專利名稱：氯氣選擇性浸出鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種采用氯氣選擇性浸出含銅鎳物料中鎳的方法。用于高冰鎳和其他含鎳物料中鎳的提取和精煉，屬有色冶金領(lǐng)域。
法國(guó)鎳公司勒阿弗爾-桑德維爾鎳精煉廠(Soc.Le Nickel′snew nickel refinery at LeHavre-Sandville，F(xiàn)rance)于1978年，加拿大鷹橋鎳礦公司(Falcobridge Nickel Mines Limited，Canada)在挪威的克里斯蒂安松鎳精煉廠(The Kristiansand nickel refinery)于1981年采用了高冰鎳氯氣浸出鎳精煉法。勒阿弗爾鎳精煉廠(E/MJ，181(1980)，2，P.35;法國(guó)專利7538166;美國(guó)專利4236981)所處理的高冰鎳含銅鐵甚微，他們采用在Fe3+/Fe2+電偶作用下通氯氣全浸銅鎳等賤金屬的方法。此法不適合處理含銅高的鎳物料。克里斯蒂安松鎳精煉廠(Transactions of IMM，Sec.C，95(1986)，3，C.10;美國(guó)專利3880653)所處理的高冰鎳成份為Ni35%-40%，Cu30%～35%，S22%～24%，F(xiàn)e2%～3%，Co0.9%～1.0%，主要利用Cu2+/Cu+電偶的作用，借氯氣浸出和交換沉銅(利用Ni/S＞1的含鎳物料)選浸部分鎳，含鎳約15%的殘?jiān)?jīng)高溫(為使鎳轉(zhuǎn)為不溶于硫酸的形態(tài))氧化焙燒-硫酸浸出銅，然后用氫還原焙燒將渣中鎳轉(zhuǎn)為可溶態(tài)金屬鎳，再用氯氣浸出。此法缺點(diǎn)是工序復(fù)雜，流程長(zhǎng)，硫酸浸出的銅電積和浸渣氫還原焙燒能耗高，兩次焙燒均需復(fù)雜昂貴的收塵系統(tǒng)，且煙塵難免入大氣污染環(huán)境。
發(fā)明的目的在于尋求一種流程短、能耗低、適合處理含銅高的鎳物料的鎳銅充分分離的浸出法，提出本發(fā)明的氯氣選擇性浸出鎳工藝。


圖1為氯氣選擇性浸出法工藝流程圖。
如圖1所示，含銅鎳物料經(jīng)一段浸出交換沉銅后，產(chǎn)出微含銅的鎳鈷氯化物濃溶液。其中除鎳外，其他過渡金屬離子均以絡(luò)陰離子存在，這很易用胺類溶劑萃取除雜和鈷鎳分離，以及用陰離子交換樹脂深度凈化，然后直接電積鎳鈷或以其他形式產(chǎn)品回收。一段浸出-交換后渣進(jìn)行二段浸出后，得含鎳低的富貴金屬銅精礦。含鎳低有利于減少銅吹煉中“干渣”生成，并減少銅電解精煉過程陽(yáng)極鈍化問題，有利于提高銅直收率和其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。貴金屬可隨鎳浸出和銅精煉過程自然富集，集中到陽(yáng)極泥回收。以銅電解精煉代替銅電積，能耗可省8/10～9/10。二段浸出液返一、二段浸出工序。這提供了含一定量銅鐵變價(jià)離子(Fe3+/Fe2+，Cu2+/Cu+)的溶液，借其傳遞電子的作用，實(shí)現(xiàn)氯氣吸收和鎳浸出的氧化還原過程。由于變價(jià)離子的存在，含鎳銅物料顆粒的懸浮液有強(qiáng)吸收氯能力。由于亞銅離子和氯氣化學(xué)反應(yīng)的作用，氯氣吸收的液膜阻力化為零。只要氯氣有足夠分散度，氯氣一接觸浸出礦漿，氯分壓迅速減至零(電位低于650毫伏，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極，以下同)，廢氣余氯僅幾個(gè)ppm。
為達(dá)到氯氣浸出過程的選擇性和完全性，本發(fā)明特點(diǎn)是采用逆錯(cuò)流兩段浸出。第一段浸出保證深度抑制銅，產(chǎn)出含銅微量的鎳鈷浸出液;第二段浸出保證深度浸出鎳。
對(duì)各種含鎳物料，選用相應(yīng)浸出劑初濃度和液固比，保證一段和二段浸出終點(diǎn)鎳濃度為300±20克/升，礦漿沸點(diǎn)115±2℃，以避免一段浸出中出現(xiàn)βNiS時(shí)的鈍化或反應(yīng)停滯現(xiàn)象，促進(jìn)二段浸出中βNiS，Ni3S4等鎳硫化物中鎳的浸出。
二段浸出特征在于采用前期高、后期低的電位控制，前期高電位區(qū)(650毫伏)，借降低反應(yīng)活化能，強(qiáng)化摩爾比Ni/S≤1的惰性鎳硫化物中鎳的浸出。在后期停供氯保溫1小時(shí)的低電位區(qū)(終電位610～620毫伏)，借如下反應(yīng)
進(jìn)一步浸出鎳和抑制銅，保證原料中銅和貴金屬幾乎完全抑制在渣中，以富集貴金屬的銅精礦形式開路。
此浸出法舉例如下將含Ni46.5%，Cu24.5%，S21.04%，Co0.61%，F(xiàn)e3.14%和一定量貴金屬的高冰鎳磨至-300網(wǎng)目占89%。取200毫升含Cu54克/升，Ni97.5克/升溶液(下批料浸出，以二段浸出液 2/3 ，加洗水配至液固比2∶1)，在500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?槳葉端速0.6米/秒)下，通氯控電位600毫伏，加高冰鎳100克，進(jìn)行一段浸出。持續(xù)1.75小時(shí)，終沸點(diǎn)約115℃，停通氯保溫1小時(shí)，不過濾即進(jìn)行交換沉銅在110℃下加高冰鎳40克，1小時(shí)后再加高冰鎳10克，并控溫80℃。共反應(yīng)2小時(shí)，終電位220～225毫伏。液固分離得含銅約0.073克/升，鎳225克/升，鈷3.1克/升的浸出液。濾渣進(jìn)行二段浸出。首次用浸出劑成分與一段浸出相同(下批料二段浸出，用上次二段浸出液 1/3 配浸出劑)，液量為100毫升，在500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?槳葉端速0.6米/秒)下，加入濾渣(干)，通氯控制電位650毫伏浸2.5小時(shí)。此時(shí)沸點(diǎn)達(dá)115℃，停供氯氣保溫1小時(shí)，終電位達(dá)610～620毫伏。過濾洗滌，得含鎳約0.85%，銅45.9%和幾乎全部貴金屬的銅精礦。鎳總浸出率為99.06%，鈷總浸出率為96.2%。
本發(fā)明的銅鎳物料氯氣選擇性浸鎳法，具有流程短，能耗省，鎳銅分離好，鎳鈷浸出率高等優(yōu)點(diǎn)。
此法可用于鎳精煉廠轉(zhuǎn)爐吹煉的高冰鎳和其他含銅鎳物料(如含貴金屬含硫的磁性鎳銅合金，鎳電解陽(yáng)極液除銅渣等)中鎳的選擇性浸出。如此法用于不含硫的銅鎳合金處理，則在變換沉銅階段應(yīng)加適量含元素硫的添加劑，以深度抑制銅。
權(quán)利要求
1.一種包括氯氣浸出、交換沉銅、焙燒、硫酸浸出、還原焙燒、氯氣浸出工藝流程結(jié)構(gòu)的處理含銅鎳硫化物料的方法，發(fā)明的特征在于省去焙燒、硫酸浸出、還原焙燒工序，而只是采用一段氯氣浸出交換沉銅、二段氯氣浸出構(gòu)成的兩段浸出逆錯(cuò)流程，實(shí)現(xiàn)銅鎳物料的氯氣選擇性浸出鎳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯氣選擇性浸出鎳的方法，其特征在于一、二段浸出液終鎳濃度為300±20克/升，終沸點(diǎn)在115℃±2℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯氣選擇性浸出鎳的方法，其特征在于二段浸出采用前期高后期低的電位控制，前期電位為650毫伏;后期停供氯保溫1小時(shí)終電位為610～620毫伏。
全文摘要
本發(fā)明是一種銅鎳物料用氯氣選浸鎳的方法。其特點(diǎn)是采用逆錯(cuò)流兩段浸出流程結(jié)構(gòu)，且在第二段浸出中采用電位前期高后期低的控制，并用與所處理物料相應(yīng)的浸出劑初濃度和浸出液固比確保必要的反應(yīng)溫度，加速摩爾比Ni/S≤1的惰性硫化鎳中鎳的浸出和銅離子的交換反應(yīng)達(dá)到選浸鎳的目的。此工藝具有流程短，能耗省，鎳銅分離好，鎳鈷浸出率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B3/04GK1039848SQ8810452
公開日1990年2月21日 申請(qǐng)日期1988年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月27日
發(fā)明者吳筱錦, 陳明晶 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院, 金川有色金屬公司