專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法
(一)技術(shù)領(lǐng)域一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，涉及一種從含銅低的硫化鎳物料，如鎳精礦和含銅較低的鎳锍，以一段壓力浸出提取鎳的方法。
背景技術(shù)：
目前世界上大部分的鎳是采用濕法冶金工藝處理火法產(chǎn)出的鎳锍生產(chǎn)的。濕法處理鎳锍時(shí)常采用的工藝有1)一段常壓浸出接一段加壓浸出的組合，常壓浸出渣漿化后通過(guò)加壓泵進(jìn)入加壓釜，加壓浸出液返回常壓浸出凈化。在常壓浸出中，加壓浸出液中的鐵被氧化沉淀進(jìn)入浸出渣，其中的銅也將被置換和水解進(jìn)入浸出渣，通?？刂平鼋K點(diǎn)pH在6.1左右。常壓浸出渣進(jìn)入加壓浸出，通過(guò)控制適當(dāng)?shù)臈l件，使鎳、鈷被浸出進(jìn)入浸出液中，絕大部分銅鐵則留在浸出渣中。為了使常壓浸出得到銅和鐵均很低的浸出液，加壓浸出需要控制條件，盡可能使銅鐵從浸出渣中開(kāi)路，這時(shí)鎳精礦中的部分硫化鎳(如β-硫化鎳)中的鎳難以被浸出。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這種選擇性浸出工藝的鎳浸出率一般在85％-90％。浸出渣返回熔煉配料。2)一段常壓浸出接兩段加壓的組合。在增加的一段加壓浸出中，將第一段加壓浸出渣中銅和鎳盡可能全部浸出，得到的浸出液采用適當(dāng)?shù)姆绞矫撱~，如不溶陽(yáng)極電解脫銅，置換、水解或硫化沉淀等方法除銅，除銅后液返回第一段加壓浸出。
在美國(guó)專(zhuān)利4,093,526中，采用一段常壓加兩段加壓浸出從鎳锍中回收鎳等有價(jià)金屬。第一段常壓浸出是采用第一段的加壓浸出液浸出鎳锍，如需要可適當(dāng)補(bǔ)加硫酸。常壓浸出的目的是浸出鎳锍中的部分鎳，加壓浸出液中的銅離子會(huì)與鎳锍中金屬相鎳和二硫化三鎳反應(yīng)，將鎳浸出，銅則以銅或氫氧化銅的形式留在渣中與鎳分離，得到的純硫酸鎳溶液進(jìn)鎳電解。常壓浸出渣進(jìn)第一段加壓氧化浸出，加壓浸出液進(jìn)常壓浸出凈化，浸出渣進(jìn)第二段加壓全浸，將一段加壓浸出渣中的鎳、鈷和銅用銅電解液全部浸出，浸出液凈化后送銅電積，浸出渣中主要為鐵，可棄去。
在美國(guó)專(zhuān)利4,233,541中，采用兩段常壓浸出加一段加壓浸出處理鎳锍。其目的是將鎳盡可能全部浸出而大部分的銅留在加壓浸出渣中，該含銅和貴金屬的渣可返回銅熔煉和精煉系統(tǒng)處理。上述技術(shù)的的缺點(diǎn)是工藝流程長(zhǎng)。
在美國(guó)專(zhuān)利6,206,951中，提出了一種將富含銅鎳锍，或鎳锍與銅渣一起的處理方法。在第一段加壓氧化浸出中，鎳被浸出，銅以藍(lán)輝銅礦和銅礬形式進(jìn)入渣，純硫酸鎳溶液送鎳電解。浸出渣再用硫酸進(jìn)行一段氧化浸出，將渣中的銅變?yōu)榱蛩徙~和硫化銅，鐵呈氧化物進(jìn)渣。含硫酸銅的浸出液返回第一段壓力浸出。與兩段常壓浸出加一段加壓浸出的方法相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是浸出過(guò)程中最多只有1/16被氧化成酸，而前者有1/6的硫被氧化成硫酸。但其工藝仍是采用一段加壓和一段常壓實(shí)現(xiàn)鎳、銅的浸出和分離，其回收金屬的過(guò)程較為復(fù)雜，成本高。
(二)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)已有的從硫化鎳物料中提取鎳的技術(shù)中，存在的工藝流程長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提供一種流程簡(jiǎn)捷、各種金屬直收率高、成本低廉的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于其過(guò)程依次為a)在鎳精礦中加入硫酸和水將礦物漿化后，預(yù)熱礦漿到50℃-80℃；漿化后礦漿的礦物濃度的重量百分比為5％-30％，硫酸的重量百分比濃度為50-90g/l；b)在浸出釜中進(jìn)行壓力浸出，控制浸出的總壓力為50-1000kPa，氧分壓為10-300kPa，溫度為100-180℃，浸出時(shí)間為1-6小時(shí)；
d)將浸出液凈化，先用化學(xué)沉淀法除銅，再用溶劑萃取法分離出鈷和剩余的銅得到純硫酸鎳溶液后電解生產(chǎn)鎳。
本發(fā)明的方法特別適用于含銅量小于5％的鎳精礦。
浸出時(shí)的酸還可通過(guò)在礦物中加入硫磺后氧化得到，加入量為鎳精礦重量的5％-30％。加入的硫磺量為鎳精礦重量最好是的10％-15％。礦漿中含硫酸的重量百分比濃度最好是70-90克/升。
浸出液的溫度的最佳范圍為140-160℃。浸出總壓力最好為500-1000kPa，氧分壓為100-300kPa。
本發(fā)明的方法可采用壓縮空氣浸出，其總壓力為1000-1300kPa，氧分壓為200-300kPa。
其加壓浸出的時(shí)間為2-4小時(shí)以為佳。
本發(fā)明的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，采用化學(xué)沉淀法從浸出液中除銅，銅的沉淀劑為碳酸鎳或碳酸氫銨。
采用溶劑萃取從鎳浸出液回收鈷，所用的萃取劑為二烷基膦酸類(lèi)化合物或二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸。
本發(fā)明的方法采用一段加壓浸出處理含銅低的鎳锍和鎳精礦。其其浸出工藝路線簡(jiǎn)捷，在實(shí)現(xiàn)高锍鎳精礦中鎳的徹底浸出同時(shí)，將鎳精礦中的鐵和貴金屬保留在浸出渣中，返回熔煉或合金硫化工序。鎳精礦中銅、鈷以及其它一些雜很少量的雜質(zhì)如鋅、錳等進(jìn)入浸出液，在溶液凈化時(shí)脫除并與鎳分離開(kāi)來(lái)。其流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)短、各種金屬直收率高、成本低。


附圖為本發(fā)明的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其方法是以一段加壓浸出從鎳锍或鎳精礦中提取鎳。它是將在浸出鎳礦物中，按鎳礦物重量的5％-30％加入硫磺，用水漿化，礦漿濃度為5％-20％，并將礦漿預(yù)熱到50-80℃。在浸出釜中對(duì)礦漿進(jìn)行壓力浸出，總壓力為50-1000kPa，氧分壓為10-300kPa，溫度為100-180℃，停留時(shí)間為1-6小時(shí)。所得浸出液中的大部分銅采用化學(xué)沉淀法除去，剩余的少量的銅和所有的鈷從溶劑萃取法與鎳分離，產(chǎn)出一個(gè)純硫酸鎳溶液，可直接返回鎳電解生產(chǎn)電鎳，或生產(chǎn)高純硫酸鎳。
本發(fā)明處理的原料是含銅低的鎳锍和鎳精礦，含銅量為0-10％。，含鎳物料的加壓浸出通過(guò)一段壓力浸出完成。
在本發(fā)明中，采用硫磺或硫酸進(jìn)行配料，加入的硫磺量為鎳礦物重量的15％-20％，最佳為16％-18％。加入的硫酸為70-90克/升。
在本發(fā)明中，浸出礦漿的濃度為5％-20％，最佳為10％-15％。
在本發(fā)明中，溫度為130℃時(shí)，鎳浸出率僅為85％。溫度高于140度時(shí)，鎳浸出率可達(dá)99.7％，且鐵的浸出較低。溫度較高時(shí)，有利于鐵進(jìn)入浸出渣。所以，最佳浸出液的溫度為140-160℃。
在本發(fā)明中，氧分壓為100kPa時(shí)，鎳的浸出率只有68％。當(dāng)氧分壓升至150kPa時(shí)，鎳的浸出率即可達(dá)到99％以上。所以，浸出總壓力為600-800kPa，氧分壓為150-250kPa。也可采用壓縮空氣代替純氧浸出，總壓力為1000-1300kPa，氧分壓為200-300kPa。
在本發(fā)明中，加壓浸出2小時(shí)以上，可將鎳精礦中的鎳幾乎全部浸出，同時(shí)鈷也可以浸出，銅的浸出率在86％～96％。為反應(yīng)充分，加壓浸出的時(shí)間為3-4小時(shí)。
在本發(fā)明中，采用化學(xué)沉淀法從浸出液中除銅，銅的沉淀劑為碳酸鎳。
在本發(fā)明中，采用溶劑萃取從鎳浸出液回收鈷，所用的萃取劑為二烷基膦酸類(lèi)化合物。比較典型的這類(lèi)萃取劑如由美國(guó)氰特公司(Cytec Industries Inc.)生產(chǎn)的Cyanex 272(二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在一段加壓浸出中完成對(duì)鎳锍中有價(jià)金屬鎳、鈷、銅的完全浸出。浸出工藝結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，浸出效率高。液固分離后的硫酸鎳溶液以化學(xué)沉淀法或溶劑萃取法凈化，產(chǎn)出一個(gè)純凈的硫酸鎳溶液，可直接返回鎳鎳電解車(chē)間生產(chǎn)電鎳，也可蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)高純硫酸鎳。同時(shí)回收鈷和銅。鐵和貴金屬被固定在渣中。浸出渣可返回鎳熔煉系統(tǒng)，本方法適合處理含銅較低的鎳锍，含銅高的鎳锍可先經(jīng)高硫磨浮產(chǎn)出含銅低的鎳精礦，再進(jìn)加壓浸出。該方法是一個(gè)簡(jiǎn)單、高效的工藝。
用以下非限定性實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明的工藝作進(jìn)一步的說(shuō)明，以有助于理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，而不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)決定。
實(shí)例1所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，F(xiàn)e 2.32，Co0，85，S 23.75。
加壓浸出條件為取鎳精礦100g，加入硫磺18g，浸出液固比為6∶1，浸出溫度為140℃，氧分壓150kPa，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。
鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
實(shí)例2所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，F(xiàn)e 2.32，Co0，85，S 23.75。
加壓浸出條件為取鎳精礦100g，加入濃硫酸26ml毫升，浸出液固比為5∶1，浸出溫度為145℃，氧分壓200kPa，反應(yīng)時(shí)間為3.5小時(shí)。
鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
實(shí)例3所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，F(xiàn)e 2.32，Co0，85，S 23.75。
加壓浸出條件為取鎳精礦500g，加入濃硫酸120ml升，浸出液固比為5∶1，浸出溫度為145℃，氧分壓250kPa，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)。鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
實(shí)例4所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，F(xiàn)e 2.32，Co0，85，S 23.75。
加壓浸出條件為取鎳精礦500g，加入硫磺85g，浸出液固比為6∶1，浸出溫度為140℃，氧分壓150kPa，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)。鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
實(shí)例5所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.01，Cu 3.15，F(xiàn)e 2.80，Co0.99，S 22.97。
加壓浸出條件為鎳精礦750kg/h，加入硫酸450kg/t精礦，浸出液固比為4∶1，浸出溫度為145℃，壓縮空氣流量為300m3/h，總壓為1200kPa，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。
鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
實(shí)例6所用浸出的鎳精礦的組成(％)Ni 66.01，Cu 3.15，F(xiàn)e 2.80，Co0.99，S 22.97。
加壓浸出條件為鎳精礦750kg/h，加入硫磺150kg/f精礦，浸出液固比為4∶1，浸出溫度為140℃，壓縮空氣流量為360m3/h，總壓為1250kPa，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。
鎳、鈷、銅、鐵的浸出結(jié)果如下。
典型的浸出液化學(xué)多元素分析結(jié)果如下。
權(quán)利要求
1.一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于其過(guò)程依次為a)在鎳精礦中加入硫酸和水將礦物漿化后，預(yù)熱礦漿到50℃-80℃，漿化后礦漿的礦物濃度的重量百分比為5％-30％，硫酸的重量百分比濃度為50-90g/l；b)在浸出釜中進(jìn)行壓力浸出，控制浸出的總壓力為50-1000kPa，氧分壓為10-300kPa，溫度為100-180℃，浸出時(shí)間為1-6小時(shí)；d)將浸出液凈化，先用化學(xué)沉淀法除銅，再用溶劑萃取法分離出鈷和剩余的銅得到純硫酸鎳溶液后電解生產(chǎn)鎳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于其鎳精礦中含銅量小于5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于浸出時(shí)的酸是通過(guò)在礦物中加入硫磺后氧化得到的，加入量為鎳精礦重量的5％-30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于加入硫酸后，礦漿中含硫酸的重量百分比濃度是70-90克/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于加入的硫磺量為鎳精礦重量的10％-15％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于浸出液的溫度為140-160℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于浸出總壓力為500-1000kPa，氧分壓為100-300kPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在是采用壓縮空氣加壓浸出，總壓力為1000-1300kPa，氧分壓為200-300kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于加壓浸出的時(shí)間為2-4小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于采用化學(xué)沉淀法從浸出液中除銅，銅的沉淀劑為碳酸鎳。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于采用溶劑萃取從鎳浸出液回收鈷，所用的萃取劑為二烷基膦酸類(lèi)化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法，其特征在于采用溶劑萃取從鎳浸出液回收鈷，所用的萃取劑是二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸。
全文摘要
一種從含銅低的硫化鎳物料提取鎳的方法,涉及一種從鎳精礦中,特別是以一段加壓浸出從含銅低或緩冷高硫磨浮分離產(chǎn)出的鎳精礦中提取鎳的方法。其特征是在通氧、加硫磺或硫酸條件下,在100－180℃、氧分壓50－300kPa下,對(duì)鎳精礦進(jìn)行壓力浸出。本發(fā)明的方法只需要一段加壓浸出,即完成鎳、鈷和銅浸出的過(guò)程,鐵以氧化鐵的形式固化在渣中。液固分離后的硫酸鎳溶液可用于生產(chǎn)純硫酸鎳或電解鎳并同時(shí)回收鈷和銅等有價(jià)金屬。其工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)C22B3/08GK1352308SQ01134730
公開(kāi)日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者蔣開(kāi)喜, 王海北, 劉大星, 何良菊, 王春, 林江順, 崔學(xué)仲 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院