復(fù)2~5次，合并負(fù)載鐵有機(jī)相；5)用硫酸溶液反萃取步驟4)所得的負(fù)載鐵有機(jī)相，得到硫酸鐵溶液和有機(jī)相；6)合并步驟2)所得負(fù)載酸有機(jī)相和步驟5)所得的有機(jī)相，用堿性溶液中和其中的酸后，萃取劑回收再用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，其特征是所述氧化劑為雙氧水、過硫酸鈉或高氯酸鈉的一種或幾種，其用量為二價(jià)鐵氧化所需理論量的1.0~3.0倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，其特征是所述的萃取劑為體積濃度10~40%的N235，體積濃度5~20%的TBP，磺化煤或體積濃度40~85%的260#溶劑油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，其特征是所述的萃取相比0:A=1:1~5:1 ;萃取時(shí)間為I~20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，其特征是所述的反萃取相比0:A=1:1~10:1，反萃取時(shí)間為I~20min，硫酸濃度為20~300g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸浸出液中萃取回收鐵的方法，其特征是所述的堿性溶液為1.0~6.0mol/L氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液或液固比4:1~10:1石灰乳，相比O:A=1:1 ~5:1。
【文檔編號(hào)】C22B3/44GK104164561SQ201410388360
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】邱顯揚(yáng), 張魁芳, 劉志強(qiáng), 曹洪楊, 朱薇, 李偉, 郭秋松 申請(qǐng)人:廣東省工業(yè)技術(shù)研究院(廣州有色金屬研究院)