我国高镍锍硫酸选择性浸出工艺技术的进展.doc

我国高镍锍硫酸选择性浸出工艺技术的进展 //.paper.edu -1- 我国高镍锍硫酸选择性浸出工艺技术的进展 陈胜利 1,2，郭学益 1，李钧 1，田庆华 1，梁莎 1 1中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙(410083) 2金川有色金属公司，甘肃金昌（737100） ： 摘 要：高镍锍硫酸选择性浸出工艺是通过常压和加压浸出。将 Ni、Co 浸出而 Fe、Cu等 杂质富集在浸出渣中，与镍同时浸出的钴利用 Cyanex272萃取分离或用黑镍除去，最终生成 纯净的硫酸镍溶液，用于生产硫酸镍盐、电积镍。 关键词：高冰镍；选择性浸出；技术 中图分类号：TB34；TB383 1. 前言 我国的高冰镍处理及电解镍生产是以高镍锍磨浮——硫化镍阳极电解精炼这一传统工 艺为主。该技术由高镍锍磨浮法和低铜高冰镍直接电解精炼两种工艺组合而成，上世纪60 年代初成功地应用于我国金川的电镍生产，它吸收了当时国外技术发展新成果，也符合当时 的国内条件，与传统的粗镍电解精炼相比，该工艺具有流程简单、基本建设投资较省等优点。 目前，我国的镍产量90%以上是用该工艺生产的[1-2]。 随着科技的进步，20世纪60年代中叶以来,硫酸浸出和氯化浸出研究得到充分发展。1985 年,北京矿冶研究总院、清华大学和金川有色公司等联合完成了高冰镍硫酸浸出试验研究〔3〕。 1989年，北京矿冶研究总院和新疆有色金属研究所联合完成了高冰镍选择性浸出工艺研究， 采用硫酸一段常压浸出和一段高温加压浸出流程〔4〕。“选择性浸出——净液——提纯”湿法精 炼工艺同我国传统的硫化镍电解精炼工艺相比，用两段逆流浸出高冰镍代替了高锍磁浮选、 镍熔铸、一次合金硫化熔炼、酸性电解造液等生产环节，具有工艺流程短，对原料的适应性 强，有价金属回收率高，溶液除杂负荷小，自动化程度高等特点，是湿法冶金领域的清洁工 艺[5-7]。 近年来，我国新投产和技术改造的高镍锍湿法提取方法，都采用了硫酸选择性浸出湿法 精炼工艺。吉林镍业公司生产优质硫酸镍，新疆阜康冶炼厂生产电积镍，金川三万吨加压浸 出生产硫酸镍和电积镍，使我国在硫酸浸出、溶剂萃取、电积工艺技术方面取得了突破，产 生了良好的经济和社会效益〔8〕。 2. 高镍锍硫酸选择性浸出的原理 硫酸选择性浸出高镍锍中的镍和钴，使铜和贵金属抑制于浸出渣中。浸出一般由常压浸 出和加压浸出组成，常压浸出段金属镍全部溶解，Ni3S2部分溶解，Cu2S不溶解；加压浸出 时，在氧化条件下，Ni3S2和NiS几乎全部溶解，Cu2S部分溶解。经浸出，高镍锍中绝大部分 Ni和Co转入溶液，Cu大部分以 CuS和Cu2S形态留在浸出渣中〔9-12〕。 2.1常压浸出过程主要反应[13-14] Me（Ni 、Co、Fe ) + CuSO4=Cu + MeSO4 Me + H2SO4=MeSO4 + H2↑ Ni3S2 + H2SO4=2NiS+NiSO4 + H2↑ 鼓入空气时，金属相被氧化： //.paper.edu -2- Ni + H2SO4十 1/2 O2=NiSO4十 H2O 2Ni +2CuSO4十 1 /2 O2=2Ni SO4十 Cu2O 2Cu + 1/2 O2=Cu2O Cu2O+1/2 O2+ 2H2SO4= 2CuSO4+2H2O 合金相接近反应完时，Ni3S2相与溶剂发生反应： Ni3S2 + H2SO4+1 /2 O2=NiSO4 + 2NiS+H2O 2 Ni3S2十 2 CuSO4 + O2=4NiS十 2NiSO4十 2CuO 由于合金相已有部分被浸出，pH值较高，促使溶液中的 Fe3+被氧化沉淀： 2FeSO4 + H2SO4 + 1/2 O2=Fe2 (SO4) 3十 H2O Fe (SO4)3 + 4H2O = 2FeOOH+3H2SO4 Fe3+实际也是一种强氧化剂，可促使少量 Cu2O溶解： Fe (SO4)3+ Cu2O + H2SO4 = 2FeSO4十 2CuSO4十 H2O 2.2 加压浸出过程主要反应 当用阳极液浆化常压浸出渣时，发生下列化学反应[15-16]： Cu2O + H2SO4 = CuSO4+ Cu十 H2O 2FeOOH + 3 H2SO4 = Fe2 (SO4) 3 +4H2O Ni3S2十 Fe2(SO4)3 =2FeSO4十 2NiS十 NiSO4 Cu(OH)2十 H2SO4 =CuSO4 + 2H2O 矿浆加压浸出时，在氧化条件下发生如下反应: Ni3S2+ H2SO4 +1/2 O2= NiSO4+ 2NiS+H2O CuSO4 + NiS=NiSO