用硫酸溶液选择浸出高镍锍中的镍和钴,铅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两道以上工序组成,常压浸出段金属全部溶解,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形态留存于浸出渣中。
控制常压浸出终点PH≥6.2,浸出液中的Cu、Fe发生水解沉淀除去。为了除去。为了除去Co,为镍电积提供成分合格电解液,本工艺采用黑镍(NiOOH)除钴法,使Co2+氧化成Co3+水解为Co(OH)3沉淀除去,同时深度净化除去其他杂质。
浸出、净化得到的纯净NiSO4溶液,采用不溶阳极电解提取电镍。铅银俣金为阳极,纯镍始极片为阴极,产出纯度(Ni+Co)为 99.99%左右的电积镍产品。
一、新疆阜康冶炼厂用硫酸选择性学浸出法处理高镍锍
1、高镍锍的化学成分及浸出前的原料准备
应用硫酸选择性浸出的高镍锍要求含硫较低,以利于镍的溶解。这种高镍锍主要由铜镍合金、Ni3S2和CuS三相级成。镍主要存在于合金相和Ni3S2相中,铜存在于Cu2S相和合金相中,铁和钴存在于俣金相中。高镍锍吹炼完成后,通常采用在水中骤冷的方法将其水淬制成粒状,再用球磨面磨细后送丰亨豫大 酸选择性浸出。
阜康冶炼厂的原料来自喀拉通克镍矿生产的水淬金属化高镍锍,在磨浸车间经两段球磨机湿磨、分级、脱水及过滤扣,得到粒度为-0.045mm95%以上、含水为8%~10%的高镍锍滤饼。其化学组成如表1所示。镍钴的化学物相分析如表2所示。
主本成分 | Ni | Cu | Co | Fe | S | Pb | Zn | Mn | As |
含量/% | 31.96 | 48.5 | 0.105 | 0.33 | 16.04 | 0.28 | 0.003 | 0.0033 | 0.0008 |
贵金属元素 | Au | Pt | Pd | Ag | Os | Ir | Ru | Rh | |
含量/g.t-1 | 4.1 | 1.79 | 1.81 | 240 | 0.037 | 0.023 | 0.04 | 0.016 |
物相 | Ni | Co | ||
含量/% | 比例/% | 含量/% | 比例/% | |
合金 | 16.96 | 54.73 | 0.025 | 22.73 |
硫化物 | 12.58 | 40.59 | 0.023 | 20.91 |
氧化物 | 1.45 | 4.68 | 0.062 | 56.36 |
总量 | 30.99 | 100.00 | 0.11 | 100.00 |
生产实践表明,高镍锍中的合金相及硫化物相中的镍可浸率约95.3%,而钴的可浸率仅43.6%,如在转炉中采取还原措施,可大幅度提高钴的浸出率和增加镍的浸出率。
2、高镍锍浸出过程的主要化学反应
用硫酸溶液选择性浸出高镍锍中的镍和钴,使有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两道以上工序组成,常压浸出段金属Ni全部溶解,Ni3S2部他溶解,Cu2S不溶解。
Ni+H2SO4=NiSo4+H2
Ni+H2SO4+1/2O2=NiSo4+H2O
Co+H2SO4+1/2O2=CoSO4+H2O
浸出时在鼓入空气的作用下,合金相中的铜被氧化并与Ni3S2发生反应:
2Cu+1/2O2=Cu2O
Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu
2Ni3S2+2Cu2++1/2O2=4NiS+2Ni2++Cu2O
加压浸出时,在氧化条件下,发生以下化学反应:
Cu2S+H2SO4+1/2O2=CuS+CSO+CuSO4+H2O
Ni3S2+H2SO4+Cu2O=NiSO4+2NiS+2NiS+2Cu+H2O
NiS+CuSO4=NiSo4+CiS
经浸出高镍锍中绝大部分Ni和Co转入溶液(Ni浸出率94%,Co59%),Cu在部分以CuS和Cu2S形态留存于渣中。