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1、冶金知识镍冶金77高冰镍的湿法精炼)u+I)O,~5~+^/y2T7.1概述1Y*]z%P"~5f!H目前国际上镍精炼工艺大致可分为两类四种:一类是可溶阳极电解精炼,即粗镍阳极电解和硫化镍阳极电解.另一类是高冰镍的选择性浸出—净液—电积的湿法精炼工艺,其介质分为氯化物及硫酸盐两种体系.此类工艺是70年代以后才兴起的.具有镍的产品质量高,成本大幅降低等特点.其中,尤以高镍锍氯化浸出与硫酸浸出-电积发展最快,成为镍精炼今后发展的方向.1)硫酸选择性浸出硫酸选择性浸出的基本过程是,高镍锍经细磨后采用常压和加压相结合的方法进行分段浸出;镍,钴选择性被浸出进入浸出渣中.第一段浸出液富含镍,钴
2、,几乎不含铜,铁等杂质,因而浸出液的净化比较简单.经净化后的浸出液用电解沉积法或氢还原法产出金属镍.与镍电解精炼法相比,硫酸选择性浸出法的生产流程比较短,用一个浸出工序代替了高镍锍磨浮,焙烧,电炉还原熔炼等若干工序,因而基本建设投资较省;由于生产流程短,药剂用量少,生产成本也较低.+r,I&a(O:o7k6z!c:s$
3、2)氯化浸出-d/Q*H.p2]*p%P+J氯化浸出是指在水溶液中进行的湿法氯化过程,即通过氯化使高镍锍中的镍,钴,铜等呈氯化物形态溶解的过程.由于氯和氯化物化学活性很高,生成的氯化物溶解度大,对杂质的络合能力又较强,因此在常温,常压下,氯化浸出就能达到在其他介质中
4、必须加温,加压下才能达到的技术指标.根据浸出剂的种类种类不同,高镍锍氯化浸出分盐酸浸出和氯气浸出两种.1t9k0J$c,D(v)w3v7.2硫酸选择性浸出工艺硫酸选择性浸出的基本过程是:高镍锍经水淬,细磨后采用常压和加压结合的方法进行分段浸出,镍,钴选择性被浸出进入溶液,铜,铁,贵金属则抑制于浸出渣.第一段浸出液富含镍,钴,几乎不含铜,铁等杂质,因而浸出液的净化作业只需要除钴.由于溶液中不能引入Cl-,沉钴的氧化剂采用特制的黑镍(NiOOH).一段浸出液经镍钴分离后,硫酸镍溶液用电解沉积法或氢还原法生产金属镍,硫酸钴溶液进一步净化后,作为提钴原料.经加压浸出,镍,钴,铁基本进入浸出
5、液,经净化除铁,使铁形成开路.浸出终渣主要成份为硫化铜,并富集了所有的贵金属.终渣直接送铜熔炼车间铸成铜阳极板,供铜电解车间生产电解铜.贵金属进一步富集于铜阳极泥,铜阳极泥为提取贵金属的原料.6j0Z9];s"y;s*S(M*H7.2.2浸出过程的主要化学反应#I4q;d!U!F&f高镍锍主要由铜镍合金,Ni3S2和Cu2S三相组成.镍主要存在于合金相和Ni3S2相中,铜存在于Cu2S和合金相中,铁和钴存在于合金相中.硫酸选择性浸出由二段常压浸出或一段常压连续浸出与一段加压浸出组成.1,常压浸出K&S2W3c,x6D+y&q*{在常压浸出时,金属相基本上能全部溶解,而Ni3S2相中
6、的镍部分溶解,Cu2S相则不溶解.粉状高镍锍用从铜,镍电解系统返回的废液进行浸出,其主要反应如下:(1)合金相中的Ni,Co3[3h+a6y3p:g3L,R&I+hNi+CuSO4=Cu+NiSO4;A:h+Q#^*2r+G/RNi+H2SO4=NiSO4+H2↑%O;K;
7、*L#C1A9T1_Ni+H2SO4+1/2O2=NiSO4+H2O合金相中的钴也发生上述类似的反应.*}2t"O*[7k7F!i9J;^%l(2)合金相中的Cu合金相中的铜和上述反应生成的沉淀铜则与浸出时鼓入的氧发生氧化反应,其反应式如下:2Cu+1/2O2=Cu2O1h+V*R'h.l&HQCu2O+H2
8、SO4=CuSO4+H2O+Cu生成的Cu2+又进一步氧化,溶解合金相中的镍,钴.4P%NO9C$r(3)Cu2S相&m0c8_h%Y:R;gCu2S相不溶解.!K/Y&E:
9、)C&[&?9T:*J(4)Ni3S2相;A!A+K'H0A%s,M'~5{8?.W在有氧存在时,Ni3S2相与二价铜离子,硫酸发生下列反应:Ni3S2+2Cu2+=2NiS↓+Ni2++2Cu+Ni3S2+H2SO4+1/2O2=2NiS↓+NiSO4+H2O这时Ni3S2相中的镍有三分之一被溶解.(5)合金相中的铁合金相中的铁发生以下溶解反应:/D)Y1g)h!]"i#{6bFe+H2SO4=FeSO4
10、+H2↑9q+}.p2j#Y!a+M2FeSO4+1/2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+H2O/A+
11、'e0z0I3?9`当溶液的PH值大于2时,则生成针铁矿沉淀:+7p"R,g;z!q*e0CFe2(SO4)3+4H2O=2α-FeOOH+3H2SO40N!f/s9['f!Y!J当溶液PH值大于3.9时,水溶液中的铜会按下式生产碱式硫酸铜沉淀:3CuSO4+4H2O=CuSO42Cu(OH)2↓+2H2SO47.2.3常压浸出液的净化:p'Y:m0g/z2
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