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氯化镍分解温度(氯化镍溶液加热)

氯化镍分解温度(氯化镍溶液加热) 富铂镍冰铜的直接氯化浸出

Falconbridge Nickel Company的挪威精炼厂最初处理转炉高品位锍镍,含总贵金属0.002%。先将高品位冰铜镍磨矿,然后用浓盐酸选择性浸出镍,浸出渣中留有硫化铜和贵金属。用溶剂萃取法从浸出渣中除去杂质后,生产出结晶氯化镍,然后在沸腾反应器中转化为粒状氧化镍,再在回转窑中用氢气还原,生产出含镍98%的商品镍。浸出渣经焙烧除硫后,用废铜电解液浸出铜。然后从除铜浸出渣中回收贵金属。

该厂用这种方法处理来自南非的富含铂族金属(1 ~ 2公斤∕ t)的镍锍时,发现贵金属在焙烧和浸出过程中大量流失,严重影响了经济效益。因此,利用浓盐酸浸出镍后的浸出渣,采用水溶液氯化法浸出脱锅,可生产出镍锍重量1%以下的贵金属精矿。

1.富铂镍锍和高冰镍的液体氯化浸出

富铂镍锍经浓盐酸浸出除镍后的浸出渣中,铜主要以硫化铜的形式存在。液体氯化浸出硫化铜是对铜的处理。向镍盐酸溶液和硫化铜浸出渣的混合浆液中通入氯气。在浸出过程中,为了防止氯化亚铜沉淀,浸出液中必须含有氯化镍或游离盐酸等氯化物。这时,铜的氯化反应是:

2Cu++Cl2 2Cu2++2Cl- (1)

Cu2S+Cu2+ CuS+2Cu+ (2)

CuS+Cu2+ 2Cu2++S (3)

南太平洋+2e S2- (4)

Cu2++S2- CuS (5)

铜的完全浸出取决于反应式(3)。反应(4)和(5)只表明铜是以硫化物形式沉淀还是通过调节浸出过程中的氧化还原电位(通过在溶液中插入铂和饱和甘汞电极确定)使铜进入溶液?也就是说,在高氧化还原电位下,反应按照式(3)进行;在低氧化还原电位、比温度、酸度和铜浓度的条件下,反应式(4)和(5)会加速,生成大量的硫离子和硫化物。当其中硫化铜的浓度超过其溶度积时,会生成硫化铜沉淀,使铜不能完全浸出。

尽可能完全浸出铜所需的最小氧化还原电位主要取决于溶液中铜的浓度、酸度和温度。但在实际操作中,浸出操作的电位范围(图1)在0.35 ~ 0.45v之间,在此电位范围内,铜的氧化浸出率最高,贵金属基本不溶。这可能是因为贵金属在这个电位范围内不溶解,也可能和铜的反应一样。溶解后,式(6)和(7)的反应将再次产生沉淀:

南太平洋+2e S2- (6)

P3++S2- PS (7)

图1不同电位的溶解速率

在浸提过程中,所有游离硒将与贵金属离子(可能类似于式(6)和(7))反应,形成不溶性硒化物沉淀。

为了提高铜的浸出率,尽可能地防止贵金属进入溶液,可以从图1的曲线中预先选择合适的氧化还原电位。但需要指出的是,图中铜和贵金属的溶解曲线会受到溶液中铜浓度、酸度和温度变化的影响。在高酸、低铜浓度溶液和高温的操作条件下,曲线会略微左移;而在低酸度、高铜浓度、低温的操作条件下,曲线会略微右移。

水溶液氯化浸出铂镍富锍工艺也适用于处理原转炉高锍含贵金属、硫和硒的镍。当具有上述组成的高冰镍浸出渣在选定的氧化还原电位下浸出时,浸出渣经四氯乙烯脱硫后,精矿中贵金属的含量比高冰镍高100倍。因此,该方法可以处理富含铂镍的冰铜和高镍冰铜以回收贵金属精矿。这样可以减少中间高品位镍锍从工厂到英桥总厂的运送,充分利用挪威工厂的镍精炼能力。

二、富铂镍锍液氯化浸出的工艺流程

挪威改进的镍精炼厂用于处理南非富含铂的镍锍(和转炉高镍锍)。工艺流程和产品如下。

(1)用浓盐酸浸出镍。研磨后,镍锍在衬有橡胶的搅拌浸出槽中浸出。镍以氯化镍的形式进入溶液,而硫化铜和贵金属留在浸出残渣中。氯化镍溶液经萃取净化除去杂质后,制成结晶氯化镍,在沸腾反应器中转化为颗粒状氧化镍,再在回转窑中用氢气还原,生产出纯度为98%的商品金属镍。

(2)除镍浸出渣除铜。浸镍后的残渣主要含有硫化铜。向氯化镍或盐酸溶液中通入氯气进行氯化,硫和贵金属留在浸出渣中。为了除铜,还使用带有橡胶衬里的搅拌浸出槽。浸出槽装有两套独立的铂饱和甘汞电极,测得的数据送入计算机处理。使用一组电极来测量浸出过程中的氧化还原电位,以控制氯气的供应。另一套用于在预设的氧化还原电位范围过高或过低时发出报警信号,并可随时读取高于或低于预设电位的数值,确保在选定的氧化还原电位范围内运行。该装置主要用于保证供给的氯气不会过量,避免氧化还原电位升高导致贵金属溶解,或电位过低导致铜溶解不完全。除铜后,用丙二醇酯板和板框压滤机压滤生产含硫贵金属精矿。向过滤后的氯化铜溶液中引入硫化氢,生成硫化铜沉淀,送至铜系统进行处理。

(3)脱铜精矿脱硫。将滤饼通过装有称重传感器的进料罐进料到由夹套间接加热的搪玻璃搅拌罐中。加入热的四氯乙烯溶解除硫,溶解硫后的浆液由不锈钢离心泵连续泵入由蒸汽夹套加热的密封压滤机,滤出贵金属精矿。在硫晶体从滤液中沉淀出来后,通过在离心机中脱水来回收硫。四氯乙烯液体再生后返回下一步脱硫。

(4)贵金属精矿的富集。脱硫后的精矿在小型焙烧炉中进行硫酸化和焙烧。焙烧是将精矿置于炉内钢板中,调节空气体入炉速度,控制焙烧速度。为了防止空气体进入炉内过快,造成烘烤粉尘颗粒损失,烘烤速度不宜过快。炉温控制在500℃左右。焙烧砂用稀硫酸浸出去除重金属硫酸盐,经过滤、洗涤、干燥后,在V型旋转混合器(容量1000kg)中混合,出料、称重、自动取样化验。实际生产的贵金属精矿的最终品位在很大程度上取决于镍锍原料的贵金属含量和不溶组分。在不溶成分中,硅的含量影响最大。通常处理含铅0.07% ~ 0.08%的镍锍时,产出的贵金属精矿中含有15% ~ 30%的铂和相当数量的其他贵金属。

由于生产过程是连续的,因此很难准确确定一批原料和精矿的重量和等级。表1和表2列出了在实验室批量处理富铂镍锍获得的分析数据,其中不包括生产过程中的运输损失、烟尘。从表中可以看出,在这个处理过程中,各种贵金属在精矿中富集到330倍以上,回收率在92%以上。最终精矿产率低于1%。

表1镍锍和精矿的品位及贵金属富集率

分类

和组分富集倍数。

镍锍∕%

0.0069

0.0732

0.0329

0.0033

0.0074

0.0013

浓缩∕%

2.43

26.55

11.77

1.20

2.64

0.43

浓缩率∕时报

352

362

357

363

357

330

表2原材料和产品的金属平衡

分类

大众∕g

和组分富集倍数。

镍锍∕%

9000

621

6588

2961

297

666

117

浓缩∕%

25.01

608

6640

2944

300

660

108

∕%回收率

0.28

97.90

>100

99.42

>100

99.99

92.30

关键词TAG: 有色金属 镍 
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