具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中红土镍矿吸附处理过程中，酸液解吸后的再生树脂吸附性能差，不利于红土镍矿中镍钴循环吸附。

为了解决上述问题，本发明提供了一种红土镍矿中镍钴的树脂吸附方法，其包括以下步骤：步骤S1、依次对红土镍矿进行酸浸、中和除铁铝、固液分离，得到预处理矿浆；步骤S2、采用IDA螯合树脂对预处理矿浆进行镍钴吸附，得到吸附树脂；步骤S3、采用酸性溶液对吸附树脂进行解吸处理，得到解吸树脂和镍钴解吸液；步骤S4、采用氢氧化钠水溶液或石灰乳作为皂化剂对解吸树脂进行皂化转型，得到皂化树脂后返回至步骤S2中进行镍钴吸附。

IDA螯合树脂在酸液解吸后，树脂官能团上的键合阳离子类型不同，在重新应用到吸附工序使，吸附效果会发生很大改变。在酸液解吸后键合的阳离子是氢离子，氢离子与树脂的亲和力强于镍钴(IDA螯合树脂对阳离子的亲和力顺序为H⁺＞Ni²⁺＞Co²⁺＞Mn²⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺＞Na⁺)，若直接将酸液解吸后的树脂用于镍钴再次吸附，会出现树脂吸附容量低、末级吸附后液相剩余镍钴浓度偏高等情况。本发明将IDA螯合树脂应用于红土镍矿酸浸、中和除铁铝、固液分离后得到的预处理矿浆的镍钴吸附，同时注重考虑IDA螯合树脂对不同阳离子亲和力顺序，充分考虑了IDA螯合树脂在镍钴吸附、酸液解吸后树脂的键合阳离子类型，在酸液解吸步骤之后增加了钙化转型步骤。具体地，通过对解吸树脂进行氢氧化钠水溶液或石灰乳的皂化转型，将解吸树脂中键合的阳离子改变为钠离子或钙离子，从而大大提高了解吸树脂对镍离子和钙离子的亲和力，从而有效提高了解吸树脂返回镍钴吸附步骤时对镍钴的吸附容量，显著降低了镍钴吸附后尾矿浆中剩余镍钴的浓度。

总之，本发明通过氢氧化钠水溶液或石灰乳对解吸树脂的皂化转型，有效提高了解吸树脂对镍钴的吸附性能，使得其能够多次循环吸附。利用本发明的树脂吸附方法，有效改善了红土镍矿中镍钴的吸附分离效果。

为了对解吸树脂进行更充分的皂化转型，在一种优选的实施方式中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为2～20％，优选为5～10％；石灰乳的质量浓度为5～30％，优选为10～20％。将各皂化剂的浓度控制在上述范围内，一方面能够更充分地代替解吸树脂上的氢离子完成皂化转型，形成钠基或钙基解吸树脂，另一方面也有利于减少资源浪费。更优选地，皂化剂与解吸树脂的体积比为0.5～10:1。

考虑到不同的皂化剂中阳离子与螯合树脂的亲和力，优选地，当皂化剂为氢氧化钠水溶液时，皂化剂与解吸树脂的体积比为2～10:1；当皂化剂为石灰乳时，皂化剂与解吸树脂的体积比为0.5～5:1。这样，能够更充分地完成皂化。需说明的是，考虑到皂化效果、皂化后解吸树脂的吸附镍钴的能力以及材料的成本等各方面因素，优选采用石灰乳作为皂化剂。

在一种优选的实施方式中，步骤S4中，采用搅拌桨搅拌、空气搅拌或过柱错流的形式使皂化剂和解吸树脂混合以进行皂化转型。采用以上几种形式均能够促进皂化剂和解吸树脂的混合及皂化转型，当然，考虑到不同的皂化剂更适宜的形式，优选地，当皂化剂为氢氧化钠水溶液时，采用空气搅拌或过柱错流的形式进行皂化转型；当皂化剂为石灰乳时，采用空气搅拌的形式进行皂化转型。

以上酸浸、中和除铁铝等工序均可以采用本领域的常用工艺。在一种优选的实施方式中，步骤S1包括：采用硫酸对红土镍矿进行酸浸过程，得到酸浸矿浆；调节酸浸矿浆的pH至3.8～5，以进行中和除铁铝过程，得到中和后矿浆；将中和后矿浆进行固液分离过程，以滤除粒径≥180μm的固体颗粒，得到预处理矿浆。通过以上方法能够是红土镍矿中的镍钴离子更充分进入到酸浸液中，同时也能够通过中和的方式去除铁铝等杂质。具体地，可以使酸浸矿浆与石灰乳接触调整矿浆pH至3.8～5。二价铁竞争能力远低于三价铁，对镍钴吸附影响不大，因此这里只调pH除去大部分铝和三价铁，不需要加入传统通气氧化二价铁为三价铁过程。此外，要完全除掉小颗粒需要精滤设备，投资大，这里只除去大颗粒(粒径≥180μm的固体颗粒)，再吸附，然后筛分出树脂，小颗粒可留在贫矿浆中不处理。

为了进一步提高酸浸效果，在一种优选的实施方式中，酸浸过程中的温度为230～260℃，酸矿比为230～280kg/t，液固比为22～26。优选地，浸出时间30～60min，采用硫酸酸浸。

优选地，步骤S2中，IDA螯合树脂与预处理矿浆之间的体积比为1:1～20。这样有利于进一步改善镍钴吸附效果。

优选地，步骤S3中，酸性溶液为质量浓度2％以上的硫酸水溶液。通过该硫酸水溶液能够将镍钴更充分地解吸。优选地，在得到镍钴解吸液后，方法还包括依次对其进行除锰、除镁、镍钴分离的步骤。具体的除锰、除镁、镍钴分离等步骤可以采用本领域的常用步骤，在此不再赘述。

在一种优选的实施方式中，IDA螯合树脂的型号为S930、M4195、IRC748、SR-5、TP207或TP209。利用上述类型的IDA螯合树脂，具有更好的镍钴吸附分离效果，同时其解吸树脂经皂化转型后，再次吸附镍钴的能力也较强。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

红土镍矿主要成分如下：

实施例1

对上述红土镍矿进行硫酸酸浸，具体工艺如下：温度255℃，酸矿比270kg/t，液固比25.5，浸出时间60min，浸出后矿浆再进行循环浸出，得到循环浸出矿浆。

将循环浸出矿浆与浓度10wt％石灰乳接触，调矿浆pH～3.8，中和除去矿浆液相中大部分铁铝离子，得中和后矿浆。

中和后矿浆经部分固液分离，过滤出尺寸180微米以上的固体颗粒，得到预处理后矿浆。

加入新鲜的螯合树脂TP209与预处理后矿浆接触，其中树脂与矿浆的体积比为1:5，吸附温度为60℃，时间为9h，吸附完成后将吸附后脂与贫矿浆分离。贫矿浆送至尾矿处理系统，处理后排入尾矿库。

将吸附树脂与质量浓度10％的硫酸溶液混合进行解吸，得到解吸树脂和镍钴解吸液。镍钴解吸液泵送萃取工序依次进行除锰、除镁、镍钴分离等工序，得镍溶液和钴溶液。

解吸树脂与质量浓度5％的氢氧化钠水溶液混合进行钠皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:氢氧化钠溶液＝1:2.5(V:V)，得到钠基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

以未皂化转型的解吸树脂返回再次吸附镍钴作为对比，经皂化转型后的皂化树脂二次吸附预处理后矿浆中树脂吸附容量约为20g(Ni+Co)/L湿树脂，远高于未经钠皂转型的氢基树脂(5g(Ni+Co)/L湿树脂)。利用皂化转型后的皂化树脂经三级逆流吸附(皂化树脂从第1级进，第3级出，吸附原液从第3级进，第1级出)后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L，低于未经钠皂转型的氢基树脂同等工艺取得的值(Ni～100mg/L，Co～10mg/L)。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于：解吸树脂与质量浓度10％的氢氧化钠水溶液混合进行钠皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:氢氧化钠溶液＝1:2(V:V)，得到钠基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附预处理后矿浆中镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为28g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L。

实施例3

与实施例1不同之处仅在于：解吸树脂与质量浓度20％的氢氧化钠水溶液混合进行钠皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:氢氧化钠溶液＝1:2(V:V)，得到钠基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为36g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于2mg/L，钴低于0.2mg/L。

实施例4

与实施例1不同之处仅在于：解吸树脂与质量浓度5％的氢氧化钠水溶液混合进行钠皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:氢氧化钠溶液＝1:10(V:V)，得到钠基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为25g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L。

实施例5

与实施例1不同之处仅在于：解吸树脂与质量浓度2％的氢氧化钠水溶液混合进行钠皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:氢氧化钠溶液＝1:0.5(V:V)，得到钠基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为12g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于50mg/L，钴低于5mg/L。

实施例6

对上述红土镍矿进行硫酸加压酸浸，具体工艺如下：温度255℃，酸矿比270kg/t，液固比25.5，浸出时间60min，浸出后矿浆再进行循环浸出，得到循环浸出矿浆。

将循环浸出矿浆与浓度20wt％石灰乳接触，调矿浆pH～4.2，中和除去矿浆液相中大部分铁铝离子，得中和后矿浆。

中和后矿浆经部分固液分离，过滤出尺寸180微米以上的固体颗粒，得到预处理后矿浆。

加入新鲜S930与预处理后矿浆接触，其中树脂与矿浆的体积比为1:8，吸附温度为40℃，时间为12h，吸附完成后将吸附后脂与贫矿浆分离。贫矿浆送至尾矿处理系统，处理后排入尾矿库。

将吸附树脂与质量浓度10％的硫酸溶液混合进行解吸，得到解吸树脂和镍钴解吸液。镍钴解吸液泵送萃取工序依次进行除锰、除镁、镍钴分离等工序，得镍溶液和钴溶液。

解吸后树脂与质量浓度20％石灰乳混合进行钙皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:石灰乳＝1:5(V:V)，得到钙基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

以未皂化转型的解吸树脂返回再次吸附镍钴作为对比，经皂化转型后的皂化树脂二次吸附中树脂吸附容量约为30g(Ni+Co)/L湿树脂，远高于未经钙皂转型的氢基树脂(5g(Ni+Co)/L湿树脂)。利用皂化转型后的皂化树脂经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于2mg/L，钴低于0.2mg/L，低于未经钙皂转型的氢基树脂同等工艺取得的值(Ni～100mg/L，Co～10mg/L)。

实施例7

与实施例5不同之处仅在于：解吸后树脂与质量浓度10％石灰乳混合进行钙皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:石灰乳＝1:4(V:V)，得到钙基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为25g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L。

实施例8

与实施例5不同之处仅在于：解吸后树脂与质量浓度10％石灰乳混合进行钙皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:石灰乳＝1:5(V:V)，得到钙基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为26g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L。

实施例9

与实施例5不同之处仅在于：解吸后树脂与质量浓度30％石灰乳混合进行钙皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:石灰乳＝1:0.5(V:V)，得到钙基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为20g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于5mg/L，钴低于0.5mg/L。

实施例10

与实施例5不同之处仅在于：解吸后树脂与质量浓度5％石灰乳混合进行钙皂转型，搅拌方式为空气搅拌，比例为树脂:石灰乳＝1:0.5(V:V)，得到钙基IDA螯合树脂，返回吸附工序二次吸附镍钴。

吸附结果：皂化树脂二次吸附树脂吸附容量约为16g(Ni+Co)/L湿树脂，经三级逆流吸附后尾矿浆中镍浓度低于10mg/L，钴低于1mg/L。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。