專利名稱：一種用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法
技術領域：
本發(fā)明為礦產(chǎn)加工領域，涉及富鎳產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，具體為一種用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法。
背景技術：
能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。我國是一個銅鎳緊缺國，每年需要銅350 萬噸、鎳40萬噸，缺口較大，尚需進口。中國是個鎳資源貧缺的國家，目前全國查明鎳礦產(chǎn)地93處，資源儲量鎳金屬約813萬噸(其中基礎儲量四3. 66萬噸)。主要集中在金川，占全國的56%，其次主要頒分布在吉林、云南、新疆、四川和青海等5省區(qū)，占全國的35%。一方面我國銅鎳總儲量較多，但能經(jīng)濟地利用傳統(tǒng)選冶工藝處理的銅、鎳礦越來越少，銅鎳資源越來越緊缺；另一方面由于受傳統(tǒng)選冶工藝技術的制約，造成了大量鎳銅鋅廢棄物，既造成了銅、鎳資源的浪費，又對環(huán)境造成了嚴重影響。針對銅鎳再生資源目前在國內(nèi)主要有兩種冶煉工藝技術 工藝一見附圖2，工藝二見附圖3，
第一種是用火法處理鎳銅再生資源的方法。對于處理低品位的各種鎳再生資源有很大的適應性，但此工藝動力、能耗要求高，一次性投入較大，冶煉產(chǎn)生的廢氣治理困難，鎳主金屬回收率低，其它有價金屬如銅、鋅不易回收，綜合經(jīng)濟效益較差。第二種是傳統(tǒng)處理鎳銅再生資源的方法。在傳統(tǒng)方法冶煉過程中同樣存在金屬綜合回收率低，成本高，其他有價金屬不易提取，煙氣治理困難等問題。
結(jié)合以上兩種方法不論火法、濕法，不論國內(nèi)外都先把低冰鎳吹煉成高冰鎳，這樣就增加了冶煉難度，也增加了設備，增加了工藝步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上技術問題，采用一種可不需要做成高冰鎳，可減少設備的投入，節(jié)約勞動強度和時間，且冶煉效果更好的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法。本發(fā)明的具體技術方案如下
一種用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，包括以下步驟
(1)、將低冰鎳進行加壓氧浸，將低冰鎳料漿，液固=4 1輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫lh，溫度為60°C -150°C ；經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應溫度為75。C -95V, PHI. 0，反應池；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，通入氧氣2-汕，溫度135°C _165°C，總壓0. 6-lMpa ； O)、萃銅后對銅進行銅電解，從氧浸釜中排除的漿料中得到含NiS04、CoS04、CuS04的液體，在常壓釜內(nèi)用堿將PH值調(diào)至1. 5后用板框式壓濾機過濾，浸出渣經(jīng)4次逆流洗滌，液體進入M5640萃取除銅Cu，負載有機相經(jīng)溶液反萃得純CuSO4溶液；
(3)、萃銅后進行凈化除雜，M564tl余液在常壓釜內(nèi)用堿將PH值調(diào)至4. 0中和凈化除去液體中狗離子，用框式壓濾進行渣液分離，除雜渣用于提取狗生產(chǎn)鐵紅副產(chǎn)品；浸出液除狗后經(jīng)P204萃取Si等雜質(zhì)，將P204萃出的Si反萃后，Si液用堿沉淀，制成Si渣銷售，P507 萃取分離得到純凈的NiSO4和CoSO4溶液；
(4)、電解銅萃取后反萃得到的純CuSO4溶液，經(jīng)除油后，均勻加溫40-50°C后放入電解槽，通電電解，電積得到產(chǎn)品電解銅，電解后液體經(jīng)凈化過濾處理后當萃取反萃劑使用；
(5)、電解鈷在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鈷溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后，均勻加溫到60-70°C后注入電解槽，通電電解；鈷電解陽極為H3-Sb-Ca不溶陽極，陰極板為不銹剛板，生產(chǎn)周期為1-2天，電解后液體經(jīng)凈化回調(diào)處理后返回使用；
(6)、電解鎳在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鎳溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后，均勻加溫到60-70°C后注入電解槽，通電電解；最后在始極片上沉積生成電解鎳板。鎳電解陽極為H3-Sb-Ca不溶陽極，鎳電解種板為鈦板，生產(chǎn)周期為4-5天，電解后液經(jīng)凈化處理后返回使用。將低冰鎳進行加壓氧浸，浸出條件為將原礦破碎至-200目后(所有破碎后低冰鎳能全部過200目標準樣篩)，加入鈉離子，為原礦質(zhì)量的2%-3%，加酸后在常壓下，80°C反應3小時后進入高壓釜，在0. 6-lMPa，140-160°C中反應2. 5小時。采用的原材料低冰鎳的成分為Ni 質(zhì)量百分含量8% "12%,Co 0.2% -2%,Cu
1.5% -3%,Fe 30% -50%,S 18% -30%，剩余為雜質(zhì)含量。采用的原材料低冰鎳的成分為Ni 質(zhì)量百分含量11.71%、Co 0. 28%, Cu:
2.93%,Fe 39. 53%, S :20. 32%，剩余為雜質(zhì)含量。液固比指的是液體體積與物料質(zhì)量之比。本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在
一、本工藝過程是全濕法提取冶金，采用萃取分離銅、鎳、鋅技術。該工藝技術較成熟先進，設備可靠，自控水平高?？s短了工藝流程，提取率增加，提取后的銅、鎳、鈷可以直接用于生產(chǎn)產(chǎn)品.
二、直接將低冰鎳生產(chǎn)成電解鎳，縮短工序，節(jié)約成本、能耗，工藝流程簡潔流暢。三、金屬回收率的提高，鎳> 98%，銅> 96%，鋅> 96%。四、低冰鎳的有價金屬鎳、鈷、銅、鋅得到綜合利用。五、該工藝在研發(fā)階段考慮了環(huán)保因素，渣進行無害處理用于制磚。廢氣經(jīng)吸收處理后達標排放，廢水循環(huán)使用，可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，該工藝的環(huán)保措施可實現(xiàn)“三廢”和噪聲達標排放，滿足總量控制需求。


圖1為本發(fā)明中的生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明背景技術中工藝一的工藝流程圖。 圖3為本發(fā)明背景技術中工藝二的工藝流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述，但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例1
先將低冰鎳破碎磨細制漿，低冰鎳含量Ni質(zhì)量百分比為8. 84%、Co為0. 78%、!^e為 49. 17%, Cu2. 19%，采用預浸釜，安全生產(chǎn)壓力IMPa，氧浸釜，安全生產(chǎn)壓力1.6MPa，將低冰鎳料漿(液固=4 1)輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓，在預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫，其反應條件為溫度60°C -95Ih ；經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應條件溫度75°C -95PHI. 0，反應Ih ；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，反應條件通入氧氣，溫度1350C -145°C，總壓0. 6-0. 75Mpa, 2. 5h，Ni的浸出率可以達95%，Cu浸出率> 70%，，Co浸出率> 75%。實施例2:
先將低冰鎳破碎磨細制漿，低冰鎳含量Ni質(zhì)量百分比為8. 84%、Co為0. 78%、!^e為 49. 17%, Cu2. 19%，采用預浸釜，安全生產(chǎn)壓力IMPa，氧浸釜，安全生產(chǎn)壓力1.6MPa，將低冰鎳料漿(液固=4 1)輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓，在預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫，其反應條件為溫度95°C -120°C，lh;經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應條件溫度75。C -95V, PHI. 0，反應池；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，反應條件通入氧氣，溫度145°C -155°C，總壓0. 75-0. 85Mpa, 2h，Ni的浸出率可以達98%，Cu浸出率> 80%，，Co浸出率> 80%。實施例3
先將低冰鎳破碎磨細制漿，低冰鎳含量Ni質(zhì)量百分比為8. 84%、Co為0. 78%、!^e為 49. 17%, Cu2. 19%，采用預浸釜，安全生產(chǎn)壓力IMPa，氧浸釜，安全生產(chǎn)壓力1.6MPa，將低冰鎳料漿(液固=4 1)輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓，在預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫，其反應條件為溫度120°C -150°C，lh ；經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應條件溫度75°C -95PHI. 0，反應池；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，反應條件通入氧氣，溫度155°C _165°C，總壓0. 85-lMpa,2h,Ni的浸出率可以達98%，Cu浸出率> 80%，，Co浸出率> 80% 以上三組數(shù)據(jù)得出
從氧浸釜排除的料漿中得到含NiS04、CoSO4, CuSO4的液體，在常壓釜內(nèi)用堿將PH值調(diào)至1. 5后用板框式壓濾機過濾，浸出渣經(jīng)4次逆流洗滌，液體進入M564tl萃取，浸出渣洗滌至 PH 6 7，浸出渣用于提取狗生產(chǎn)鐵紅副產(chǎn)品。此流程每天能處理低冰鎳50-60噸，生產(chǎn)金屬鎳5-6噸(根據(jù)原料變化而定)，Ni的浸出率可以達98%，金屬銅0. 6-1. 5噸(根據(jù)原料變化而定)，Cu浸出率>80%，金屬鈷0. 1-0. 3噸(根據(jù)原料變化而定)噸，Co浸出率 > 80%。預浸的主要反應
FeS+H2S04 — FeS04+H2S 2H2S+02 — 2S+2H20 Ni+Ni3S2+4CuS04 — 4NiS04+2Cu2S Ni3S2+2CuS04 — NiS+2NiS04+Cu2S 高壓氧浸的主要反應 NiS+202— NiSO410Cu2s+2h2s04+02 — 2cus04+2cu9s5+2h20 4FeS04+2H2S04+02 — 2Fe (SO4) 3+2H20 NiS+Fe2(S04)3 ^ 2FeS04+NiS04+S Fe2 (SO4) 3+4H20 — 2Fe00H+3H2S04 Gu9s5+4h2s04+202 — 5cus+4cus04+4h20 CuS+202 — CuSO4 浸出液凈化除雜
一段凈化液通過M564tl除Cu ；負載有機相經(jīng)溶液反萃得純銅液，
M5640 萃取 Cu
萃取(低酸)2RH+Cu2+ — R2Cu+2H+ R2Cu+2H+ — 2RH+Cu2+
M5640余液在常壓釜內(nèi)用堿將PH調(diào)至4. 0中和凈化除去液體中Fe離子，用框式壓濾進行渣液分離，除雜渣用于提取狗生產(chǎn)鐵紅副產(chǎn)品。浸出液除狗后經(jīng)P204萃取Si等雜質(zhì)， 將P204萃出的Si反萃后，Si液用堿沉淀，制成Si渣銷售，P507萃取分離得到純凈的NiSO4 和CoSO4溶液。P204 萃取 Zn
萃取 RH+NaOH — RNa+H20 2RNa+Zn2+ — R2Zn+2Na+ R2Zn+2H+ — 2RH+Zn2+ P507萃取分離Ni、Co 萃取 RH+Na+ — RNa+H+ 2RNa+Ni2+ — R2Ni+2Na+ R2Ni+2H+ — 2RH+Ni2+ 2RNa+Co2+ — R2Co+2Na+ R2Co+2H+ — 2RH+CO2+
電解鎳在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鎳溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后， 均勻加溫后注入電解槽，通電電解；最后在始極片上沉積生成電解鎳板。鎳電解陽極為 Pb-Sb-Ca不溶陽極，種板為鈦板，生產(chǎn)周期為4-5天，產(chǎn)品標準GB/T6516-1997。電解后液經(jīng)凈化處理后返回使用。電解鈷在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鈷溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后， 均勻加溫后注入電解槽，通電電解；鎳電解陽極為I^b-Sb-Ca不溶陽極，陰極板為不銹剛板， 生產(chǎn)周期為1-2天。電解后液經(jīng)凈化處理后返回使用。電解銅一段凈化液通過M5640除Cu ；負載有機相經(jīng)H2S04溶液反萃得純銅液，經(jīng)除油后，均勻加溫后放入電解槽，通電電解，電積得到產(chǎn)品電解銅。產(chǎn)品標準GB/ T467-1997 (Cu-CATH-2)，電解后液經(jīng)凈化處理后返回使用。電解銅(Cu-CATH-2)化學成分
權利要求
1.一種用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于包括以下步驟(1)、將低冰鎳進行加壓氧浸，將低冰鎳料漿，液固=4:1輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫lh，溫度為60°C—150°C ；經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應溫度為75°C—95°C，PHl. 0，反應池；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，通入氧氣2 —汕，溫度135°C — 165°C，總壓0. 6—IMpa ；(2)、萃銅后對銅進行銅電解，從氧浸釜中排除的漿料中得到含NiS04、CoS04、CuS04的液體，在常壓釜內(nèi)用堿將PH值調(diào)至1. 5后用板框式壓濾機過濾，浸出渣經(jīng)4次逆流洗滌，液體進入M5640萃取除銅Cu，負載有機相經(jīng)溶液反萃得純CuSO4溶液；(3)、萃銅后進行凈化除雜，M564tl余液在常壓釜內(nèi)用堿將PH值調(diào)至4.0中和凈化除去液體中狗離子，用框式壓濾進行渣液分離，除雜渣用于提取狗生產(chǎn)鐵紅副產(chǎn)品；浸出液除狗后經(jīng)P204萃取Si等雜質(zhì)，將P204萃出的Si反萃后，Si液用堿沉淀，制成Si渣銷售，P507 萃取分離得到純凈的NiSO4和CoSO4溶液；(4)、電解銅萃取后反萃得到的純CuSO4溶液，經(jīng)除油后，均勻加溫40-50°C后放入電解槽，通電電解，電積得到產(chǎn)品電解銅，電解后液體經(jīng)凈化過濾處理后當萃取反萃劑使用；(5)、電解鈷在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鈷溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后， 均勻加溫到60-70°C后注入電解槽，通電電解；鈷電解陽極為H3-Sb-Ca不溶陽極，陰極板為不銹剛板，生產(chǎn)周期為1 一 2天，電解后液體經(jīng)凈化回調(diào)處理后返回使用；(6)、電解鎳在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的純硫酸鎳溶液經(jīng)過調(diào)整酸度、濃度、除油等工序后， 均勻加溫到60-70°C后注入電解槽，通電電解；最后在始極片上沉積生成電解鎳板；鎳電解陽極為I^b-Sb-Ca不溶陽極，鎳電解種板為鈦板，生產(chǎn)周期為4 — 5天，電解后液經(jīng)凈化處理后返回使用。
2.根據(jù)權利要求1所述的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于將低冰鎳進行加壓氧浸，浸出條件為將原礦破碎至-200目后，加入鈉離子，為原礦質(zhì)量的2%— 3%，加酸后在常壓下，80°C反應3小時后進入高壓釜，在0. 6—IMPa, 140— 160°C中反應2. 5小時。
3.根據(jù)權利要求1所述的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于采用的原材料低冰鎳的成分為Ni 質(zhì)量百分含量 8%-12%、Co 0. 2%-2%、Cu 1. 5%-3% Fe 30%_50%、 S: 18%-30%，剩余為雜質(zhì)含量。
4.根據(jù)權利要求1所述的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于采用的原材料低冰鎳的成分為:Ni:質(zhì)量百分含量11. 71%、Co:0. 28%、Cu:2. 93% Fe:39. 53%、S: 20. 32%，剩余為雜質(zhì)含量。
5.根據(jù)權利要求1所述的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于在步驟1中， 所述的將低冰鎳進行加壓氧浸，將低冰鎳料漿，液固=4:1輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫lh，溫度為60°C—95°C。
6.根據(jù)權利要求1所述的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，其特征在于在步驟1中， 所述的反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，通氧，反應溫度140°C — 1600C，總壓 0. 6—0. IMpa, 2. 5h。
全文摘要
本發(fā)明為礦產(chǎn)加工領域，涉及富鎳產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，具體為一種用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法，包括將低冰鎳進行加壓氧浸，將低冰鎳料漿，液固=4:1輸送至預浸工段，泵入預浸工段的低壓預浸釜內(nèi)反應，并快速升溫1h，溫度為60℃—150℃；經(jīng)預處理后礦漿經(jīng)閃蒸槽冷卻后泵入常壓釜調(diào)整PH，反應溫度為75℃—95℃，PH1.0，反應3h；反應完畢加入鈉離子，將預浸好的礦漿泵入氧浸釜，浸出，通入氧氣2—3h，溫度135℃—165℃，總壓0.6—1MPa等。本發(fā)明是一種可不需要做成高冰鎳，可減少設備的投入，節(jié)約勞動強度和時間，且冶煉效果更好的用低冰鎳直接生產(chǎn)電解鎳的方法。
文檔編號C22B3/26GK102206834SQ20111011265
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者干勇, 楊培, 楊思增, 鄧智林 申請人:四川省尼科國潤新材料有限公司