用古巴镍钴物料制取硫酸盐的工艺选择.pdf

1 2 用古巴镍钻物料制取硫酸盐的工艺选择 侬建福李保平蔺国盛彭寿 金川有色盘属公司铜材厂，甘肃7 3 7 1 0 0 摘要升绍了古巴料的成分，制取镰钴硫酸盐的工艺流程选择与试验，和主要技术显济指 关键词古巴镍钻料；硫酸盐；工艺选择．试验 中圈分类号T F S l 5文献标识码B 金川公司铜材厂是一个铜冶炼、加工 和钴盐系列产品的生产企业。为了拓宽钴原 料渠道和增强生产工艺对不同原料处理的适 应能力，开展了用公司从古巴进口物料制取 镍钻硫酸盐的试验．以选择经济台理适合与 现有生产流程衔接的工艺．并考察主要的技 术经济指标。 1原料性质 古巴料外观为黑色粉末，有疏松块．根 据北京矿冶研究总院分析，柏％～4 5 ％为 镶钴铜复台硫酸盐铵复盐或以各自的硫酸盐 铵复盐，其余为镍钴铜的硫化物。典型化学 成分为 ％ N i1 2 ．7 6 、c 06 ．1 6 、C a0 ．9 9 、 F e0 ．2 6 、P b0 ．0 0 6 4 、Z n0 ．0 4 3 2 、S1 8 ．9 4 、 N H 4 4 ．1 。 2 工艺流程与试验 火法处理不适合我厂，且不具备条件，考 虑主要用湿法处理。原拟流程为原料一酸 浸一除杂一分离镶钴一制硫酸钴和硫酸 镍．但酸浸液在除杂时较困难，氯气氧化分 离镍钴时钴不沉淀。a ，沉钴仅限于氯化物 溶液或盐酸一硫酸盐溶液中“’。从 N i N H 一H p 系和C o N H ，一H p 系的 E P H 图o 图l 和图2 上可以看出 c 0 “、C o ”、N i2 形成铵的络合物后，水解的 p H 值分别移到1 2 至1 3 ，并使N i “、 C 0 2 和C 0 3 共沉。因此溶液中有大量的 N H 一 存在，达不到N i ，C o 分离的目的，必须 先脱氨。 g ● 翻 删 图IN i N H 3 - - H p 系电位一p H 图 1 - N i C t Ⅷ9 2 ；2 - N i N H , ，3 一N j N H 0 ， 4 - - N j N H J ．2 - 5 一N i M 蛐5 “ 作者简介依建福 1 9 5 0 一 男．冶金高级工程师．盒川公司铜材r ‘厂长 万方数据 g ● 逍 掣 D H 图2C o N H 3 - - H 2 0 系电位一p H 图 1 一C o N S ， ’；2 - C o i N l { 0 ”3 一曲 N 哪， 4 - Q ㈣f ’；5 一c 州N H 0 f 6 - 曲 N H 0 2 2 7 一c 。 N H 0 7 ．8 - C o N H ， ． 十 2 ’l水浸由原料分析可见，近一半是水溶 性的N i 、C o 、C u 硫酸盐铵复盐，另一半是部 分可酸溶的硫化物。借鉴二冶炼厂处理古巴 料的经验，首先进行水浸，控制温度 8 0 ℃，时间1 h ，液固比2 1 ，试验结果见表 L 水浸渣率为3 0 ％～4 0 ％。 表1 水浸试验结果 2 ．2 水浸液的处理从水浸结果知C u 、F e 基本没有浸出。水浸液不能直接氧化水解 分离镍钻，需先用纯碱中和沉淀N i 、C o 以 脱除N H 。 和M 9 2 等。控制温度8 0 ℃ 以上，终点p H 值8 ～8 ．5 。随蒸煮时间 延长清液由浅兰变成无色，得到较纯净 的过滤性能良好的碳酸镍钴沉淀，反应式 为 M e 2 N H ； C 0 7 一 o H 一 M e C 0 3 ‘ N i l jf H 2 0 水浸液沉N i 、C o 的典型数据如下 元素 N j C o M g N } L 沉镍钻后液‘舭 0o l0 ．0 11 ．7 56 ．7 9 碳酸镍钻 ％ 2 3 ．2 7 1 08 I 沉淀率 ％ 9 999 99 2 ．3 水浸渣的处理由表l 可知，水浸渣的 N i 、C o 、C u 含量均较高，主要是以硫化物形 态存在，若采用熔炼一吹炼一高锍磨浮一 熔铸一电解的工艺，流程长，回收率低，且我 厂不具备条件。采用氯化全浸又会使C u 大 量浸出，必须对浸出液进行专门除C a 。从 M e S H 2 0 系E p H 图”’ 图3 及其 数据表知N i S 和C o S 常压浸出的p H 分别 小于0 ．6 3 7 和0 ．3 2 7 ，而C u S 则要在p H 为 一7 以下时才能浸出，但不可能实现．因此 可直接用常压酸浸来达到N i 、C o 与C u 分离 的目的。控制适当的条件和氧化剂用量即氧 化电位，可以选择性的加速浸出N i 和C o 而 p H ，部分 圈3 部分M e s 一1 1 2 0 系的E p H 图 万方数据 1 4 使C u 留在渣中，反应式为 M e S 2 H H S M e ” 3 M e S 3 H s o 。 N a a 0 ， 3 M e S O 。 3 SJ N a C l 3 H ’0 M e S o L l S O 。 M e S O ． o J s 表2 是水浸渣酸浸的典型成分。 表2水浸渣在不同条件下酸浸的 典型数据 酸浸渣率是水浸渣量的2 0 ％，是古巴料 的7 ．0 8 ％，渣含N i ，C o 平均分别为8 ．9 3 ％和 3 ．5 1 ％，N i 、C o 的总浸出率分别为9 5 ．0 4 ％和 9 5 ．9 6 ％。 2 ．4酸浸液与碳酸镍钴的处理酸浸液和 碳酸镍钴的主要金属离子是N i “和 C 0 2 基本不含C u 。在N i 、C o 分离前先除去 F e 。酸浸液的终点p n 为小于0 ．3 ，即含酸大 于2 5 ，用碳酸镍钴中和其中的酸，p H 至 1 ．5 ～1 ．7 时综合除F e 。除F e 后液与多余 部分碳酸镍钴的硫酸溶解液是较纯净的 N i “、C 0 2 溶液，可以直接进行N i ，c o 分离． 2 ．5 分离N i 、C o在我厂现有条件下采用 两次a ，沉钴的方法比较合适。分别产出一 次沉钴后液和二次氢氧化钴。结果如下 元素 沉钻前蔽‘舭 一欢沉钻后渡r e , 3 二次氢氧化钻 口／D N iC oC u 4 7 1 71 76 8n 0 5 3 3 嘴咀1 5n 0 4 l n 1 14 7 1 7n 1 6 2 ．6镍钴硫酸盐的制取分别以一次沉钴 后液和二次氢氧化钴为原料，按现有生产工 艺流程制取硫酸镍和硫酸钴，产出了符合硫 酸镍H G f f 2 8 2 4 1 9 9 7I 类合格品标准和硫 酸钻企业标准Q ／Y S J C 3 1 - C P 0 1 1 9 9 8 的产 品，如表3 。 表3硫酸镍、硫酸钴产品标准和典型成分 ％ 3结语 1 该物料成分复杂，但选择水浸，氧化 选择酸浸，分离镍钴，一次沉钴后液制硫酸 镍和二次氢氧化钴制硫酸钴的工艺流程，可 以产出符合标准的硫酸镍、硫酸钴产品。 N i 、C o 浸出率高，渣量小、流程短，实收率均 大于9 0 ％。 2 试验流程中都是化学净化法，在实际 生产中若采用萃取法将更有利于提高技术经 济指标和产品质量。 3 废水处理较彻底，但酸浸渣应进一步 彻底回收有价金属。 4 经测算，有一定经济效益。． 参考文献 1金川有色金属公司．世界铜镍钴冶炼技术进展近 况．1 9 9 1 ．9 7 2 赵天丛、重金属冶金学 上 ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 1 ．2 0 6 ～2 0 7 ． 3 乐颂光．钴冶金．北京冶金工业出版社，1 9 8 7 , 1 7 7 4 宿宪章．钴冶炼．中国有色金属工业总公司职工 教育教材编审办公室．1 蝴，8 6 ． a 吡 c 叭意一吣 万方数据