从镍钴复合盐中提取镍钴.pdf

6 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 从镍钴复合盐中提取镍钴 王多冬，赵中伟，霍广生，陈爱良，陈星宇 中南大学冶金稃学与工程学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要针对从古巴迸I I 的含钴原料 镍钴复合盐 的特点，提出了一个新的提钴技术“加温水洗碱沉 镍钴及硫酸氧化浸出”，并且通过实验得到含镍钴物料均能并入某公司现有流程中，钴直收率6 8 ．4 2 ％， 钴回收率9 2 ．3 5 ％，镍回收率9 7 ．4 ％，比1 9 9 8 年处理镍钴复合盐钴直收率提高了1 4 ．5 2 ％，钴回收率提 高了4 ．3 1 ％，镍回收率提高了1 0 ．8 4 ％。但是该流程难于除氨。 关键词碱沉淀；硫酸氧化浸出；直收率；回收率 中图分类号T F 8 1 5 ；T F 8 1 6文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 8 0 3 0 0 0 6 0 4 S t u d yo nE x t r a c t i n gN i c k e la n dC o b a l tf r o mC u b aM a t e r i a l s W A N G D u o d o n g ，Z H A OZ H o n g - w e i ，H U OG u a n g s h e n g ，C H E NA i l i a n g ，C H E NX i n g - y u S c h o o lo fH y d r o m e t a l l u r g yS d e n e ea n dT e c h n o l o g yo fC e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ．C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h er a wm a t r r i a li m p o r t e df r o mC u b a ，an e wt e c h n o l o g y ，w a t e r i n gw i t hh o tw a t e r ， d e p o s i t i n gn i c k e la n dc o b a l tw i t ha l k a l ia n dl e a c h i n gw i t hH 2S 0 4 ，w a sp r o p o s e dt oe x t r a c tn i c k e la n dC O b a l t ．T h em a t e r i a l sw i t hn i c k e la n dc o b a l to b t a i n e db yt h en e wt e c h n o l o g ym a yb em i x e di n t op r e s e n tp r o - d u c t i o n ．R e c o v e r ya n dr e c y c l er a t eo fc o b a l tw a s6 8 ．4 2 ％a n d9 2 ．3 5 ％，r e s p e c t i v e l ya n dr e c y c l er a t eo f n i c k e li s9 7 ．4 ％．T h a tw a sm o r et h a nt h a t o f1 9 9 8b y1 4 ．5 2 ％，4 ．3 1 ％a n d1 0 ．8 4 ％，r e s p e c t i v e l y ．B u ti t i s d i f f i c u l tt or e m o v ea m m o n i a ． K e y w o r d s A l k a l id e p o s i t i o n ；O x i d a t i o nl e a c h i n gw i t hs u l f a t ea c i d ；R e c o v e r y ；R e c y c l er a t e 某公司“十五”规划期未形成年产2k t 钴量钴 产品的规划。目前镍系统每年产出的钴渣含钴量 6 7 0t ，到“十五”期未，镍产量扩大到5 万t ，钴渣含 钴量也只能达到7 5 0t 。考虑到钴生产过程中的损 失，要达到2k t ／a 钴的生产能力，每年需1 ．5k t 钴 量的外购原料。因此必须加速对外购钴原料的处 理。 目前可直接进入精炼厂钴生产系统的外购原料 主要有以下3 类 1 外购碳酸钴半成品； 2 由铜材厂以铜钴合金等杂料为原料，进行初 步处理得到的氯化钴溶液； 3 镍钴复合盐是古巴镍业公司毛阿镍厂产出 的镍钴中间产品。该厂始建于1 9 8 6 年，年产3 ．6 万 作者简介王多冬 1 9 7 1 一 ，男．甘肃民勒人，博士生． t ，该厂原料主要是毛阿矿区氧化镍钴矿床，原矿经 表层土剥离后进行露天开挖，原矿破碎后经过“干燥 窑脱水一还原炉还原一冷却”及“球磨一氨浸一硫氢 酸铵沉钴”，得到硫化镍钴混合料外售，含镍溶液用 碳酸铵进一步沉淀，得到的碳酸镍再烧结成烧结镍 外售。我们采用的镍钴复合盐就是硫氢酸铵沉钴得 到的硫化镍钴混合物料。分析证明，原料中4 0 ％～ 4 5 ％的镍、钴、铜为硫酸氨复合盐形式，余者主要为 硫化物。 其中，镍钴复合盐将是公司的主要钴原料之一， 因此快速形成技术可行的镍钴复合盐处理流程，加 快镍钴复合盐的变现能力，提高技术经济指标，对于 外购钴原料的处理方案将有较大的现实意义。 本文提出了一个新的提钴技术“加温水洗一碱 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 7 。 沉镍钴及硫酸氧化浸出”，并且通过实验得到含镍钴 物料均能并人某公司现有流程中，而且保证钴回收 率高于9 0 ％。 1实验 1 ．1 实验原料 购迸的镍钴复合盐典型成份如表1 所示。 表1 镍钴复合盐成份 T a b l e1 C o m p o n e n to fN i C om a t e r i a l s ／％ - 其他成分C a1 ．1 9 、F e0 ．7 4 ，S1 9 ．7 4 ，P b0 ．0 0 3 ， Z n0 ．0 1 6 、M g O1 ．1 5 、A s O ．0 1 从表1 可以得出物料的成份极不均匀，镍在 1 4 ％～2 0 ％波动，钴在6 ％～1 0 ％波动，含氨4 ％左 右，每一批甚至每一包镍钴复合盐，其颜色、粒度、成 份均有较大差异。 1 ．2 实验方法 将镍钴复合盐原料用温水洗涤，洗出溶于水的 镍钴后，浸出液进行沉镍钴，浸出渣继续氧化浸出镍 钴，最后含镍钴的物料并入钴系统。采用络合分析 法分析溶液及渣中镍钴成分。 1 - 3 工艺流程 本研究处理的工艺流程如图1 所示。 镍钻复合盐原料 镍铬渣 并铝系统 水洗渣 ●一晓酸．氧化荆A 叵习◆ 0 鲨堕 返火法 浸出液 并铱系统 图1 原料处理工艺原则流程图 F i g ．1H o ws h i po fd e a l i I l gw i t hr a w m a t e r i a l s 2 结果与讨论 2 ．1 水洗 通过温水洗涤，搅拌2 0r a i n 后将其进行液固分 离，得到水洗渣与水洗液，含有价金属成分分别见表 2 、表3 。 ． 表2 水洗渣成份 T a b l e2C o m p o n e n to fr e s i d u ew i t hw a t e r ／％ 序号渣率 N i C oC uF e 16 01 6 ．5 98 ．6 03 ．0 32 ．3 4 25 5 2 2 ．3 21 1 ．7 0 一 一 35 32 7 ．9 19 ．0 2一一 45 81 9 ．9 21 1 ．9 8 一 一 表3 水洗液成份 T a b l e3 C o m p o n e n to fl i q u o rw i t hw a t e r ／ g L 叫 可以看出水洗后，含镍、钴、铜的硫酸氨复合盐 溶于水而与料中硫化物分离，水洗渣仍含镍1 6 ％～ 2 8 ％、钴8 ％～1 2 ％，尚需进一步处理。水洗分离出 的水洗液含镍，钴有价金属，进入下一工序处理。 2 ．2 碳酸镍钴渣 水洗液含氨根1 0g ／L 以上，必须进行脱氨处 理。通过加纯碱鼓风搅拌使镍钴进行沉淀，得到镍 钴共沉渣并人钴生产系统，含有少量氨根的母液处 理后外排。 通过加纯碱鼓风搅拌使镍钴进行沉淀，得到的 镍、钴共沉渣的化学成分如表4 所示。 表4 碳酸镍钴渣成份 T a b l e4 ．C o m p o n e n to fr e s i d u eo fn i c k e l a n dc o b a l tc a r b o n a t e／％ 从表4 可知，镍钴渣基本以镍、钴为主，其它金 属含量较低。 2 ．3 硫酸浸出 水洗渣含镍1 6 ％- - - , 2 8 ％，含钴8 ％～1 2 ％，必须 要 亭 万方数据 8 有色金属 冶炼部分 2 0 0 8 年3 期 进行氧化硫酸浸出，浸出之后浸出渣成分如表5 所 示。 表5 酸浸渣成份 T a b l e5 C o m p o n e n to fr e s i d u el e a c h e dw i t ha c i d ／“ A 从表5 可看出，水洗渣中大量金属已经进入浸 出液中，浸出液可以并入钴生产系统。浸出渣进入 熔铸系统。 2 ．4 金属平衡 针对2 个月的生产实验过程中不同工序进行了 金属平衡计算，其金属平衡如表6 所示。 从表6 可以计算出钴直收率为6 8 ．4 2 ％，钴回 收率为9 2 ．3 5 ％，镍回收率为9 7 ．4 ％，比1 9 9 8 年处 理镍钴复合盐钴直收率提高了1 4 ．5 2 ％。钴回收率 提高了4 ．3 1 ％，镍回收率提高了1 0 ．8 4 ％。由于分 析及其它原因造成的镍钴损失率分别为镍钴总量的 1 ．9 9 ％和5 ．6 7 ％，整个流程金属是平衡。 表6 镍钴复合盐处理金属平衡表 T a b l e6M e t a lb a l a n c eo ft h ep r o c e s so fd i s p o s i n gN i C om a t e r i a l s 3结论 对镍钴复合盐处理后，钴直收率为6 8 ．4 2 ％，钴 回收率为9 2 ．3 5 ％，镍回收率为9 7 ．4 ％，比1 9 9 8 年 处理镍钴复合盐直收率提高了1 4 ．5 2 ％，钴回收率 提高了4 ．3 1 ％，镍回收率提高了1 0 ．8 4 ％。镍钴复 合盐水浸流程具有简短、实用等优点，但是通过一年 的生产，我们也发现水洗流程存在自身难以克服的 缺点，主要表现在难于除氨。由于镍钴复合盐中含 有铵根，为了将铵根排除，采用了水洗液沉碳酸镍钴 的工艺，消耗大量纯碱。 上接第5 页 1 8 ] 季生福，李树本，许传芝，等．N a W - M n ／S i O 。催化剂晶 格氧的扩散行为[ J ] ．分子催化，2 0 0 2 ，1 6 1 0 3 6 9 3 7 3 ． [ 9 j 谢水鸟．电解质与电池[ J ] ．中学化学。2 0 0 4 7 1 2 一 1 4 ． 2 1 0 ] 高俊丽．热电池用熔融盐电解质性能实验研究广J j ．上 海航天，2 0 0 0 4 6 2 6 4 ． [ h i 方前锋，王先平，程帜军，等．新型L a z M o z0 9 基氧离 子导体的研究进展[ J ] ．无机材料学报，2 0 0 6 ，2 1 1 1 一 1 1 ． [ 1 2 ] 阎立诚，吴炯文，陆文聪，等．碳酸盐熔盐燃料电池的 N i O 阴极溶解口] ．中国有色金属学报，2 0 0 0 ，1 0 1 9 2 9 4 ． 万方数据