專利名稱：一種高冰鎳選擇性浸出-電積生產(chǎn)陰極鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高冰鎳選擇性浸出-電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，涉及一種高冰鎳濕法精煉生產(chǎn) 陰極鎳的方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)電鎳的工廠多以含鎳硫化礦為原料，經(jīng)粗煉制成高冰鎳或金屬陽(yáng) 極，精煉生產(chǎn)電鎳的工藝歸納起來(lái)主要有以下四種(1)、硫化鎳陽(yáng)極直接電解工藝；(2)、 高冰鎳氯化精煉工藝；(3)、鎳精礦焙燒_還原熔煉制金屬陽(yáng)極_金屬陽(yáng)極電解_陽(yáng)極液 凈化工藝；(4)高冰鎳硫酸介質(zhì)選擇性浸出_凈化-鎳電積工藝。前三種工藝的溶液為高 氯化物體系，對(duì)設(shè)備防腐要求高，同時(shí)這(1)和(3)這兩種工藝不僅鎳直收率低，而且不利 于高冰鎳中的貴金屬的回收。第(2)種工藝電積過(guò)程產(chǎn)生有毒氣體氯氣，對(duì)人體和環(huán)境有 害。高冰鎳硫酸介質(zhì)選擇性浸出_凈化_鎳電積工藝的介質(zhì)為純硫酸鹽體系，由于硫酸介 質(zhì)對(duì)設(shè)備腐蝕性較小，在工藝中鎳、鈷、銅、貴金屬可得到了很好的分離，金屬回收率較高等 優(yōu)點(diǎn)，該工藝在國(guó)內(nèi)外都已有工業(yè)應(yīng)用，如芬蘭奧托昆普公司的哈賈瓦爾塔廠、津巴布韋的 賓都拉廠、我國(guó)的金川公司和阜康冶煉廠等。目前該工藝比較適宜處理含硫較低的高冰鎳 物料。在處理轉(zhuǎn)爐高冰鎳物料時(shí)存在如下不足之處為了實(shí)現(xiàn)鎳的高浸出率，在加壓浸 出過(guò)程中原料中的硫相當(dāng)部分硫被氧化成硫酸根，造成生產(chǎn)系統(tǒng)酸不平衡，需消耗大量的 純堿或燒堿進(jìn)行中和，堿耗增大，并會(huì)使生產(chǎn)系統(tǒng)鈉離子積累，從而增加廢水排放，損耗試 劑且不利于環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種能有效控制浸出過(guò)程中硫酸生成 量，解決生產(chǎn)系統(tǒng)酸過(guò)剩的問(wèn)題，并提高鎳回收率，增強(qiáng)工藝對(duì)原料的適應(yīng)性，降低生產(chǎn)成 本，減少生產(chǎn)廢水排放，有利于環(huán)境保護(hù)的高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?！N高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在于所述的生產(chǎn)陰極鎳 的過(guò)程的步驟包括(1)將高冰鎳進(jìn)行第一段常壓浸出；(2)將第一段常壓浸出液進(jìn)行除鈷凈化、電積生產(chǎn)電鎳；(3)將第一段浸出渣添加固硫劑進(jìn)行第二段加壓固硫浸出，第二段加壓固硫浸出 的浸出液返回一段常壓浸出；(4)將第二段加壓固硫浸出的浸出渣進(jìn)行脫硫焙燒后得焙砂，部分焙砂返回作步 驟⑶的固硫劑。本發(fā)明的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在于所述的第 一段常壓浸出的浸出液經(jīng)除鈷凈化后作為步驟(2)電積生產(chǎn)電鎳的電解液，第一段常壓浸 出過(guò)程充入空氣或氧氣做氧化劑，第一段常壓浸出的固液比(重量比)為3 15 1，浸出溫度為60 90°C，浸出時(shí)間為60 240mn.，浸出終點(diǎn)pH為6. 2 6. 5，控制第一段常壓浸 出鎳浸出率為20% 40%。本發(fā)明的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在于所述步驟
(3)的將第一段浸出渣添加固硫劑進(jìn)行第二段加壓固硫浸出過(guò)程，浸出液固比(重量比)為 3 15 1，浸出溫度范圍為130 180°C，氧分壓0. 05 0. 3MPa，加壓浸出終點(diǎn)pH值為 1. 5 2. 5 ；固硫劑的添加量為高冰鎳原料(重量比)的 30%。本發(fā)明的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在于所述步驟
(4)的將第二段加壓固硫浸出的浸出渣進(jìn)行脫硫焙燒后得焙砂過(guò)程的焙燒溫度為550 950°C，焙燒溫度越高，焙砂的脫硫率越高。工業(yè)化焙燒設(shè)備可采用回轉(zhuǎn)窯或者沸騰爐，如果 采用回轉(zhuǎn)窯焙燒，焙燒區(qū)停留時(shí)間為0. 5 2h，如果采用沸騰焙燒，物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間 為8 20h。本發(fā)明的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，第一段常壓浸出產(chǎn)出 含銅、鐵等雜質(zhì)很低的富鎳溶液，經(jīng)過(guò)除鈷凈化，凈化后液采用電積生產(chǎn)電鎳，電積后液返 回浸出，在加壓浸出過(guò)程中，高冰鎳中的部分硫與固硫劑作用，形成銅的硫化物沉淀，使硫 固定于浸出終渣中，同時(shí)促進(jìn)高冰鎳中鎳的選擇性浸出。銅的硫化物沉淀最終留在浸出渣 中，浸出渣通過(guò)焙燒脫硫再生為新的固硫劑，在浸出終渣的焙燒過(guò)程中，產(chǎn)生的二氧化硫可 用于制硫酸。本發(fā)明的方法在第一段常壓浸出渣的加壓浸出中添加含銅氧化物或氫氧化物的 物料(如實(shí)施例中的含氧化銅焙砂)進(jìn)行固硫浸出，使原料高冰鎳中的部分硫與銅反應(yīng)生 成銅的硫化物，達(dá)到控制浸出過(guò)程中硫酸生成量的目的，從而解決生產(chǎn)系統(tǒng)酸過(guò)剩的問(wèn)題； 同時(shí)能促進(jìn)鎳的浸出，提高鎳回收率，工藝對(duì)不同高冰鎳的原料適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，能 顯著減少生產(chǎn)廢水排放，有利于環(huán)境保護(hù)。


圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其生產(chǎn)陰極鎳的過(guò)程的步驟包 括高冰鎳用加壓浸出液和部分陽(yáng)極液為浸出劑進(jìn)行一段常壓浸出，一段常壓浸出渣添加 適當(dāng)比例的固硫劑和陽(yáng)極液以適當(dāng)?shù)囊汗瘫冗M(jìn)行二段加壓固硫浸出，二段加壓固硫浸出的 浸出液返回一段浸出，二段加壓固硫浸出的浸出渣經(jīng)脫硫焙燒后得焙砂，部分焙砂可用作 固硫劑，一段常壓浸出產(chǎn)出含銅、鐵等雜質(zhì)很低的富鎳溶液，經(jīng)過(guò)除鈷凈化，凈化后液采用 電積生產(chǎn)電鎳，陽(yáng)極液返回浸出。一段常壓浸出和二段加壓浸出要充入空氣或氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)氧化浸出的，一段常壓浸 出的溫度為60 90°C，浸出時(shí)間為60 240min.，浸出終點(diǎn)pH為6. 2 6. 5，一段常壓浸 出鎳浸出率為20 40%為宜，得到的一段常壓浸出液銅、鐵含量小于0.01g/L，鎳含量達(dá)到 70 100g/L。一段常壓浸出渣添加適量的固硫劑用陽(yáng)極液作浸出劑中進(jìn)行二段加壓固硫浸出， 浸出液固比范圍為3 15 1，浸出溫度范圍為130 180°C，氧分壓0.05 0. 3Mpa，固硫劑的添加量需根據(jù)高冰鎳原料的含硫量或生產(chǎn)系統(tǒng)酸過(guò)剩量來(lái)確定，使加壓浸出終點(diǎn)PH 值在1. 5 2. 5的范圍內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)浸出渣中鎳小于6%，固硫劑的添加量一般為高冰鎳原料 的1 30%的范圍。在加壓浸出過(guò)程中，高冰鎳中的部分硫化鎳與固硫劑溶解出來(lái)的銅相互反應(yīng)，形 成銅的硫化物沉淀，同時(shí)促進(jìn)高冰鎳中鎳的浸出。銅的硫化物沉淀最終留在浸出渣中，浸出 渣通過(guò)氧化焙燒脫硫再生為新的固硫劑，在浸出渣的焙燒過(guò)程中，產(chǎn)生的二氧化硫可用于 制硫酸。在高冰鎳加壓浸出過(guò)程中加入固硫劑使高冰鎳中的硫化鎳轉(zhuǎn)化為銅的硫化物沉 淀而固定于渣中，從而減少浸出過(guò)程中高冰鎳中的硫被氧化成硫酸根。在高冰鎳加壓浸出 過(guò)程中能起固硫作用的物質(zhì)是含氧化銅、氧化亞銅或單質(zhì)銅的物料，較適宜的固硫劑是加 壓浸出渣經(jīng)氧化焙燒產(chǎn)出的含氧化銅的焙砂。由于銅的硫化物的溶度積比鎳的硫化物的溶 度積小很多，在加壓浸出過(guò)程中產(chǎn)生交互反應(yīng)促使高冰鎳中的鎳溶解浸出，與鎳結(jié)合的硫 轉(zhuǎn)化為銅的硫化物。在高冰鎳加壓浸出過(guò)程中加入固硫劑有三大明顯的好處(1)使高冰鎳中的部分 硫轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀，使被氧化成硫酸根的硫減少，從而解決生產(chǎn)體系酸過(guò)剩的問(wèn)題，降低 堿耗和廢水排放；(2)可促進(jìn)高冰鎳中鎳的浸出，提高鎳的選擇性浸出率；(3)減少氧氣消 耗，縮短浸出時(shí)間；(4)工藝對(duì)原料變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可采用普通轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出的高冰鎳為精煉 原料。為了更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)，下面給出本發(fā)明加壓固硫浸出的具體實(shí)施 例。實(shí)施例1二段加壓固硫浸出以陽(yáng)極液為浸出劑，以二段加壓浸出渣的焙砂為固硫劑，對(duì)一 段常壓浸出渣進(jìn)行二段加壓固硫浸出。一段常壓浸出渣、焙砂和陽(yáng)極液的成分列于下列表 中。表1 一段常壓浸出渣和焙砂成分(％ ) 表2陽(yáng)極液成分(g/L) 將100g常壓浸出渣、21g焙砂和900mL陽(yáng)極液加入2L電磁攪拌高壓釜中，加熱至150°C，充入空氣控制加壓釜內(nèi)的氧分壓在0. 02 0. 06MPa范圍內(nèi)，加壓浸出30min.，冷卻， 過(guò)濾，得到855mL加壓浸出液和73. 2g加壓浸出渣，加壓浸出結(jié)果列于表3。表3加壓固硫浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果 對(duì)比例除了不添加焙砂，其它條件均于實(shí)施例1相同，浸出結(jié)果列于表4。表4不加固硫劑的加壓浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)施例與對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果清楚地顯示了添加固硫劑進(jìn)行加壓固硫浸出的積極 效果提高鎳的浸出率，提高浸出液鎳含量；降低浸出液酸度，解決生產(chǎn)工藝系統(tǒng)酸過(guò)剩問(wèn) 題；降低浸出液鐵含量。實(shí)施例2將100g常壓浸出渣、25g焙砂和900mL陽(yáng)極液2L電磁攪拌高壓釜中，加熱至 160°C，充入空氣控制加壓釜內(nèi)的氧分壓在0. 02 0. 06MPa范圍內(nèi)，加壓浸出30min.，冷卻， 過(guò)濾，得到850mL加壓浸出液和74. 6g加壓浸出渣，加壓浸出結(jié)果列于表5。表5加壓固硫浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)施例3將100g常壓浸出渣、10g焙砂和900mL陽(yáng)極液加入2L電磁攪拌高壓釜中，加熱至 180°C，充入空氣控制加壓釜內(nèi)的氧分壓在0. 02 0. 06MPa范圍內(nèi)，加壓浸出30min.，冷卻， 過(guò)濾，得到840mL加壓浸出液和70. 4g加壓浸出渣，加壓浸出結(jié)果列于表6。表6加壓固硫浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6 實(shí)施例4將100g常壓浸出渣、5g焙砂和600mL陽(yáng)極液加入2L電磁攪拌高壓釜中，加熱至 130°C，充入空氣控制加壓釜內(nèi)的氧分壓在0. 02 0. 06MPa范圍內(nèi)，加壓浸出120min.，冷 卻，過(guò)濾，得到550mL加壓浸出液和76. lg加壓浸出渣，加壓浸出結(jié)果列于表7。表7加壓固硫浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
一種高冰鎳選擇性浸出-電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在于所述的生產(chǎn)陰極鎳的過(guò)程的步驟包括(1)將高冰鎳進(jìn)行第一段常壓浸出；(2)將第一段常壓浸出液進(jìn)行除鈷凈化、電積生產(chǎn)陰極鎳；(3)將第一段常壓浸出渣添加固硫劑進(jìn)行第二段加壓浸出，使與鎳結(jié)合的硫轉(zhuǎn)為銅的硫化物沉淀，第二段加壓浸出的浸出液返回第一段常壓浸出；(4)將第二段加壓固硫浸出的浸出渣進(jìn)行氧化焙燒脫硫后得焙砂，部分焙砂返回作步驟(3)的固硫劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征 在于所述的第一段常壓浸出的浸出液經(jīng)除鈷凈化后作為步驟(2)電積生產(chǎn)陰極鎳的電解 液，第一段常壓浸出過(guò)程充入空氣或氧氣做氧化劑，第一段常壓浸出的液固重量比為3 15 1，浸出溫度為60 90°C，浸出時(shí)間為60 240min.，浸出終點(diǎn)pH為6. 2 6. 5，控制 第一段常壓浸出鎳浸出率為20% 40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在 于所述步驟⑶的將第一段浸出渣添加固硫劑進(jìn)行第二段加壓固硫浸出過(guò)程，浸出液固比 (重量比)為3 15 1，浸出溫度范圍為130 180°C，氧分壓0. 05 0. 3MPa，加壓浸出 終點(diǎn)PH值為1. 5 2. 5 ；固硫劑的添加量為高冰鎳原料重量的 30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高冰鎳選擇性浸出_電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，其特征在 于所述步驟(4)的將第二段加壓固硫浸出的浸出渣進(jìn)行脫硫焙燒后得焙砂的過(guò)程，焙燒溫 度為550 950°C，焙燒設(shè)備可采用回轉(zhuǎn)窯或者沸騰爐，如果采用回轉(zhuǎn)窯，焙燒時(shí)間為0. 5 2h，如果采用沸騰爐，物料在爐內(nèi)停留時(shí)間位8 20h。
全文摘要
一種高冰鎳選擇性浸出-電積生產(chǎn)陰極鎳的方法，涉及一種高冰鎳濕法精煉生產(chǎn)陰極鎳的方法。其特征在于所述的生產(chǎn)陰極鎳的過(guò)程的步驟包括(1)將高冰鎳進(jìn)行第一段常壓浸出；(2)將第一段常壓浸出液進(jìn)行除鈷凈化、電積生產(chǎn)電鎳；(3)將第一段浸出渣添加固硫劑進(jìn)行第二段加壓固硫浸出，第二段加壓固硫浸出的浸出液返回第一段常壓充氣浸出；(4)將第二段加壓固硫浸出的浸出渣進(jìn)行脫硫焙燒后得焙砂，焙砂返回作步驟(3)的固硫劑。本發(fā)明方法有效解決了生產(chǎn)系統(tǒng)酸過(guò)剩的問(wèn)題。鎳回收率高，工藝對(duì)不同高冰鎳的原料適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，能顯著減少生產(chǎn)廢水排放，有利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)C25C1/08GK101886167SQ20101021713
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者何德禮, 馮愛(ài)玲, 劉三平, 張磊, 張邦勝, 林江順, 王海北, 王玉芳, 蔣開(kāi)喜, 蔣訓(xùn)雄, 閆麗, 黃振華, 黃勝 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院