專利名稱：在鎳浸提過程中除硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從浸提循環(huán)中除去硫的方法，該硫是在鎳處理過程中，例如鎳冰銅浸提過程中產(chǎn)生的。根據(jù)該方法，在鎳電解冶金過程中形成的陽極液用石灰基中和劑中和，其中硫從浸提循環(huán)中以石膏的形式除去。
已知鎳濃縮液首先在冶煉爐中用火法冶金處理以獲得鎳冰銅，其中含硫量相當(dāng)高。然后，將該鎳冰銅送入轉(zhuǎn)爐，在其中回收到含硫量相當(dāng)?shù)偷母咂焚|(zhì)鎳冰銅。近來，已開始對生產(chǎn)鎳的火法冶金處理工藝部分進(jìn)行現(xiàn)代化，結(jié)果不再使用轉(zhuǎn)爐，并且將由第一冶煉爐例如懸浮冶煉爐獲得的鎳冰銅直接供入濕法冶金工藝中。在第一冶煉爐中產(chǎn)生的爐渣通常需在電爐中進(jìn)一步處理，此處生產(chǎn)的鎳冰銅也進(jìn)行進(jìn)一步的濕法冶金處理。特別是在第一冶煉爐中，形成的鎳冰銅的含硫量通常略高于轉(zhuǎn)爐中的，因此如果在某種程度上未能小心地從浸提循環(huán)中除硫，則將增加在浸提過程中循環(huán)的硫含量，并可能導(dǎo)致硫溶脹(sulfur swelling)。這是硫酸鹽基鎳浸提工藝中的典型問題。
為了進(jìn)行濕法冶金處理，碾磨鎳冰銅并浸提到鎳電解冶金法的陽極液中。鎳冰銅的浸提是多步工藝，并包括在大氣壓和加壓條件下的數(shù)個(gè)浸提步驟。所得到的硫酸鎳溶液通過溶液提純步驟(除鈷)或引入鎳電解冶金處理或在氫的幫助下還原為金屬。
當(dāng)將浸提鎳冰銅形成的硫酸鎳溶液引入電解冶金法中時(shí)，其反應(yīng)如下(1)電解冶金法中的電極用隔膜相互間隔開。該方法的主要特征之一是必須使特定電流穿過隔膜，從而使電解冶金法產(chǎn)生的硫酸不與陰極接觸，否則將在陰極生成氫氣而不形成鎳。因此，對于特定鎳量溶液流是恒定的，并產(chǎn)生某一恒定量的陽極液。陽極液的組成為約70g/l的Ni和45～50g/l的H2SO4。從反應(yīng)式(1)可見，在電解冶金法中產(chǎn)生等分子的量的硫酸和析出的鎳。至少部分該氧化的硫應(yīng)從浸提循環(huán)中以硫酸鹽的形式除去，以使鎳不與該硫酸鹽一起存在。
從浸提循環(huán)中除去硫通常采用鈉基中和劑(碳酸鈉，氫氧化鈉)，換句話說，根據(jù)不同情況，用氫氧化鈉或蘇打中和氧化的硫(硫酸)。中和的結(jié)果是產(chǎn)生可溶的硫酸鈉，這在正常情況下應(yīng)從該工藝過程中作為副產(chǎn)物除去。然而硫酸鈉是一種有價(jià)值的產(chǎn)品，應(yīng)將其用于商業(yè)銷售，而如果不存在這種銷售市場，則在中和硫時(shí)使用鈉基中和劑是不經(jīng)濟(jì)的。
總之，在硫酸鹽工藝中使用石灰的缺點(diǎn)是析出石膏，該石膏堵塞過濾器和隔膜布，還導(dǎo)致石膏層靠近熱表面。
根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)已形成了一種方法，其中在浸提鎳冰銅中產(chǎn)生的至少部分硫通過將電解冶金法中的部分陽極液引入第二流進(jìn)行回收，其中硫酸用某些鈣基化合物，如煅石灰(CaO)或石灰石(CaCO3)進(jìn)行中和。中和的溶液用石膏飽和，并且該石膏用例如萃取劑從溶液中分離出來，以使溶液中石膏的含量處于明顯低于飽和的程度。將已除去部分石膏的中和陽極液送回浸提循環(huán)，優(yōu)選送到除鈷步驟中，在此它不會(huì)對實(shí)際的鎳冰銅溶液造成負(fù)擔(dān)。本發(fā)明主要的新特征從所附的權(quán)利要求書中明顯可見。
在本發(fā)明的方法中，石灰沉淀過程產(chǎn)生出石膏的有害影響不僅可以通過沉淀和過濾溶液來防止，而且可以通過在石灰中和后立即將石膏從飽和溶液中除去來防止。除去石膏采用公知技術(shù)，例如用適當(dāng)?shù)妮腿┤鏒EHPA萃取，從而使溶液中的石膏含量明顯低于飽和程度，這使石膏的有害影響最小化。產(chǎn)生的石膏沉淀物可以儲(chǔ)存或用作建筑材料。
本發(fā)明將參照流程

圖1進(jìn)一步描述。
浸提鎳冰銅作為一個(gè)整體在流程圖中簡化為一個(gè)步驟，然而實(shí)際上它通常為多步工藝，并包括大氣壓和加壓浸提步驟。用來自電解冶金法的錐形陽極液進(jìn)行浸提，該陽極液為含硫酸的溶液。浸提步驟還包括回收銅和鐵，并且按照常規(guī)方法進(jìn)行。浸提得到的硫酸鎳溶液送去除鈷，而后對提純的溶液進(jìn)行電解，這根據(jù)電解冶金原理進(jìn)行。
在電解冶金法中，鎳作為單質(zhì)純鎳在陰極上回收，并且在陽極區(qū)形成硫酸。在電解冶金過程中，溶液的鎳含量降至約30g/l，而陽極液中的硫酸含量以等量增加。
部分陽極液被送回浸提步驟，而其它部分進(jìn)入第二流，通過第二流將其引入單獨(dú)的中和段，此處陽極液通過引入某些含鈣中和劑例如細(xì)粉碎的煅石灰或石灰石進(jìn)行中和。例如，如果使用煅石灰，其反應(yīng)如下(2)送入第二流的量優(yōu)選為陽極液量的30～60％。溶液中的硫酸中和形成石膏，該石膏沉淀并從循環(huán)中濾除。
自中和過程排出的溶液飽和以石膏(Ca=500～700mg/l)，并且如果將其直接送回浸提步驟，則可能有石膏在熱表面和布等上沉淀的危險(xiǎn)。為此，需用常規(guī)的萃取劑如DEHPA試劑從該溶液中萃取鈣。該溶液中的石膏含量降低至明顯低于飽和程度(Ca=50～150mg/l)，從而避免了沉淀的危險(xiǎn)。鈣萃取中的有機(jī)相用鹽酸溶液再次萃取，其中鈣以氯化鈣的形式除去。鈣浸提后，中和的陽極液優(yōu)選送入除鈷步驟，如果將整個(gè)量的陽極液再循環(huán)回浸提中，在除鈷步驟中鎳冰銅浸提的實(shí)際浸提流保持在明顯低于其應(yīng)有的程度。
該方法值得一提的優(yōu)點(diǎn)是，與現(xiàn)在使用的中和劑相比本方法的中和劑相當(dāng)廉價(jià)有效。在電解冶金法中由特定浸提流中回收的鎳量是恒定的，并且由于現(xiàn)在僅在適當(dāng)?shù)慕岵襟E后，部分陽極液流送入來自所述冰銅浸提的浸提流中，這意味著來自浸提的溶液中的鎳含量可提高到高于將整個(gè)液流再循環(huán)經(jīng)過浸提步驟的情形。因此，對于特定量的溶液在浸提時(shí)待分離的鎳量(δ鎳g/l)可提高至高于電解冶金法中分離的情形。由于僅有部分溶液再循環(huán)回適當(dāng)?shù)慕岵襟E，例如溶液的加熱成本可大幅度降低。浸提設(shè)備的尺寸也可相應(yīng)減少。來自電解冶金法的陽極液溫度為約60℃，并且為了進(jìn)行浸提，根據(jù)步驟的不同，將其加熱至90～140℃。
權(quán)利要求
1.一種用于從浸提循環(huán)中除去在鎳處理過程中產(chǎn)生的硫的方法，該鎳處理過程例如是鎳冰銅的浸提，從而該鎳冰銅在數(shù)個(gè)步驟中進(jìn)行浸提，所得到的硫酸鎳溶液送入電解冶金處理中，將其陽極液用于鎳冰銅的浸提，其特征在于，在鎳冰銅浸提中產(chǎn)生的硫通過用鈣基中和劑中和陽極液中的硫酸，而以石膏形式進(jìn)行回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，部分陽極液送去中和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，30～60％的陽極液送去中和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，煅石灰用作中和劑。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，石灰石用作中和劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，煅石灰和石灰石用作中和劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，中和的陽極液通過萃取除去石膏，其中該陽極液幾乎被石膏飽和。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，DEHPA用作萃取劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，鈣以氯化鈣的形式從萃取中除去。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，萃取過鈣的經(jīng)中和的陽極液送去除鈷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從鎳處理的浸提循環(huán)例如鎳冰銅浸提中除去硫的方法。根據(jù)該方法,鎳電解冶金法中產(chǎn)生的陽極液借助鈣基中和劑進(jìn)行中和,其中硫以石膏的形式從浸提循環(huán)中除去。
文檔編號(hào)C22B3/08GK1312867SQ99809763
公開日2001年9月12日 申請日期1999年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月17日
發(fā)明者L·羅森貝克 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司