浸出工序中铜的行为.pdf

2 0 0 4年 新疆有色金属 3 l 浸出 工 序中 铜的 行 为 赵江 新疆阜康冶炼镍厂8 3 1 5 0 0 摘 要 通过了解浸出工序中铜的反应变化， 分析元素铜的行为。 确定生产过程中铜的控制。 关键词 常压浸出 加压浸出 阜康镍冶炼厂采用水淬金属化高冰镍硫酸选择 性浸出一黑镍除钴一电积湿法冶金工艺生产电镍 ， 因 此在浸出工序中必须将原料带入的铜及体系循环液 中所需要的铜控制在要求范围以内， 这对电解工序生 产合格电镍及浸出工序的稳定至关重要。 l 浸出工艺过程简介 水淬高冰镍 2 H G M原料的成分 H G M原料中含 C u 4 o ％ 一 5 2 ％， N i 2 5 ％ 一 3 7 ％， F e 0 ． 8 ％ 一 2 ． 0 ％， S 1 7 ％ 一 2 0 ％。H G M经球磨机球磨后 滤饼粒度达到 一 3 2 5目含量 ≥9 o ％， 其中 H G M原料中 铜主要以硫化相 、 氧化相及合金相等形式共存。 3 常压浸出中铜的化学反应及行为 在常压浸出中有铜参与的化学反应主要为 在鼓入空气时 C u S 2 0 2C u S O 4 1 4 C u O 2 2 C u 2 O 2 C u 2 O 4 H 2 S O 4 O 2 4 C u S O 4 4 H 2 O 3 C u 2 OH 2 S O 4 C u C u S O 4 H 2 O 4 2 Ni 3 S 22 Cu S O41 ／ 2 02 4 N i SC u 2 O2 N i S O 4 5 Cu F e S 2Cu 3 ／ 4021 ／ 2H2 O 2 C u F e O O H2 S 6 F e 2 Cu 3 ／ 4 021 ／ 2H2 O 2 C u F e O O H 7 不鼓入空气时 Ni 3 S 2 2 C u S O 4 N i SC u 2 S2 N i S O 4 8 N i C o 、 F e C u S O 4 C u N iS O 4 9 常压浸出配料时， 所用溶液主要为加压浸出板框 压滤的返滤液 含 C u “41 2 g ／ l ， H 2 S O 0 ． 5 3 g ／ l ， F e “ 0 ．1 0 ． 6 g ／ l 。含量根据 H G M的投入量要求进 行调整 。适当的适量使用 阳极液 含 H S O 4 3 5 6 5 g ／ 1 。配料所用溶液中含 H S O 少 ， 在不鼓入空气时 主要被合金相的 N i 、 C o 、 F e 大量消耗， 在开始鼓入空 气时， p H值已达到 4以上。在浸出过程中各常压浸 出槽 p H值变化范围如下 从常压浸出槽 p H值变化范围可以看出， 常压浸 出主要是 C u S O 参与的化学反应， 而不是 H S O 。主 要浸出镍的反应是由 1 、 5 、 8 、 9 示的反应完成的。 在③、 ④ 的反应中， 由于溶液中含 H s O 较少， 反应 比较少 ， 2 、 5 、 8 的反应所产 生的 C u O、 C u S 基本上存在于渣中。 从 6 、 7 的反应中可 以看 出， 在常压浸出过程 中 溶液中含有一定量的 C u n可以增加 F e O O H 的产生 量， 加速 F e “氧化成 F e ， 形成 F e O O H沉淀。 维普资讯 3 2 赵江 浸出工序中铜的行为 第4期 图2 M S H 2 0系的电势 一 p H叠加 图 由图 2可以看出， C u S 在常压时无法浸出。 图3 c u H 2 0系的 l g [ c u ] 一 p H图 由图3可以看出， 随 p H值的上升， 溶液中 c u “ 的溶解量降低。 从以上分析可以看出， 在常压浸出中镍的浸出主 要是靠 c u “浸出的， 因此在生产中必须控制好返滤 液中 C u S O 含量 ， 确保常压浸出生产工艺的稳定。 4 常压浸出过程铜的净化 常压浸出液中对C u 2 ’ 的含量要求小于0 ． 0 l g ／ l ， 因此 生产中必须控制常压浸出液铜含量。 当p H值 3 ． 9 时，硫酸铜开始产生碱式硫酸铜沉淀 3 C u S O 4 4 H 2 0C u S O 4 2 C u O H 2 2 H 2 S O 4 从常压浸出各浸出槽p H值变化范围看， 只需控制 好常压浸出各浸出槽温度， 就可以很好的控制常压浸出 液中铜的含量， 从而达到 C u ’ 含量的净化要求。 5 加压浸出过程中铜的反应 加压浸出利用电解返 回的阳极液 含 H S O 。 3 6 6 0 g ／ l 之间 ， 将常压浸出渣 含镍 1 8 ％ 一 2 5 ％ 按 比例配料后， 送人高压釜中， 将常压浸出过程中未浸 出完全的镍继续浸出出来 。铜的主要反应有 C u S O 4 2 C u O H 2 2 H 2 S O 4 3 C u S O 4 4 H 2 0 C u 2 SH2 S O41 ／ 2 02C u SC u S O4H2 0 C uH2 S O41 ／ 2 02 Cu S O4H2 0 Ni 3 S 2 H2 S O4Cu 2 0 Ni S O42 Ni S2 C uH2 0 Ni SC u 2 0 H2 S O4Ni S O4C u 2 SH2 0 N i S C u S O 。 C u S N iS O 4 交互反应 从上述反应式分析， 在加压浸出过程中铜的各种 反应主要是由酸参与的反应， 镍的浸出主要由铜的参 加完成的， 其中的交互反应是降低渣中镍含量较重要 的一个反应， 控制配料阳极液比例， 对控制加压浸出 溶液中铜含量起较重要的作用。 从图2可以看出， 在终渣里铜主要以 C u S 、 C u S 形式存在。要想控制好加压浸出溶液中铜的含量， 就 必须控制好加压浸出配料中 H S O 。的使用 比例 ， 即 阳极液的使用比例。 6 结论 镍的浸出生产过程中常压浸出生产是生产合格 成品液的过程 ， 要确保成品液的产量及质量， 必须确 保常压浸出生产工艺的稳定 ， 同时也要控制 H G M投 入量的均衡， 因此在浸出生产过程中控制加压浸出溶 液铜含量的稳定 ， 是确保常压浸出生产工艺稳定的前 提。在加压浸出过程中， 配料中阳极液使用 比例的稳 定是确保加压浸出率及加压浸出液铜含量的关键， 只 有控制好阳极液的使用 比例 ， 才能保证加压浸出渣中 含镍量达到生产控制指标以下和加压浸出液含铜量 的稳定。 总之在阜康镍冶炼厂镍硫酸选择性浸出工艺中， 稳定控制加压浸出液含铜量， 是确保工艺生产稳定及 电鳃镍产量的关键 。 参 考 文 献 [ 1 ]中国镍钴冶金． 冶金工业出版社， 2 0 0 0 ． 收稿 2 0 0 4 0 52 0 维普资讯