硫酸镍工艺设备改造对节本降耗的作用.docx

硫酸镍工艺设备改造对节本降耗的作用

摘要：叙述了采用水淬高冰镣硫酸溶液选择性浸出生产硫酸镣中，通过对浸出工序常压浸出反应釜和加压浸出反应釜等主要设备的调整与改造，保证了生产过程中投料量增大情况下生产的稳定，提高了硫酸镣溶液的含镣浓度，在后续工序中降低了电耗、蒸汽消耗及劳动力成本，给企业带来了很大经济效益。

关键词：反应釜改造节本降耗

刖言

硫酸镣主要用于电镀行业、不锈钢行业和电池原料行业，也是生产其他镣盐类产品的主要原料。近年来，随着经济的发展，市场对硫酸镣的需求量不断增大。吉恩镣业股份有限公司从1987年开始生产硫酸镣，现已有三十多年的历史，对老厂生产系统的改造，不可能投入太多改造资金，只能在现有工艺条件的情况下，投入少量资金提高产能。2017年12月，通过对现有生产工艺及设备的研究，进行了主要设备改造，投入资金35万元，使硫酸镣的生产能力提高750吨/年，为企业创造了可观的经济效益。

高冰镣的浸出

高冰镣的化学成分大致为(%)：Ni57?62；Cu8?13；Fe2?4；Co0.6?0.9；S21?23。其中高冰镣的化学物相为：镣由Ni3S2相、合金相及少量的氧化物相组成；铜由Cu2S相及少量的合金相组成；钻和铁主要呈硫化物相和部分合金相存在。

水淬高冰镣是高冰镣的熔体被高速水流击碎在骤冷的条件下凝固，其表面粒度为0?3mm。颗粒中各相的赋存形态基本上保持了熔融时的状态，呈细微低壮均匀分散。

高冰镣选择性浸出反应剂是硫酸，除加入的93%硫酸之外，还有按逆流浸出规律逐段往前的第二段浸出液、铜工序的电解阳极液。

第一段浸出是在常压下进行的，当磨细的高冰镣在常压反应釜与返液(一段加压液)及硫酸接触时，合金相(Me0)与溶液就开始发生置换反应。

Me0(S)+H2SO4=MeSO4(L)+H2(g)

注：S-指固态；L-指液态；g-指气态；Me0-指Ni0、Co0、Fe0、Cu0。

当温度升至75°C?85°C，PH6.3时，浸出Cu、Fe、Zn、Al、Si等杂质均已自动水解沉淀进入渣中，但不会使Mn2+、Ca2+、Mg2+发生水解沉淀。

由于常压浸出过程中不带其他杂质离子，所以产出的溶液很纯净。该溶液进入成品车间蒸发浓缩、结晶，即产出符合标准的电池级含钻硫酸镣。

第二段浸出为加压浸出，使镣和钻完全浸出，并有部分铜被浸出，以满足一段浸出所需，以及用铜系统返回的铜阳极液以定量的93%H2SO4加速浸出一段渣中的镣钻，使镣浸出率〉90%，并使高冰镣中的铜、铁都抑制到渣中，维持逆流浸出工艺中铜、铁的平衡。

第二段加压浸出前，需对矿浆在常压反应釜内升温预浸，预浸后矿浆中的固相基本上为NiS、FeS及Cu2S，再进入加压釜在160。C高温下氧化浸出。由于第二段浸出在高温高压和强氧化剂的反应条件下进行，可使Ni、Co被较深的浸出，而原料中的铁、铜留在浸出渣里，为其后的提铜过程提供有利的条件。

以高冰镣为原料生产硫酸镣的工艺流程如图1-1：

图1-1以高冰镣为原料生产硫酸镣的工艺过程

现有设备状况及设备调整改造原因

我厂浸出车间包含常压浸出、浆化预浸、加压浸出，常压浸出工序共有常压反映釜14台，其中2m3常压浸出釜9台，每台每班生产合格常压浸出液1.4m3,3m3常压浸出釜5台，每台每班可生产合格常压浸出液2.1m3,常压浸出反应釜总容积33m3,每班总共生产合格常压浸出液23m3；加压浸出工序共有加压反应釜9台，其中2m3加压浸出反应釜6台，3m3加压浸出反应釜3台，加压浸出反应釜总容积21m3,每班可生产合格加压液15.5m3。

我厂是由生产其它产品逐步改建为生产硫酸镍产品的老厂，所以以上浸出设备分三个系统分别安装在不同位置，这也造成了使用人员上的浪费。在以上设备状况基础上，要想提高产量，必须增加投料量，使设备满负荷运转。正常投料和满负荷投料的各项数据对比见表2-1。

表2-1正常投料和满负荷投料的各项数据对比

加压液缺少量m311

由表2-1可以看出，加大投料量后，可提高常压液的送液浓度，但也会造成常压浸出渣增大。为了不使常压渣堆积，得提高加压浸出反应釜处理常压渣量。上表还可以看出，不论是正常投料还是满负荷投料，浸出车间加压液量总是会出现供给不足现象。因此，为了在投料量增大的情况下生产保持稳定，必须适当增加加压浸出釜的有效体积，以满足处理常压渣和加压液不足的现象。

设备调整和改造的主要内容：

3.1加压浸出部分的调整和改造：

3.1.1将二系统3m3常压浸出反应釜拆除两台，其中一台重新安装在加压预浸反应釜旁边，用来当做加压预浸反应釜。拆除后的位置安装2台3m3加压反应釜（一台利用旧的，一台新制做），将原一系统2台2m3加压