磁流体晶核诱导结晶净化技术及其应用进展—中南大学资源加工与生物工程学院—孙伟

磁流体晶核诱导结晶净化技术及其应用进展

报告人：孙伟教授

单位：中南大学

资源加工与生物工程学院

Contents

1、磁流体晶核诱导结晶净化技术开发的背景

2、什么是磁流体晶核诱导净化技术—理论基础

3、磁流体晶核诱导除铁技术在金川镍浸出液中的应用

4、磁流体晶核诱导除铁技术在驰宏锌锗锌浸出液中的应用

5、磁流体晶核诱导提铬技术在银亿电镀废液中的应用

6、磁流体晶核诱导净化技术在工业水处理中的应用

一 磁流体晶核诱导净化工艺开发的背景

黄铁矾

针铁矿

Iron removal

其它

赤铁矿

能耗、成本高

渣量大、环境污染很严重

条件苛刻、过滤

性能差

成本高

高效

环保

二什么是磁流体晶核诱导净化技术—理论基础?

——The mechanism of the technology

磁流体晶核诱导除铁工艺技术原型

净化液

调浆

渣层磁性晶种

颗粒团聚

磁性晶核表面晶体结构

晶核半径

表面活性

△G

△Gs

△Gv

△G

r

r e

r c

磁性晶核表面性质

磁性晶核对沉淀结晶过程的影响

1

10

100

1000

1

234567

8910V o l u m e /%

Particle size /um

Magnetic seed

Para-goethite Iron residue

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.20.00.20.40.60.81.01.21.4

1.61.8

2.0 Magnetic seed Para-goethite Iron residue

V o l u m e /%

Particle size /um

核-壳状结构

Particle size analysis of

magnetic seed-induced crystallization

Fine particles (<1μm)

Reference ：

Haisheng Han , Wei Sun, Yuehua Hu, Honghu Tang. Magnetic separation of iron precipitate from nickel sulphate solution by magnetic seeding Hydrometallurgy 156:182-187.（2015）

Iron precipitation on crystal seed

Magnetic flocculation

core-shell

structure

磁流体晶核诱导除铁过程

三磁流体晶核诱导除铁技术在金川镍浸

出液中的应用

金川镍冶炼厂除铁工艺现状

加压浸出液“赤铁矿法”电解阳极液“中和水解-黄钠铁矾”

加压浸出渣含镍

10-20%，浸出率较

低；

在提高浸出率的同时，大量铁进入浸

出液，铁渣过滤性

差；

铁以赤铁矿形式进入浸出渣；

浸出渣需要循环处理，冶炼成本高，

同时限制了产能。

工艺流程长、效

率低、能耗高

（两段除铁、碱

耗酸耗大、设备

复杂）；

一段中和水解过

滤性差，过滤压

力大，铁渣吸附

夹带严重；

黄钠铁矾渣大量

堆积、环境污染

严重。

新工艺

大颗粒结晶磁团聚

途

径

磁流体除铁试验设备

磁流体晶核诱导除铁效果

Samples / elements Ni Cu Fe Co S

Leaching solution

(g/L)144.540.0628.54 1.20 Qualified liquor (g/L)123.560.0450.008 1.20 Iron residues /%0.760.06552.890.033 1.68Iron residues after roasting under 600℃ /%

0.83

0.071

63.32

0.035

0.23The settling of goethite precipitates

in 30 min

The magnetic flocculation and

fast settling in 2 min

网捕微细颗粒

压缩沉降层

铁渣可以作为钢铁冶炼厂生产原料

除铁过程中镍的损失机制

2.0 2.5

3.0 3.5

4.0 4.5

60

657075808590

95100R e c o v e r y o f N i /%

pH

010

2030

405060

7080

90

100

C r y s t a l l i n i t y /%

2

4

6

8

S p e c i f i c s u r f a c e a r e a /(m 2/g )

核-壳大颗粒

镍的损失率与pH 及比表面积关系

胶体

晶体

胶态区

结晶区

过渡区

镍损失最少

Reference ：Yue T, Han H, Sun W, et al. Low-pH mediated goethite precipitation and nickel loss in nickel hydrometallurgy[J]. Hydrometallurgy, 2016