第一阶段为常压浸出,浸出金属镍和部分流态化镍,控制矿浆终点pH≥6.2。此时铁转化为针铁矿等氧化物,溶液中的铜离子形成金属铜和碱性硫酸铜沉淀,而硫化铜没有浸出,因此浸出液中铜、铁等杂质含量很低。用氢氧化镍除去钴后,可以通过电解生产电镍。该浸出阶段的主要化学反应可表示如下:
Ni0+Cu2+=Cu0+Ni2+ (1)
Cu2O+0.5o 2 = Cu2O(2)
Ni0+2H++0.5O2=Ni2++H2O (3)
Ni3S2+Cu2+=2NiS+Ni2++Cu0 (4)
ni3s 2+2H ++ 0.5o 2 = 2NiS+Ni2 ++ H2O(5)
Fe0+2H+=Fe2++H2 (6)
2Fe2++2H++0.5O2=2Fe3++H2O (7)
Fe3++2H2O=FeOOH3H+ (8)
第二阶段是加压浸出,使镍和钴完全浸出,部分铜浸出满足第一阶段浸出的需要,而贵金属基本留在浸出渣中,实现镍和钴的选择性浸出。第二次浸出的主要化学反应可表示如下:
(9)
NiS+Cu2+=Ni2++CuS (10)
NiS+Cu2O+2H+=Ni2++Cu2S+H2O (11)
Cu2+2H ++ 0.5o 2 = Cu2 ++ H2O(12)
球磨后的高冰镍矿浆经浓密过滤,滤饼用二级浸出液或阳极液制浆,然后进入一级浸出槽用空气体浸出。一级浸出矿浆通过浓底流与镍电解阳极液调浆,然后泵入矿浆加热器,温度升至120℃后进入高压釜。反应热使矿浆上升到150℃的反应温度。浸出2h后,矿浆进入闪蒸槽降压降温,然后进入浓缩机,底流经离心过滤器过滤得到铜渣,作为提取铜和贵金属元素的原料;将溢流返回第一个浸出浆液槽。研磨过程中的废水排放。浸出过程的主要技术参数见表1,浸出液的化学成分见表2。浸出工艺的主要设备及规格见表3。
表1常压和加压浸出的主要工艺参数
表3浸出工艺主要设备及规格
设备名称
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