低冰镍加压酸浸工艺研究
第１８卷第４期２００９年１２月
矿冶
ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
ＶｏＬ１８．Ｎｏ．４
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００９
文章编号：１００５—７８５４（２００９）０４—００３５一０３
低冰镍加压酸浸工艺研究
尹飞，王振文，王成彦，江培海
（北京矿冶研究总院，北京１０００４４）
摘要：本文研究了低冰镍湿法冶炼工艺流程，详细进行了低冰镍加压酸浸一萃取脱铜一中和除铁一
中和沉镍的工艺研究。在优化试验条件下．加压浸出镍、铜的浸出率分别为９１．５６％，９９．０８％。浸出液
经萃取脱铜一中和除铁一中和沉镍工艺使有价金属分别得到回收富集。
关键词：低冰镍；加压浸出；萃取；中和
中图分类号：ＴＦ８１５；ＴＦ８０３．２１文献标识码：Ａ
ＲＥＳＥＡＲＣＨ０ＮＰＲＥＳＳＵＲＥＬＥＡＣＨＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳ
ＦＯＲＬＯＷＮＩＣＫＥＬＭＡＴｒＥ
ＹＩＮＦｅｉ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ—ｗｅｎ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ—ｙａｎ，Ｊ／ＡＮＧＰｅｉ—ｈａｉ
（ＢｅｉｊｉｎｇＧｅｎｅｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｂｅ彬ｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｌｏｗｎｉｃｋｅｌｍａｔｔｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅａｃｈｉｎｇ，ｃｏｐｐｅｒｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｗｉｔｈｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｗｉｔｈｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｎｉｃｋｅｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｒｅｏｂ—ｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｓｏｆｃｏｐｐｅｒａｎｄｎｉｃｋｅｌａｒｅ９１．５６％ａｎｄ９９．０８％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｖａｌｕａｂｌｅｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｅｒｅｃｏｖｅｒｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｕｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｐｐｅｒｒｅｃｏｖｅｒｙｗｉｔｈｅｘ－ｔｒａｃｔｉｏｎ，ｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｗｉｔｈｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｎｉｃｋｅｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｌｏｗｎｉｃｋｅｌｍａｔｔｅ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅａｃｈｉｎｇ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ
低冰镍主要来源于镍铜硫化精矿，除镍外同时富含铜、钴和大量的铂族金属需要回收…，传统工艺流程有两种：一种是低冰镍经转炉吹炼生产高冰镍一高冰镍磨浮一硫化镍熔铸一硫化镍可溶阳极隔膜电解一阳极液三段净化的可溶阳极电解精炼流程；另一种是低冰镍经转炉吹炼生产高冰镍一高冰镍细磨二段硫酸选择性浸出（一段常压、一段加压）一黑镍除钴一镍电积的加压浸出流程¨“’。两种工艺都是将低冰镍吹炼成高冰镍再进一步回收镍，造成部分的镍进入冰铜相，同时还有部分铜钴在高冰镍中，浸出的溶液还要进一步除杂才能进行电解，本
收稿日期：２００９—０５—２６
基金项目：国家科技支撑计划资助项目（２００７ＢＡＢｉ９８０２）；国家重点基础研究发展计划（９７３）资助项目（２００７ＣＢ６１３５０５）。
作者简介：尹飞，硕士。高级工程师，从事有色金属冶金工艺研究。文采用低冰镍直接进行氧压酸浸工艺，将铜、镍、钴直接进入溶液进行回收。
１试验原料
低冰镍的主要成分（％）：Ｎｉ５．５、Ｃｕ２０．６２、Ｆｅ４３．９９、ｓ２３．７９、Ａｕ４．４５９／ｔ、Ａｇ２１８９／ｔ。从物相分析看，部分镍、铜和铁以合金形式存在。其粒度为一０．０７４ｐ．ｍ占９０％。
２试验方法
加压浸出试验在２Ｌ衬钛高压釜中进行。首先将低冰镍按一定的液固比加入水，并配入定量的硫酸，放入加压釜内加盖密闭搅拌预热，予热到规定温度后通氧气到设定压力，开始计时。试验结束后停止通氧，通冷却水降温至７０。Ｃ后卸压出釜。浸出渣经洗涤烘干称量，细磨混样后取样分析。用原子吸
矿冶
收光谱法和ＥＤＴＡ络合滴定法测镍、铜，用重铬酸钾容量法测铁。
３试验结果与讨论
３．１浸出试验３．１．１起始酸度的影响
试验条件：低冰镍１５０９、液固比４：１（ｍＬ：ｇ）、温度１８０４－５℃、时间２ｈ、氧分压０．５ＭＰａ，试验结果见表１。从表１中可见，起始酸度大于３９／Ｌ时，对镍铜的浸出基本无影响。
表１起始酸度对金属浸出率的影响
Ｔａｂｌｅ１Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｓｕｌｐｈｕｒｉｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅ
３．１．２温度的影响
试验条件：低冰镍１５０９、液固比４：１（ｍＬ：ｇ）、起始酸度３９／Ｌ，时间２ｈ、氧分压０．５ＭＰａ，试验结果见表２，可见，随着温度的提高，镍、钴的浸出率也随之提高，但温度对镍的浸出率影响较小，对铜的浸出率影响较大，温度从１５０％增加到２２０。Ｃ，镍的浸出率从８３．７１％提高到９０．６０％，而铜的浸出率从６９．４０％提高到９９．７６％。
表２温度对金属浸出率的影响
Ｔａｂｌｅ２Ｅｆｆｅｃｔｏｆ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅ
３．１．３时间的影响
试验条件：低冰镍１５０９、液固比４：１（ｍＬ：ｇ）、温度２００±５。Ｃ、起始酸度３９／Ｌ、氧分压０．５ＭＰａ，试验结果见表３，从中可见，在小于２ｈ时，随着时间的延长，镍、铜的浸出率随之增加，在大于２ｈ后，镍、铜的浸出趋于稳定。
表３时间对金属浸出率的影响
Ｔａｂｌｅ３Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｉｍｅｏｎｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅ
时间渣牢渣成分／％渣计浸出率／％
／ｈ／％ＮｉＣｕＦｅＮｉＣｕＦｅＯ．５７５．３２１．８５１０．２９４３．８８７４．６７６２．４１２４．８７ｌ７０．３７１．３７７．８９４８．４８８２．４７７３．０７２２．４５１．５６５．６０１．Ｏｌ２．６７５４．４５８７．９５９１．５ｌ１８．８０２．０５９．３７０．９１０．１９６２．８３９０．１８９９．４５１５．２０３．０５８．５２０．９００．１４６３．８８９０．４２９９．６０１５．０２
３．１．４氧分压的影响
试验条件：低冰镍１５０９、液固比４：１（ｍＬ：ｇ）、温度２００４－５℃、起始酸度３９／Ｌ，时间２ｈ，试验结果见表４。由表４可知，氧分压对于镍的浸出影响较小，当氧分压为０．３ＭＰａ时，镍的浸出率为８９．７５％，氧分压大于０．３ＭＰａ时，镍的浸出率基本稳定，但氧分压对铜的浸出影响较大，铜的浸出率由氧分压为０．１ＭＰａ的３８．６９％提高到氧分压为０．６ＭＰａ的９９．５７％。铁的浸出随着氧分压的增大而降低。３．１．５综合试验
尹飞等：低冰镍加压酸浸工艺研究?３７?
在上述条件试验的基础上，得到的优化条件为：液固比４：１（ｍＬ：ｇ）、温度２００±５。Ｃ、起始酸度３—５９／Ｌ、氧分压０．５ＭＰａ，时间２ｈ，以此条件在１０Ｌ的衬钛加压釜内做了三釜，浸出渣的成分平均为（％）：Ｎｉ０．７８、Ｃｕ０．３２、Ｆｅ６２．７８、Ａｇ３８１９／ｔ、Ａｕ７．６１９／ｔ，渣计镍、铜的浸出率分别为９１．５６％，９９．０８％。浸出液的成分平均为（ｇ／Ｌ）：Ｎｉｌｌ．３５、Ｃｕ４４．３６、Ｆｅ６．７２。浸出渣可采用氯化浸出或氰化浸出，回收金、银。
３．２萃取除铜
浸出液采取中和萃铜的方式萃取铜”］，萃取剂为３０％１ｉｘ９８４＋７０％璜化煤油，相比Ｏ／Ａ为５：ｌ，控制每级萃取前液的ｐＨ值在１．５左右，中和剂采用４００９／Ｌ氢氧化钠溶液，４级逆流萃取，铜的萃取率达到９８．６％，而镍、铁基本不被萃取，萃余液成分为（ｇ／Ｌ）：Ｎｉ１１．０８、Ｃｕ０．３、Ｆｅ６．６１。
３．３中和沉铁、铜
中和沉铁、铜采用的中和剂为碳酸镍，氧化剂为氯酸钠，沉淀条件为：温度８５℃，时间３ｈ，氯酸钠加入量为铁的理论需要量，溶液沉淀过程中的ｐＨ值控制在４．５—５．０，除铜、铁后液成分为（ｇ／Ｌ）：Ｃｕ０．００１、Ｎｉｌ７．２、ＦｅＯ．００１。沉淀渣返回低冰镍加压浸出。
３．４中和沉镍
试验条件：中和沉镍的中和剂为碳酸钠，温度７０℃，时间１ｈ，溶液沉淀过程的ｐＨ值控制在８．５左右，溶液中的残镍小于０．００１９／Ｌ，沉淀渣含镍３０％左右，沉淀渣经电解镍后液溶解一萃取除杂后，得到合格的镍电解溶液。
４结论
采用加压酸浸一萃取脱铜一中和除铁一中和沉镍的湿法冶炼工艺直接处理低冰镍是完全可行的。加压浸出的优化条件为：液固比４：ｌ（ｍＬ：ｇ）、温度２００±５ｏＣ、起始酸度３—５９／Ｌ、氧分压Ｏ．５ＭＰａ，时间２ｈ，在此条件下镍、铜的浸出率分别为９１．５６％，９９．０８％。该工艺改变了传统的低冰镍吹炼为高冰镍再进行处理的流程结构，大大提高了金属直收率和减少了设备数量、投资。同时产出的浸出液采取中和萃取脱铜一碳酸镍中和除铁一中和沉镍的工艺使得浸出液中的有价金属逐一得到回收，浸出渣可采用氯化浸出或氰化浸出，回收金、银。
参考文献：
（１］彭荣秋．镍冶金［Ｍ］．长沙：中南大学出版社，２００５：２４一ｌＯＯ．
［２］黄振华．新疆阜康冶炼厂金属化高冰镍硫酸选择性浸出工艺研究报告［Ｒ］．北京：北京矿冶研究总院，１９９１．［３］王海北，蒋开喜，张帮胜，等．镍精矿加压酸浸新工艺研究［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２００４（４）：２—３．
［４】何焕华，蔡乔方．中国镍钴冶金［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２０００：４１９—６５４．
［５］杨佼镛，刘大星．萃取［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９８８：１４３一１７２．
低冰镍加压酸浸工艺研究
作者：尹飞， 王振文， 王成彦， 江培海， YIN Fei， WANG Zhen-wen， WANG Cheng-yan，JIANG Pei-hai
作者单位：北京矿冶研究总院,北京,100044
刊名：
矿冶
英文刊名：MINING AND METALLURGY
年，卷(期)：2009，18(4)
被引用次数：0次
参考文献(5条)
1.彭荣秋镍冶金 2005
2.黄振华新疆阜康冶炼厂金属化高冰镍硫酸选择性浸出工艺研究报告 1991
3.王海北.蒋开喜.张帮胜镍精矿加压酸浸新工艺研究[期刊论文]-有色金属(冶炼部分) 2004(04)
4.何焕华.蔡乔方中国镍钴冶金 2000
5.杨佼镛.刘大星萃取 1988
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1.学位论文李忠国硫化镍矿的湿法冶金应用基础研究2005
金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床是世界上著名的超大型矿床，该矿床成矿元素镍、铜主要以金属硫化物形式存在，其伴生元素以富集铂族、金、银为特征。采用湿法冶金方法处理金川硫化矿可有效提高金属回收率、改善冶炼环境、降低生产成本、提高整体装备水平。对具有金川特色的高铁低铜含合金硫化镍矿湿法冶金应用的研究还没有人能完成，本文尚属首次。低冰镍经转炉吹炼后，通过对高冰镍的缓冷，可有效将硫化矿中的贵金属富集到合金中。硫酸常压氧化浸出含合金硫化镍精矿的过程中，镍浸出效率受浸出温度、酸度、氧化剂用量以及浸出剂(铜离子)浓度的影响。镍浸出率受浸出温度的影响较大，控制浸出温度在85℃～90℃时，可得到较高的镍浸出率。由于硫化镍精矿中含有合金，常压浸出过程中合金中的镍被酸直接浸出，因此酸的加入量对常压浸出段的镍浸出率也有很大影响。同时，镍的浸出率也受浸出pH值的影响，当浸出pH值在2左右时，镍的浸出率较高。氧化剂-氧气的通入量对浸出速率及镍的浸出率同样影响很大，本次研究第一次建立了在通氧条件下，镍浸出率的变化量与通氧速率关系式，完成了镍浸出率数学模型y=8.271x0.3002的建立，x为单位时间通氧量。作为硫化镍矿氧化浸出的中间媒介，Cu2+/Cu+的浓度对浸出速率的影响很大，常压浸出中镍的浸出率随浸取液中铜离子浓度的增加而提高，但过高的铜离子浓度会增加后续工艺净化除杂的难度，因此常压浸出中铜离子浓度不宜过高。
常压浸出虽然可有效浸出合金以及部分硫化镍精矿中的镍，但对NiS却很难浸出。为进一步提高镍的浸出率、富集贵金属，在常压浸出的基础上需要进行加压氧化浸出。加压氧化浸出过程中，镍的浸出率受浸出温度、浸出时间、浸出终点pH值以及氧分压等条件的影响。加压浸出过程中，浸出温度在140℃以下，镍浸出率的变化与温度成正比，当温度继续上升，镍浸出率接近100％，浸出反应基本完全。浸出初始，镍浸出率随浸出时间的延长而提高，当浸出进行2小时后，浸出基本完全。氧分压是影响镍浸出率的另一个重要条件，随氧分压的增大，镍浸出率增加，当氧分压达到150kPa时，镍浸出率达到最佳效果。加压浸出终点pH值对硫化矿中各种金属的浸出影响差异较大，浸出终点pH值大于1.8时，铜的浸出率随浸出终点pH值的升高而迅速降低
，而对镍钴浸出率的影响却比较平缓，因此可以通过控制浸出终点pH值来分离铜与镍钴，达到选择性浸出镍钴的目的。Cyanex272是一种新兴的分离镍钴有机膦类萃取剂，对镍钴的分离系数较大，适用于高镍低钴硫酸镍溶液的镍钴分离。Cyanex272对钴的萃取能力受有机相中Cyanex272含量的影响，有机相中Cyanex272含量越高，有机相的萃钴能力越大，但有机相负载的金属量过多时也会导致有机相黏度增大，反而会降低有机相的萃钴能力。萃取相比是影响有机相萃钴能力的又一因素，通过对萃取实验结果的比较，表明相比(O/A)选择在1：1～2范围内比较合适。混合萃取后液的分相是工业生产中的重要问题，萃取混合相的分相时间受负载有机相负载金属量的影响，分相时间与有机相负载金属量存在指数关系。
电积液的电导率、黏度、表面张力和密度等物理性状对电积的各项经济技术指标存在较大影响，电积液的主要组成Ni2+、Na+、H3BO3等以及电积液的pH值、温度对电积液的电导率、黏度、表面张力和密度均存在不同程度的影响。镍离子的增加会使电积液的电导率降低；镍离子的升高则会使溶液的黏度增大，使溶液的表面张力有所增加；对于溶液密度的影响，镍离子的增加使溶液密度增大，符合溶液性质规律。钠离子对溶液的黏度、表面张力以及密度的影响行为与镍离子基本相似，但影响却与镍离子相反。硼酸对溶液的表面张力可以说基本没有影响，对溶液电导率影响也比较微弱；而硼酸对溶液的黏度却有些影响，对密度的影响，硼酸与镍离子以及钠离子相似。pH值对溶液的电导率、黏度、表面张力以及密度均基本无影响。电积液的电导率随温度的增加而增大，电积液的黏度和表面张力则随着电积液温度的升高而下降。
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