申请/专利权人：金川集团股份有限公司

申请日：2019-03-20

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN109797410B

主分类号：C25C7/06(20060101)

分类号：C25C7/06(20060101);C25C1/08(20060101);C22B7/00(20060101);C22B15/00(20060101);C22B23/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2019.06.18#实质审查的生效;2019.05.24#公开

摘要：本发明公开了一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，主要是采用碱性除铜试剂在不调酸的情况下，先进行阳极液除铜工序，除铜后溶液PH自然升高；除铜后渣液经过管式过滤器进行过滤，过滤后渣进行酸浸回收主金属镍、铜等；溶液进入溶液中间槽，再通过氯气氧化反应进行除铁、钴工序，除铁钴后产生的渣经过管式过滤器进入渣处理工序将铁钴渣分开回收有价金属，除铁钴后的溶液经过过滤送入电解工序进行电解生产，将原有净化“三段”：除铁、除铜、除钴工艺改为净化“两段”：除铜、除铁钴工艺，减少工艺流程，降低了生产成本。

主权项：1.一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤（1）.一段阳极液除铜工序：采用碱性除铜试剂，进行阳极液除铜工序，碱性除铜试剂与阳极进行混合反应0.5-1.5h，pH为3.5，温度65-75℃，将铜离子除到0.002gL以下，过滤，得铜渣和除铜后液，铜渣送至铜渣浸出工序进行酸浸回收主金属镍、铜，除铜后液进入下一工序；步骤（2）.二段除铁、钴工序：在除铜后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至4.0，通入氯气进行氧化除铁反应0.5-1.5h，除铁电位控制在500-800mV，终点pH为4.0-4.5，温度65-70℃，将铁离子除到0.0004gL以下，得红褐色除铁浆化液，过滤得铁渣和除铁后液；在除铁后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至5，通入氯气进行氧化除钴反应1.5-2.5h，除钴电位控制在1080-1100mV，终点pH5.5，温度60-65℃，将钴离子除到0.001gL以下，经过滤，得钴渣和除钴后液，除钴后液送至电解工序生产使用，钴渣经净化外付；所述碱性除铜试剂采用阳极泥、碳酸镍浆化液、液碱、和水配制而成，将液碱加入水中稀释至质量分数为10-15%，再将液碱稀释液通入蒸汽加热至95-100℃，然后加入阳极泥搅拌混合均匀，最后加入碳酸镍浆化液进行混合反应0.5-2h，直至溶液颜色变为红褐色，即得所述的碱性除铜试剂；阳极泥根据阳极液进铜量按Cu：S质量比1:6-10计算加入；碳酸镍浆化液与阳极泥按质量比1:4-6加入，碱液按与碳酸镍浆化液体积比30-50:1加入；所述的碳酸镍浆化液，浆化比：3-5:1，Na：30-40%，pH：7.0-8.0。

全文数据：一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺技术领域本发明属于化工领域，涉及硫化镍可溶阳极镍电解生产工艺，具体涉及一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺。背景技术在发展五十多年的硫化镍可溶阳极镍电解生产工艺中，阳极板在电解过程杂质钴、铜、铁、铅、锌、砷等杂质溶解到阳极液中，阳极液经过净化“三段”除杂工艺将这些杂质进行除杂，并从各类渣中进行回收主金属处理；净化“三段”工艺顺序是除铁、除铜、除钴，除铁工序是采用水解中和除铁，主要是将阳极液加温、通风，通过铁的水解中和PH条件达到3.5以上后，将二价、三价铁氧化，采用碱性试剂碳酸镍将阳极液pH调至3.5以上使铁离子形成氢氧化铁或铁矾渣经过过滤将铁等杂质除去；除铜工序是采用镍精矿及阳极泥将铁后液加硫酸调酸后溶液经过沸腾除铜槽通过硫化反应将铜杂质除去，经过滤后将除铜渣再进行铜渣浸出工序处理回收主金属；除钴工序是采用氯气氧化水解反应除去钴等杂质，反应后溶液过滤生成电解工序所需的新液，钴渣经过初步处理返至钴系统回收钴金属。此工艺中除铁工序使用15台反应设备，消耗大量碳酸镍、压缩风、电、硫酸等材料，且该“三段”工艺过程pH控制为低、高、低、高，过程酸碱消耗浪费较大，且体系体积较大生产过程控制不稳定，产生渣量较大，造成主金属损失较多，影响镍的直收率，造成电镍加工成本较高，不利于企业经济发展。发明内容本发明的目的在于提供一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段工艺，解决了工艺流程长，反应效率低、生产成本高的问题。本发明采用的技术方案如下：一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，具体包括如下步骤：步骤（1）.一段阳极液除铜工序：采用碱性除铜试剂，进行阳极液除铜工序，碱性除铜试剂与阳极进行混合反应0.5-1.5h，pH为3.5，温度65-75℃，将铜离子除到0.002gL以下，过滤，得铜渣和除铜后液，铜渣送至铜渣浸出工序进行酸浸回收主金属镍、铜，除铜后液进入下一工序；步骤（2）：二段除铁、钴工序：在除铜后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至4.0，通入氯气进行氧化除铁反应0.5-1.5h，除铁电位控制在500-800mv，终点pH为4.0-4.5，温度65-70℃，将铁离子除到0.0004gL以下，得红褐色除铁浆化液，过滤得铁渣和除铁后液；在除铁后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至5，通入氯气进行氧化除钴反应1.5-2.5h，除钴电位控制在1080-1100mv，终点pH5.5，温度60-65℃，将钴离子除到0.001gL以下，经过滤，得钴渣和除钴后液，除钴后液送至电解工序生产使用，钴渣经净化外付。本发明所述碱性除铜试剂采用阳极泥、碳酸镍浆化液、液碱、和水配制而成，将液碱加入水中稀释至质量分数为5-10%，再将液碱稀释液通入蒸汽加热至95-100℃，然后加入阳极泥搅拌混合均匀，最后加入碳酸镍浆化液进行混合反应0.5-2h，直至溶液颜色变为红褐色，即得所述的碱性除铜试剂。本发明阳极泥的加入量根据阳极液进铜量按Cu：S质量比1:6-10计算加入。所述碳酸镍浆化液与阳极泥按质量比1:4-6加入，碱液按与碳酸镍浆化液体积比30-50:1加入。所述液碱，工业NaOH：30%，其与水按照体积比1:2-3混合而成。所述碳酸镍浆化液，浆化比：3-5:1，Na：30-40%，pH：7.0-8.0。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.本发明“第一段”工序采用碱性除铜试剂在不调酸的情况下实现直接将高铜阳极液除去铜杂质达到原除杂标准工序，降低了生产成本；“第二段”工序再通过优化氯气氧化还原技术条件，将体系铁、钴杂质进行沉淀分离，实现去除铁钴杂质达到电解工序新液的标准，确保净化“两段”除杂工艺替代原净化“三段”工艺，减少工艺流程，缩短了时间，并达到新液需求的标准。2.本发明“第一段”在较高酸的阳极液中采用碱性除铜试剂进行直接除铜，实现了高效除铜等杂质工序，通过第一段除铜工艺后，减少了后续铜渣浸出工序，减少高镍渣外付损失，提高镍直收率。3.本发明采用镍电解生产过程产出的阳极泥作为原料，原料充足，根据阳极泥含硫量计算所需除铜杂质匹配量（阳极泥的加入量根据阳极液进铜量按Cu：S质量比1:6-10计算加入），将阳极泥进行高温处理，再加入液碱等碱性试剂，将溶液pH提高至10-12，通过高温溶解搅拌反应，使硫发生歧化反应，产生多硫化物，制作成碱性除铜试剂，可与铜、铅、砷等杂质形成难溶沉淀物，达到除铜的目的。采用多硫化物除铜试剂除铜后产生的除铜尾料不用氯气浸出，用简单的酸浸出即可回收大量主金属，实现了提高镍直收率目的，增加生产效益。4.本发明多硫化物除铜试剂使用周期较长，可达一个月，效果佳，除铜效率高，成本低，用于电解阳极液直接除铜，减少工艺流程。5.本发明“两段”除杂工艺通过优化氯气氧化还原技术条件实现体系铁、钴杂质进行沉淀分离，减少了传统“三段”除铁工序的设施、生产材料及人员等，提高了工艺反应效率，缓解了人力资源压力，同时减少了铜渣浸出工序的金属损失，提高镍直收率，该工艺在镍的湿法冶金及其他金属净化工艺中可推广应用。附图说明图1为现有技术中净化“三段”除杂工艺流程示意图：图2为本发明净化“两段”工艺流程示意图。具体实施方式碱性除铜试剂原料为：（1）阳极泥%：S：90，Fe：0.2-0.6，Pb：0.01-0.02，Zn,0.001-0.006，As：0.008-0.015，粉状自产物料。（2）液碱（氢氧化钠）：工业NaOH：30%，液碱与水按照比例1：2-3混合搅拌均匀，备用。（3）碳酸镍：浆化比：3-5:1，Na：30-40%，PH：7.0-8.0。碱性除铜试剂的制备方法，如下：首先将液碱（氢氧化钠）稀释至10-15%，然后将调配好的液碱放置加热板上进行加热至95-100℃，加入阳极泥，将溶液pH提高至10-12，边加阳极泥边搅拌加温，加温至100℃开始加入碳酸镍，开始计时，试剂制备时间0.5-2h，制备出的试剂取样化验分析。阳极泥与碳酸镍按照重量比例4-6:1加入，液碱水溶液与碳酸镍浆化液按照体积比30-50:1进行配比混合；三种试剂混合反应3h左右，温度为100℃。本发明的阳极液pH为0.5-2，流量为200-300m3h。阳极泥用量根据阳极液进铜量按照Cu：S质量比1：6-10计算加入量。一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，具体包括如下步骤：步骤（1）.将阳极液温度控制在65-70℃，开启搅拌将碱性除铜试剂加入阳极液中进行除铜，阳极液pH为0.5-2，与试剂反应0.5-1.5h，后，除铜后溶液pH升至3.5，温度70℃左右，将铜离子从0.5-0.8gL除到0.002gL以下，过滤，铜渣送入酸浸工序回收镍金属，过滤的铜后液送至除铁钴工序。步骤（2）.将除铜后液送至除铁、钴1#反应槽内先进行除铁反应，溶液pH从3.5用碳酸镍调至4.0，通入氯气进行氧化除铁反应0.5-1.5h，除铁电位控制在500-800mv，终点pH为4.2，温度为65-70℃，将铁离子除到0.0004gL以下，除铁后浆化液颜色为红褐色，除铁浆化液送至过滤器进行过滤，滤渣酸溶、生成反应回收铁，过滤后液先加入碳酸镍浆化液将溶液pH调至5.0，再将除铁后液与氯气混合通入反应管道，再流入除铁、钴2#-5#槽内反应进行除钴，反应1.5-2.5h，除钴电位控制在1080-1100mv，终点pH5.5，温度60-65℃，将钴离子从除到0.001gL以下，除钴后液经一、二次过滤，过滤后的钴渣经过浆化洗涤、压滤进行外付，过滤后的溶液送至电解工序生产使用。实施例1一种碱性除铜试剂的制备方法，如下：取阳极泥500g（约含硫90%），碳酸镍体积71ml（比重1.3-1.5gcm3）即重量95g，碱液2800ml，将稀释至10%的液碱2800ml加入5L烧杯中，再将稀释液碱通入蒸汽加热至100℃，然后加入阳极泥500g，搅拌混合均匀，随后加入碳酸镍浆化液进行混合反应，反应2h，直至溶液颜色变为红褐色，检测终点pH为10，停止搅拌记录溶液体积，取样化验分析含硫量。一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，具体包括如下步骤：步骤（1）.一段阳极液除铜：取电解阳极液并留样化验分析（为节约成本可与生产送样取相同样），取阳极液1000mL，含铜0.5gL，含铜量0.5g，取除铜剂量50ml，将阳极液1000mL加入5L烧杯中，将阳极液烧杯放入电热板上设定70℃,将制备好的碱性除铜试剂缓慢加入阳极液中搅拌混合反应，反应时间按照30min进行试验，溶液与碱性除铜试剂加入体积比在20-50:1渣含镍下降，渣含铜升高，且渣量小,阳极液除铜结果,见表1，显示阳极液含铜降低至电解新液标准内，除铜后溶液pH升至3.5。表1一段除铜溶液化验分析gL步骤（2）.二段除铁钴：将除铜后液取20L，送至1#反应槽内，加入0.5L碳酸镍溶液将铜后液pH从3.5用调至4.0，在反应槽内通入氯气进行氧化除铁反应，反应时间0.5h，除铁电位控制在612mv，终点pH为4.5，温度为66℃，将铁离子从0.28gL除到0.0004gL，最终铁离子满足电解新液标准。将除铁浆化液进行过滤，过滤后液加入2#反应槽内，加入1.2L碳酸镍浆化液，将除铁后液pH调至5.0，通入氯气进行氧化除钴反应2.5h，温度63℃，除钴电位控制在1085mv，终点pH5.5，温度62℃，将钴离子从0.17gL除到0.001gL，过滤后的溶液取样化验分析,见表2，满足电解工序生产使用。表2二段除铁、钴溶液化验分析gL除钴后液经一、二次过滤，过滤后的钴渣经过浆化洗涤、压滤进行外付，过滤后的溶液送至电解工序生产使用。实施例2一种碱性除铜试剂的制备方法，如下：取阳极泥800g，碳酸镍110ml（比重1.3-1.5gcm3）即体积145g，取稀释至10%的液碱3800ml，将液碱加入5L的烧杯中，再将稀释液碱通入蒸汽加热至100℃，然后加入阳极泥800g，搅拌混合均匀，最后加入碳酸镍浆化液进行混合反应，反应2.5h，直至溶液颜色变为红褐色，检测终点pH为9，停止搅拌记录溶液体积，取样化验分析含硫量。一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，具体包括如下步骤：步骤（1）.一段阳极液除铜：取阳极液2500mL，含铜0.68gL，含铜量1.7g，碱性除铜试剂量100ml，将阳极液取2500mL加入5L烧杯中，将阳极液烧杯放入电热板上设定70℃将制备好的试剂缓慢加入阳极液中，在温度70℃中进行相应搅拌混合反应试验，反应时间按照60min进行试验，溶液与碱性除铜试剂加入比例在20-50:1渣含镍会下降，渣含铜升高，且渣量小。除铜反应后化验分析，见表3，满足电解工序生产溶液标准，除铜后溶液pH升至3.5。表3一段除铜溶液化验分析gL步骤（2）.二段除铁钴：将除铜后液取25L，送至1#反应槽内，加入1L碳酸镍溶液将铜后液pH从3.5用调至4.0，在反应槽内通入氯气进行氧化除铁反应，反应时间1.5h，除铁电位控制在780mv，终点pH为4.0，温度为70℃，将铁离子从0.33gL除到0.0004gL，最终铁离子满足电解新液标准。将除铁浆化液进行过滤，过滤后液加入2#反应槽内，加入1.8L碳酸镍浆化液，将除铁后液pH调至5.0，通入氯气进行氧化除钴反应2.5h，温度65℃，除钴电位控制在1090mv，终点pH为5.5，温度62℃，将钴离子从0.21gL除到0.001gL，过滤后的溶液取样化验分析，见表4，满足电解工序生产使用。表4二段除铁、钴溶液化验分析gL除钴后液经一、二次过滤，过滤后的钴渣经过浆化洗涤、压滤进行外付，过滤后的溶液送至电解工序生产使用。

权利要求：1.一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤（1）.一段阳极液除铜工序：采用碱性除铜试剂，进行阳极液除铜工序，碱性除铜试剂与阳极进行混合反应0.5-1.5h，pH为3.5，温度65-75℃，将铜离子除到0.002gL以下，过滤，得铜渣和除铜后液，铜渣送至铜渣浸出工序进行酸浸回收主金属镍、铜，除铜后液进入下一工序；步骤（2）：二段除铁、钴工序：在除铜后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至4.0，通入氯气进行氧化除铁反应0.5-1.5h，除铁电位控制在500-800mv，终点pH为4.0-4.5，温度65-70℃，将铁离子除到0.0004gL以下，得红褐色除铁浆化液，过滤得铁渣和除铁后液；在除铁后液中加入碳酸镍浆化液将pH调至5，通入氯气进行氧化除钴反应1.5-2.5h，除钴电位控制在1080-1100mv，终点pH5.5，温度60-65℃，将钴离子除到0.001gL以下，经过滤，得钴渣和除钴后液，除钴后液送至电解工序生产使用，钴渣经净化外付。2.根据权利要求1所述的一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：所述碱性除铜试剂采用阳极泥、碳酸镍浆化液、液碱、和水配制而成，将液碱加入水中稀释至质量分数为10-15%，再将液碱稀释液通入蒸汽加热至95-100℃，然后加入阳极泥搅拌混合均匀，最后加入碳酸镍浆化液进行混合反应0.5-2h，直至溶液颜色变为红褐色，即得所述的碱性除铜试剂。3.根据权利要求2所述的一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：阳极泥根据阳极液进铜量按Cu：S质量比1:6-10计算加入。4.根据权利要求2或3所述的一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：碳酸镍浆化液与阳极泥按质量比1:4-6加入，碱液按与碳酸镍浆化液体积比30-50:1加入。5.根据权利要求4所述的一种硫化镍可溶阳极镍电解净化两段除杂工艺，其特征在于：碳酸镍浆化液，浆化比：3-5:1，Na：30-40%，pH：7.0-8.0。

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