一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,涉及一種于鎳鈷濕法冶金方法,特別是用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅電解黃渣由銅電解凈化系統(tǒng)脫銅后液濃縮而成,主要成份為NiSOjP H 2S04,還有Co、Cu、Fe、Pb、Zn、Mn、Cd、Ca、Mg、Na等多種金屬雜質(zhì)。該物料通常并入鎳原料處理系統(tǒng),經(jīng)浸出、除鐵、除鈣鎂、P204除雜、P507除鈷、P204撈鎳、蒸發(fā)結(jié)晶等7道工序產(chǎn)出工業(yè)硫酸鎳產(chǎn)品,生產(chǎn)流程長(zhǎng),加工費(fèi)用高,擠占了企業(yè)盈利空間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足,提供一種生產(chǎn)流程短、操作簡(jiǎn)單、金屬收率高且處理過(guò)程不增加新雜質(zhì)的用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005]一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于其生產(chǎn)過(guò)程的步驟包括:
(1)將銅電解黃渣進(jìn)行漿化,加入石灰,通入氧氣,進(jìn)行預(yù)處理;
(2)將進(jìn)行預(yù)處理反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾分離,得到黃渣預(yù)處理液和濾渣;
(3)將步驟(2)的得到黃渣預(yù)處理液用P507鎳皂除雜,產(chǎn)出P507萃余液和負(fù)載有機(jī);
(4)將步驟(3)產(chǎn)出的P507萃余液進(jìn)行除油、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶,所得晶體干燥后得到工業(yè)硫酸鎳。
[0006]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述的步驟(1)是將銅電解黃渣與80°C _95°C的熱水在攪拌槽中按液固體積質(zhì)量比V/m=l.5-2.0/1漿化,緩慢加入石灰乳至PH2.0-2.5,通入氧氣,反應(yīng)1.5h-2.0h。
[0007]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述的步驟(2)是使用壓濾機(jī)分離,得到濾渣和黃渣脫酸液。
[0008]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述的步驟(2)產(chǎn)生的濾渣用熱水按液固體積質(zhì)量比V/m=4-6/l進(jìn)行漿化,過(guò)濾,以80°C -95°C的熱水沖洗至壓濾機(jī)濾液呈白色,渣洗液回用于步驟(1)的黃渣漿化,洗后渣送至鎳火法冶煉系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述的步驟(3)是用P507鎳皂對(duì)步驟(2)的黃渣預(yù)處理液進(jìn)行6-8級(jí)逆流萃取,由P507鎳皂一步去除黃渣預(yù)處理液中的Co、Cu、Zn、Mn、Cd、Ca、Mg金屬雜質(zhì),產(chǎn)出P507萃余液和負(fù)載有機(jī);然后用
0.5±0.lmol/L稀硫酸對(duì)負(fù)載有機(jī)進(jìn)行4-6級(jí)逆流洗鎳,產(chǎn)出的洗鎳液和洗鎳有機(jī);洗鎳液返回用于制備鎳皂;再使用2.0±0.5mol/L稀硫酸對(duì)洗鎳有機(jī)進(jìn)行4-6級(jí)逆流反萃,產(chǎn)出反萃液。
[0010]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述的步驟(4)是將步驟(3)產(chǎn)出的P507萃余液進(jìn)行除油、蒸發(fā)濃縮至比重1.62-1.64,放入結(jié)晶槽,開(kāi)冷卻水使其以5±0.5°C /h的速度由沸騰態(tài)降至56°C _58°C,加入晶種,保溫10-12小時(shí)至轉(zhuǎn)晶完成,開(kāi)冷水降溫至48±2°C,由離心機(jī)甩去母液,所得晶體干燥后即為最終產(chǎn)品,母液返回蒸發(fā)環(huán)節(jié)。
[0011]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述步驟a中銅電解黃渣的主要成份為NiSOjP H 2S04,其重量比化學(xué)組成為:ω H2S(]4=15%_17%、ωΝ?=17%_19%、ω Co^; 0.5%、ω Cu< 0.5%、ω Fe< 0.5%、ω Pb^; 0.01%、ω Ζη^Ξ 0.2%、ω Μη^Ξ 0.2%、
0.01%、ω Ca^ 0.2%、ω Mg^ 0.5%、ω Na^ 0.1%、ω α < 0.01%。
[0012]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于Ρ507鎳皂的制備是將Ρ507萃取劑用溶劑油稀釋至25%(V/V),加液堿皂化70%±5%,再用硫酸鎳溶液將其全部轉(zhuǎn)成鎳阜。
[0013]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于所述步驟(4)中結(jié)晶槽轉(zhuǎn)速為26-28r/min。
[0014]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,其特征在于離心機(jī)甩去母液時(shí)離心機(jī)轉(zhuǎn)速為500-700r/min。
[0015]本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,銅電解黃渣中的H2S04與石灰乳0&(0!1)2生成CaSO 4微溶物;通入氧氣,F(xiàn)e 2+被氧化成Fe 3+,F(xiàn)e3+與石灰乳Ca(OH) 2形成Fe (0H) 3沉淀,達(dá)到脫酸、除鐵的目的,相關(guān)反應(yīng)方程式為:
H2S04+Ca(0H)2— CaS04(s)+H20 (中和脫酸)
2Fe3++3S042 +3Ca (OH) 2—2Fe (OH) 3 I +3CaS04(s)(中和除鐵)
本發(fā)明萃取過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng):
HX+NaOH — Na2X+H20 (皂化反應(yīng),式中 HX 表示 P507)
Na2X +Ni2+—NiX+2Na + (鎳皂制備)
NiX+M2+— MX+Ni 2+ (鎳皂除雜,式中Μ表示被萃金屬)
本發(fā)明的一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,通過(guò)將銅電解黃渣預(yù)處理(漿化、石灰乳調(diào)pH、氧化除鐵、濾渣洗滌)、Ρ507鎳皂除雜、蒸發(fā)結(jié)晶等措施產(chǎn)出滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(HG/T 2824-2009)的工業(yè)硫酸鎳產(chǎn)品。其生產(chǎn)流程短、操作簡(jiǎn)單、金屬收率高,處理過(guò)程不增加新雜質(zhì),是一個(gè)由銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的新途徑,有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一種用銅電解黃渣生產(chǎn)工業(yè)硫酸鎳的方法,具體按以下步驟進(jìn)行:
(1)黃渣預(yù)處理:將銅電解黃渣與80°C -95 °C的熱水在攪拌槽中按液固比(V/m=l.5-2.0/1)漿化,緩慢加入石灰乳至pH2.0-2.5,通入氧氣,繼續(xù)反應(yīng)1.5h_2.0h ;
(2)使用壓濾機(jī)分離濾渣,即得黃渣預(yù)處理液;然后將濾渣用熱水按液固比(V/m=4-6/l)漿化,過(guò)濾,以80°C _95°C的熱水沖洗至壓濾機(jī)濾液呈白色,渣洗液回用于黃渣漿化,洗后渣送至鎳火法冶煉系統(tǒng)。
[0017](3) P507鎳皂除雜:P507鎳皂的制法是將P507萃取劑用溶劑油稀釋至25%(V/V),加液堿皂化70 ±5%,再用硫酸鎳溶液將其全部轉(zhuǎn)成鎳皂;用P507鎳皂對(duì)黃渣預(yù)處理液進(jìn)行6-8級(jí)逆流萃取,由P507鎳皂一步去除黃渣預(yù)處理液中的Co、Cu、Zn、Mn、Cd、Ca、Mg等金屬雜質(zhì),產(chǎn)出P507萃余液(純凈NiS04溶液,送至蒸發(fā)結(jié)晶)和負(fù)載有機(jī);然后用0.5±0.lmol/L稀硫酸對(duì)負(fù)載有機(jī)進(jìn)行4-6級(jí)逆流洗鎳,產(chǎn)出洗鎳液(返回制備鎳皂)和洗鎳有機(jī);再使用2.0±0.5mol/L稀硫酸對(duì)洗鎳有機(jī)進(jìn)行4_6級(jí)逆流反萃,產(chǎn)出反萃液(含Co、Cu、Zn等雜質(zhì)的硫酸鹽溶液)。
[0018](4)蒸發(fā)結(jié)晶:產(chǎn)出的P507萃余液(純凈NiS04溶液)除油、蒸發(fā)濃縮至比重
1.62-1.64,放入結(jié)晶槽,結(jié)晶槽轉(zhuǎn)速為26-28r/min,開(kāi)冷卻水使其以5±0.5°C /h的速度由沸騰態(tài)降至56°C _58°C,加入晶種,保溫10-12小時(shí)至轉(zhuǎn)晶完成,開(kāi)冷水降溫至48±2°C,由離心機(jī)甩去母液,離心機(jī)轉(zhuǎn)速為500-700r/min,所得晶體干燥后即為最終產(chǎn)品,母液返回蒸發(fā)環(huán)節(jié)。
[0019]本發(fā)明的方法,其銅電解黃渣的主要成份為NiSOjP H2S04,其化學(xué)組成為:ωH2S04=15%_17%、ωΝ?=17%_19%、ωCo^; 0.5%、ω Cu< 0.5%、ω Fe< 0.5%、ω Pb^; 0.01%、ω Ζη^ 0.2%、ω Μη^ 0.2%、ω cd^ 0.01%、ω Ca^ 0.2%、ω Mg^ 0.5%、ω Na^ 0.1%、ω C1 ^ 0.01%。
[0020]實(shí)施例1
將13.3噸銅電解黃渣與20m3自來(lái)水在攪拌釜中漿化,溫度80°C、攪拌,緩慢加入石灰乳至漿化液PH2.0,通入氧氣(通入氧氣量大于Fe2+被氧化成Fe 3+需要的量),反應(yīng)2.0h,使用壓濾機(jī)分離濾渣,即得黃渣預(yù)處理液;濾渣在洗渣釜中用熱水按液固比V/m=5/l漿化,過(guò)濾,使用熱水沖洗至壓濾機(jī)濾液呈白色,渣洗液回用于漿化銅電解黃渣,洗后渣送至鎳火法冶煉系統(tǒng)。用P507鎳皂對(duì)黃渣預(yù)處理液進(jìn)行6級(jí)逆流萃取,除去Co、Cu、Zn、Mn、Cd、Ca、Mg等雜質(zhì),產(chǎn)出P507萃余液(純