專(zhuān)利名稱(chēng)：從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中一步電解提取金屬鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解提取金屬鎳的方法，特別涉及從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中電解提取金 屬鎳的方法。
技術(shù)背景目前世界上金屬鎳冶煉的原料以硫化礦為主，硫化礦中最主要的含鎳礦物為鎳黃鐵礦 [(Ni， Fe)gS8]和含鎳磁硫鐵礦[(Ni， Fe)xSy]，冶煉鎳首先需要去除鎳礦中大量的鐵，鎳是 親鐵元素，鐵鎳分離一直是鎳提取技術(shù)中的瓶勁。國(guó)內(nèi)冶煉鎳的工藝是采取火法和濕法相結(jié) 合，以金川冶煉廠和阜康冶煉廠為代表。金川冶煉廠主要工藝流程為選礦抓鎳精礦抓火法 冶煉抓低冰鎳抓吹煉抓高冰鎳抓磨浮分離抓硫化鎳抓電解精煉抓電解鎳。阜康冶煉廠建成于 二十世紀(jì)末，采用了較為先進(jìn)的選擇性加壓酸浸技術(shù)，其主要流程為選礦抓鎳精礦抓火法 冶煉抓低冰鎳抓吹煉抓高冰鎳抓加壓浸出抓含鎳溶液抓電解提取抓電解鎳。上述工藝均涉及 火法冶煉，將鎳精礦中的硫化鐵和硫化亞鐵氧化成為氧化鐵和氧化亞鐵，造渣除去，同時(shí)除 去其它部分雜質(zhì)?；鸱ǔF的缺點(diǎn)是冶煉中產(chǎn)生大量二氧化硫和粉塵，環(huán)境污染嚴(yán)重，能 源消耗高，環(huán)保費(fèi)用巨大。濕法冶金克服了上述火法冶金技術(shù)中缺陷，現(xiàn)行濕法冶金主要工藝步驟包括①用溶劑 將原料中有用成分轉(zhuǎn)入溶液，即浸取。②浸取溶液與殘?jiān)蛛x，同時(shí)將夾帶于殘?jiān)械囊苯?溶劑和金屬離子回收。③浸取溶液的凈化和富集，常用離子交換和溶劑萃取技術(shù)或其他化學(xué) 沉淀方法。④從凈化液中用電解法提取金屬。傳統(tǒng)濕法工藝中分離鐵和鎳， 一般采用化學(xué)沉 淀技術(shù)，將鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀再分離。但由于氫氧化鐵和氫氧化鎳有共沉淀的特性，每 沉淀3 4摩爾的鐵就要帶走1摩爾的鎳，導(dǎo)致鎳的收率降低，所以化學(xué)沉淀技術(shù)僅在鐵含量 很低時(shí)才適用。這就是金川和阜康工藝必須采用火法冶煉除鐵和其它雜質(zhì)而獲得高冰鎳的原 因。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工藝流程簡(jiǎn)單，低耗，無(wú)污染，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)的從 含鐵和鎳導(dǎo)電物中提取金屬鎳的方法。 所述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提出的從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中一步電解提取金屬鎳的方法，主要的步驟是①采用一步電解直接提取出金屬鎳，將含鐵和鎳的導(dǎo)電物料置入隔膜電解槽的陽(yáng)極室內(nèi)作為陽(yáng) 極，向電解槽內(nèi)送入含氨和銨離子的溶液作為電解液，然后通直流電電解，在陰極上直接沉 積出金屬鎳；②氧化除鐵，將陽(yáng)極室內(nèi)產(chǎn)生的含氫氧化亞鐵和鎳氨絡(luò)離子的混濁溶液送入儲(chǔ) 液容器內(nèi)，通入氧或加入其它氧化劑，把氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀物；③進(jìn)行固液分 離，將儲(chǔ)液容器內(nèi)的氫氧化鐵沉淀從含鎳氨絡(luò)離子的溶液中分離并排出；④溶液回流，將所 述的含鎳氨絡(luò)離子的溶液送回電解槽的陰極室。為防止陽(yáng)極溶解的雜質(zhì)在陰極析出，采用隔膜電解槽，保證溶液定向流動(dòng)。電解時(shí)，含 氨和銨離子的溶液進(jìn)入電解槽的陰極室，利用隔膜兩側(cè)的液位差，透過(guò)隔膜進(jìn)入到陽(yáng)極室，從 陽(yáng)極室直接進(jìn)入儲(chǔ)液容器，同時(shí)把陽(yáng)極室產(chǎn)生的含氫氧化亞鐵的混濁溶液帶入儲(chǔ)液容器中， 經(jīng)凈化后，返回陰極室，循環(huán)使用。本發(fā)明中所用的原料可以是任何含鐵和鎳的導(dǎo)電物料，且對(duì)物料的含鐵量沒(méi)有限制，當(dāng) 物料的含鐵量高時(shí)，陰極產(chǎn)物為鎳粉，當(dāng)物料的含鐵量較低時(shí)，陰極產(chǎn)物為鎳板；陰極采用 鈦、不銹鋼、鎳、鉛或鐵板。電解槽內(nèi)的氨， 一部分經(jīng)陰極室出口直接排入吸收容器內(nèi)進(jìn)行氨吸收，另一部分，首先 隨陽(yáng)極室排出的混濁液一同進(jìn)入儲(chǔ)液容器內(nèi)，然后進(jìn)入吸收罐內(nèi)進(jìn)行氨吸收，上述氨經(jīng)吸收 處理，生成氨水。氨水與鎳氨絡(luò)離子溶液返回電解槽陰極室，循環(huán)使用。與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 本發(fā)明是采用濕法工藝分離鐵和鎳，同時(shí)得到產(chǎn)品金屬鎳。在含氨和銨離子的溶液 中，以含鐵和鎳的導(dǎo)電物料為陽(yáng)極，經(jīng)一步電解直接將鐵和鎳分離，同時(shí)得到最終產(chǎn)品一金 屬鎳，與現(xiàn)有的必須經(jīng)火法冶煉造渣除鐵的工藝相比，節(jié)約能源，無(wú)環(huán)境污染，生產(chǎn)成本低2. 克服了傳統(tǒng)濕法分離鐵和鎳工藝存在的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一步電解直接將鐵和鎳分離，在 陰極上沉積出金屬鎳，鐵隨鎳氨絡(luò)離子溶液(陽(yáng)極室溶液)流出電解槽，在槽外氧化成沉淀 后除去。物料中鐵和鎳含量比無(wú)限制，當(dāng)鐵含量高時(shí)，得的產(chǎn)品是鎳粉；當(dāng)鐵含量較低時(shí)， 得到的產(chǎn)品是鎳板。3. 整個(gè)提取過(guò)程在封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，電解液可循環(huán)使用，工藝流程簡(jiǎn)單，較易實(shí) 現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化的工業(yè)生產(chǎn)。4. 本發(fā)明使用的含鐵和鎳的導(dǎo)電物料，可從廢料回收渠道獲得，原料來(lái)源廣，實(shí)現(xiàn)了 含鎳廢料的循環(huán)利用，提高金屬資源利用效率，減少環(huán)境污染，可有效地緩解鎳資源供給不 足的局面。


圖l一本發(fā)明工藝流程2—本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)行原理圖具體實(shí)施方式
1. 按本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置如圖2所示，包括密封的電解槽、氨吸收罐、氧化罐、固液分離 設(shè)備(板框式壓濾機(jī))、儲(chǔ)存罐，管道及泵。2. 將鎳磷鐵物料(含15%鎳)置入鈦籃內(nèi)作為陽(yáng)極，以鈦板作為陰極，將含氨(5ml/L )和氯化銨(54 g/L)的溶液注入密封的電解槽內(nèi)作電解液，陰極室PHS 9。通直流電，陽(yáng) 極電流密度200A/m2 ，陽(yáng)極溶解，使鎳磷鐵內(nèi)的鎳以鎳氨絡(luò)離子形式進(jìn)入電解液，鐵以氫氧 化亞鐵形式進(jìn)入陽(yáng)極室，將陽(yáng)極室內(nèi)產(chǎn)生的含氫氧化亞鐵和鎳氨絡(luò)離子的混濁溶液用泵抽入 氧化罐內(nèi)，注入氧或其它氧化劑，將氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀，然后將氧化罐內(nèi)的漿 料泵入板框式壓濾機(jī)內(nèi)進(jìn)行固液分離，將氫氧化鐵沉淀從含鎳氨絡(luò)離子的溶液中分離并排出 ，含鎳氨絡(luò)離子的溶液進(jìn)入儲(chǔ)存罐，用泵泵入電解槽的陰極室循環(huán)使用。電解過(guò)程中，陰極室內(nèi)產(chǎn)生氨氣、氫氣，同時(shí)在陰極上沉積出純鎳粉。氨氣進(jìn)入氨吸收 罐內(nèi)轉(zhuǎn)化為氨水，返回陰極室，氫氣從氨吸收罐出口排出。從陽(yáng)極室隨混濁液一同排出的氨 也進(jìn)入氨吸收罐內(nèi)，經(jīng)氨吸收后返回陰極室。
權(quán)利要求
1. 從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中一步電解提取金屬鎳的方法，其特征在于(1)一步電解提取金屬鎳將含鐵和鎳的導(dǎo)電物料置入隔膜電解槽的陽(yáng)極室內(nèi)作為陽(yáng)極，向電解槽內(nèi)送入含氨和銨離子的溶液作為電解液，然后通直流電電解，在陰極上直接沉積出金屬鎳；(2)氧化除鐵將陽(yáng)極室內(nèi)產(chǎn)生的含氫氧化亞鐵和鎳氨絡(luò)離子的混濁溶液送入儲(chǔ)液容器內(nèi)，通入氧或加入其它氧化劑，把氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀物；(3)固液分離將儲(chǔ)液容器內(nèi)的氫氧化鐵沉淀從含鎳氨絡(luò)離子的溶液中分離并排出；(4)溶液回流將所述的含鎳氨絡(luò)離子的溶液送回電解槽的陰極室。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中一步電解提取金屬鎳的方法，其特征在于 含氨和銨離子的溶液進(jìn)入電解槽陰極室、透過(guò)隔膜進(jìn)入到陽(yáng)極室、從陽(yáng)極室直接進(jìn)入儲(chǔ)液容 器，同時(shí)把陽(yáng)極室產(chǎn)生的含氫氧化亞鐵的混濁溶液帶入儲(chǔ)液容器中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從含鐵和鎳的導(dǎo)電物料中一步電解提取金屬鎳的方法，包括一步電解提取金屬鎳，將含鐵和鎳的導(dǎo)電物料置入隔膜電解槽內(nèi)作陽(yáng)極，以含氨和銨離子的溶液作為電解液，在陰極上直接沉積出金屬鎳；氧化除鐵，將陽(yáng)極室產(chǎn)生的氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀物；固液分離，將氫氧化鐵沉淀分離并排出；溶液回流，將固液分離出的含鎳氨絡(luò)離子的溶液送回電解槽的陰極室。該方法工藝流程簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，電解液循環(huán)使用，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化的工業(yè)生產(chǎn)；可有效處理含鎳廢料，符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)政策。
文檔編號(hào)C25C1/08GK101275239SQ200710203408
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者張?zhí)砣?穆俊江 文寶林 李世昌 李立清 朱彥文 申請(qǐng)人:梧州三和新材料科技有限公司