[發明專利]一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法

有效

• 申請號: 201210350965.4
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102864307A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 陳星宇;趙中偉;何利華;陳愛良;劉旭恒;李江濤
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B23/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及銅鎳濕法冶金領域，特別是銅鎳深度分離的技術方法。

背景技術

鎳是重要的戰略金屬，廣泛用于國防軍工和國民經濟，廣泛應用于鋼鐵、電鍍和石油化工等領域。我國鎳標準（GB/T?6516-1997Ni9996）中嚴格規定了雜質的含量，對重金屬元素特別是銅的含量要求十分嚴格，其含量要求低于0.01%。由于銅鎳屬于化學性質十分相似的元素，想要對含鎳溶液中的銅進行深度除去十分困難。因此銅鎳深度分離成為長期困擾國內外冶金界的難題。我國早在“八五”和“九五”計劃中兩次將銅鎳深度分離研究列為重點攻關項目，并曾嘗試了各種方法，一直未很好的解決。在2004年時，金川公司面向全國進行除銅項目招標，將除銅后溶液中的銅含量由2mg/L放寬到3mg/L，除銅渣中銅鎳質量比則由20降低到15。

長期以來，金川公司一直采用鎳精礦（Ni₃S₂）加陽極泥（主要含S）作為除銅劑，在沸騰除銅槽中與鎳電解陽極液反應，使陽極液中的微量銅沉淀為CuS過濾除去。但由于此工藝本身存在缺陷，導致除銅渣產量大，渣中含鎳高，鎳銅比達到2:1，無法直接返回銅生產系統，需要另外處理。因此使得整個除銅工藝冗長，成本高，操作復雜，而且還造成貴金屬分散等問題。國內學者嘗試其它各種方法，如活性硫化鎳、硫代硫酸鎳、活性硫粉等除銅工藝，但除銅問題還是未得到很好的解決。

針對以上問題，我們研究合成了一種新的高效除銅劑—硫代碳酸鎳，能快速將溶液中的銅降至3mg/L以下，且除銅渣中銅鎳比高于15，完全達到工業生產合格電鎳的要求。在除銅過程中，為了能獲得較高的除銅深度，往往需要加入過量的除銅劑，但過量的除銅劑的加入又會導致除銅渣中銅鎳比不合格；如果加入量不足時，又會造成溶液中的銅不能深度除去。因此保證獲得合格的除銅深度和渣中銅鎳比，必須精確控制硫代碳酸鎳的加入量。硫代碳酸鎳的加入量取決于溶液中的銅的濃度。但是在鎳冶煉工業生產過程中，由于礦物原料復雜性和不穩定性，會導致鎳電解陽極液中銅的濃度產生波動。為了精確控制硫代碳酸鎳的加入量，除銅操作時就必須對鎳電解陽極液中銅濃度進行實時監測以便準確加入硫代碳酸鎳。但在實際操生產中，由于需要處理的溶液流量很大，達到75m³/h，要對其進行實時準確監測，進而準確控制硫代碳酸鎳的加入量，這其實是十分困難的事，很難實現。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術采用硫代碳酸鎳除去含鎳溶液中的銅存在硫代碳酸鎳的加入量不便準確控制的缺陷，提供一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，包括下述步驟：

第一步：一段除銅

將含鎳溶液與一段除銅劑反應進行一段除銅，固液分離，濾渣為一段除銅渣，濾液為一段除銅后液；

第二步：二段除銅

向一段除銅后液中加入硫代碳酸鎳進行二段除銅，固液分離，濾液為二段除銅后液，濾渣為二段除銅渣；二段除銅渣返回第一步作為一段除銅劑。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，所述含鎳溶液為鎳電解陽極液，NiSO₄，NiCl₂，Ni(NO₃)₂溶液中的一種或幾種的混合物。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，所述的硫代碳酸鎳為NiCS₃，NiCS₄，NiCS₅，NiC₂S₅中的一種或幾種的混合物。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，所述一段除銅工序，先將含鎳溶液pH值調節至2.0～6.5，并將溶液加熱至60℃~90℃，加入一段除銅劑，反應進行15～60min。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，所述一段除銅工序中，當硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應開始時，一段除銅劑選用硫代碳酸鎳與含鎳溶液反應后固液分離得到的濾渣；所述硫代碳酸鎳與含鎳溶液反應時，硫代碳酸鎳按硫代碳酸根與含鎳溶液中銅的摩爾比為1.6～2.0的比例添加；當硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應正常運行時，一段除銅劑選用二段除銅渣。

本發明一種硫代碳酸鎳與含鎳溶液二段逆流反應深度除銅的方法，所述一段除銅渣中銅鎳比大于等于80。