本发明涉及金属镍冶金过程中镍电解阳极液净化除铜的一种方法,可用于镍冶炼厂。 镍冶金中最后的工序-镍电解过程产生的阳极液,含铜在0.5~0.8g/l,必须采取技术措施除去阳极液中的铜,方可返回电解再用,目前国内外对镍电解阳极液除铜的方法很多,主要有以下几种:(1)镍粉置换除铜,如前苏联北镍公司用焦粉还原氧化亚镍制备镍粉并采用流态化置换槽,提高镍粉置换利用率;加拿大汤普逊镍精炼厂采用镍粉加硫磺粉置换除铜;我国某厂采用镍精矿(加入少量阳极泥)置换除铜,缺点是渣量大,每生产1吨镍要产出150~180公斤铜渣,而且含镍高达40%,镍的直收率低,金属损失大。(2)硫化氢除铜。如澳大利亚西方矿业公司克维纳拉厂和古巴毛阿湾等,此法缺点是H2S有剧毒。(3)二氧化硫加硫磺除铜。如加拿大舍利特高尔顿厂采用此法。现有的几种方法都各有自身的优点,但也存在一定的缺点,有的是影响镍的直收率和铜的回收率,有的是污染环境、对人身体有害,有的是流程长、能耗高。
本发明目的在于提高镍的直收率和铜的回收率、无渣除铜并直接生产铜产品,简化工艺流程、降低能耗、减轻劳动强度、从根本上解决铜的回收问题。
溶剂萃取净化镍电解阳极液除铜的方法,其特征在于:a将相比O/A=1/1.5的有机相为5%LIX984(V/V)萃取剂+260煤油与镍电解阳极水相液混合2~5分钟后,静置3~10分钟分离水相和有机相,水相送镍电解;b再将160g/1H2SO4对分离后地含铜有机相进行萃取,有机相中的铜进入水相后(铜反萃液),送电解生产阴极铜。使用油水分离器除去萃取液中的有机悬浮物。
本发明与现有技术相比,可无渣除铜并直接生产铜产品,提高了镍的直收率和铜的回收率,具有工艺简单、能耗低、操作简便,减轻了劳动强度,广泛应用于镍电解过程。
本发明是采用溶剂萃取法净化镍电解阳极液除铜。金属镍电解过程中通常是阴极采用镍板始极片并装在阴极袋内,阳极是在用含少量铜的硫化镍铸成,两极板按一定距离置于装有一定浓度的NiSO4溶液内(即以硫酸镍溶液为电解介质)通电进行电解,电解过程阳极区产生两价镍离子和铜离子,以NiSO4和CuSO4形态存在在阳极液中,阳极液经净化除铜和其它杂质反应后,作为纯电解液加入阴极袋内,由于保持阴极袋内液位高于阳极区的液位,使得阴极可以通过阴极袋渗透到阳极区而防止含有杂质阳极液进入阴极袋,保持阴极袋内阴极液的纯度。
本发明的镍电解阳极液是采用溶剂萃取法除铜,试验方法如下:取50ml阳极液(阳极液为某厂提供,阳极液成份为(g/l):Ni 79.62、Cu 0.85、Co 0.19、Fe 0.42、Cl 87.0、SO 89.72、PH 1.71)装入125ml分液漏斗内,同时加入50ml5%LIX984有机相,在常温下放入康氏振荡机上混合2~3分钟后,取出分液漏斗静置3~10分钟,取出水相样和有机相样分析铜含量。有机相用50ml的160g/lHSO与50ml负载有机相-并装入125ml分液漏斗内振动分离后,同样取水相和有机相分析。
本发明的萃取法净化镍电解阳极液的过程是:采用LIX984萃取剂,萃取镍电解阳极液,镍阳极液中的铜离子进入有机相,此时将有机相和水相分离后,水相(亦称萃余液)可直接电解生产阴极镍,将有机相用酸反萃取,使有机相中的铜进入水相中,此时的水相(亦称除铜反萃液)可送电解生产阴极铜。本发明的特征在于采用的萃取方法处理的镍电解阳极液,选用的LIX984萃取剂,使用油水分离器除去萃余液中有机悬浮物,萃余液可直接生产阴极镍,除铜反萃液电解生产阴极铜。
实施例1:
二级串级试验
1料液成份见表1 表1
备注:GH-原-1为除铁前镍阳极液
GH-原-2为除铁后镍阳极液
2试验方法:
用三支分液漏斗按串级方法交叉进行萃取试验。
3试验条件:有机相5%(V/V)LIX984+260#煤油;
相比:萃取段O/A=1/1.5;
级数萃取段2,反萃1;
混合时间3分钟;
反萃取剂为Cu35g/l、H2SO4200g/l。
试验结果见表2和表3。
除铁前液串级试验结果 表2
除铁后液串级试验结果 表3
从上两表串级试验结果表明,无论除铁前或除铁后的阳极液,用LIX984二级萃取,铜均可除至〈0.002g/l,符合电解要求。
实施例2:
萃取除铜后,用一种金属(不锈钢丝)和非金属(聚丙稀毡)制作的油水分离器除有机悬浮物。含有机相LIX984为6.0mg/l溶液以99l/mim的速度通过油水分离器后,溶液中有机相LIX984含量降到3.4mg/l,除去率为57%,用这种溶液电解获得合格的电解镍。
实施例3:
溶液经深度除有机物,例2产出含3.4mg/l有机物溶液,经氯气沉钴后,溶液中LIX984已测不出。试验过程是取250ml溶液放入500ml烧杯中,调PH至4.5~5.0,控制温度65℃,通氯气维持电位值1045~1067mV反应2小时。
氯气沉钴铁试验结果 表4
实施例4
连续萃取实验
有机相:5%(V)LIX984+260#煤油
料液成份:Ni Co Cu Fe cl PH
浓度(g/l):79.62 0.19 0.85 0.42 87.0 1.71
反萃剂:Cu 35g/l H2SO4180g/l
室温 18℃ 2级萃取 1级反萃
萃取箱尺寸为混合室有效容积216ml,澄清室有效容积672ml,
调速电机控制混合速度,
流量:料液 37ml/min 有机相 25ml/min 反萃液 15ml/min;
除铜结果见表5
LIX984萃取除铜连续试验结果 表5
萃取液中LIX984含量为6.0mg/l。
从表中看出反萃液含Cu45.76g/l,H2SO4170g/l,可直接送电解生产阴极铜。