銅鎳粗粒合金的浸出方法
2023-06-26 22:41:31 1
專利名稱::銅鎳粗粒合金的浸出方法
技術領域:
:本發明涉及銅鎳硫化礦物的酸浸處理工藝,屬於一種對高硫磨浮中間產品中的粗粒合金進行溼法處理的工藝技術,特別是一種銅鎳粗粒合金的浸出方法。
背景技術:
:銅鎳硫化礦對於共生有鉑、鈀、金、銠、銥、鋨、釕等貴重金屬的銅鎳硫化礦,採用先進適用的工藝流程來回收這些貴金屬極為重要。在我國的某銅鎳硫化礦,其鉑族金屬產量佔全國產量的85%以上。在現有的貴金屬回收方法中,採用了合金硫化熔煉工藝,這不僅造成了貴金屬的損失,而且帶來了嚴重的環境汙染。銅鎳硫化礦在高鋶磨浮分離過程中形成的中間產品是銅鎳合金,包括粗粒合金和細粒合金。貴金屬在高鋶磨浮分離過程中有將近90%富集在中間產品銅鎳合金中。合金硫化工藝就是將該銅鎳合金作為原料進行硫化熔煉產出二次高冰鎳,再進行二次磨浮產出二次合金,該二次合金作為提取貴金屬的原料。生產實踐表明,經過這樣的硫化和磨浮,貴金屬僅富集了5倍,而損失達10%以上。因此,有必要採用新的技術手段提高貴金屬的富集比和回收率。事實上,一次合金的硫化工藝不但金屬損失大、能耗多、而且產生大量有S02的煙氣,不易處理,對環境汙染嚴重,勞動條件差。如採用溼法處理則可以徹底消除汙染源,改善廠區的空氣品質和工作環境。
發明內容本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足,提供一種銅鎳粗粒合金的浸出方法,釆用該浸出方法能夠提高浸出速度,有利於酸浸溼法處理工藝的推廣應用。本發明的技術方案如下銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於採用包括銅離子和硫酸的浸出劑浸出粗粒合金中的鎳,獲得的浸出液是硫酸鎳溶液;銅離子沉澱在浸出渣中。所述浸出劑還浸出鐵和鈷。所述硫酸鎳溶液是一種Ni〉80g/1,Cu<0.5g/1,H2SO4<10g/l的硫酸鎳溶液。在浸出粗粒合金中的鎳時,即氧化期,向浸出劑中通氧;在銅離子沉澱時,即置換期,停氧。所述浸出渣採用硫酸溶液作為浸出劑,將浸出渣中金屬相的銅、鎳、鐵和鈷浸出,獲得的浸出液是硫酸銅溶液,獲得的浸出渣是作為貴金屬原料的浸出渣。所述硫酸銅溶液是一種重量含量Cu:Ni^2:l的硫酸銅溶液。在將浸出渣中金屬相的銅、鎳、鐵和鈷浸出時,向浸出劑中通氧氣。本發明的技術效果如下由於在銅鎳粗粒合金的浸出方法中,在現有的硫酸浸出劑中引入銅離子,從而能夠加大浸出速度,有利於酸浸溼法處理工藝的推廣應用。具體實施例方式銅鎳冰鎳的浸出已有多次實驗研究和工業實踐,例如採用硫酸加壓浸出法處理高冰鎳,對鎳精礦、細粒合金混合物料的常壓和加壓浸出等等。本發明研究的對象是高硫磨浮產品粗粒合金和細粒合金。對於這種粒度大、比重大、難研磨的物料採取何種溼法工藝流程,還沒有系統的進行研究和試驗,為此申請人提出了"關於廢除合金硫化改用酸浸工藝處理銅鎳合金以提高貴金屬回收率合理化建議"。根據該項建議,粗粒合金和細粒合金分別進行硫酸浸出;細粒合金因為含硫較高還要增加一段加壓浸出;在常壓浸出過程中引入銅離子以加大浸出速度;同時通過一段浸出、沉澱和二段氧浸出,產出一種含鎳高而雜質少的溶液和另一種含Cu高而含鎳低的溶液(Cu:Ni^2:1),進行分別處理回收原料中的鎳和銅。細粒加壓浸出渣和粗粒二段浸出渣,因渣量很少,可直接送貴金屬車間。粗粒合金和細粒合金採取分別浸出的方式。該方式的優點是可以得到銅、鎳比較高的溶液。l.工藝過程敘述如下粗粒合金一段浸出所用浸出劑為部分細粒二段浸出液和粗粒二段浸出液經電積後產出的脫銅後液。在浸出過程中,鎳、鐵、鈷被浸出,而銅沉澱入渣,得到含Ni〉80g/1,Cu<0.5g/1,H2SO4<10g/l的硫酸鎳溶液送去回收鎳,浸出渣進行二段浸出,浸出劑為硫酸溶液。二段浸出時一段浸出渣中沉澱的銅和原料中銅的大部分被浸出,得到一個Cu/Ni^2的硫酸銅溶液,該溶液經電積脫除部分銅並生成硫酸,其硫酸的量與粗、細粒合金浸出銅量相當,脫銅後液全部返回粗粒一段浸出。浸出渣用於提取貴金屬。2.粗粒合金浸出的化學反應原理-粗粒合金一段浸出,分兩個階段氧化期和置換期。氧化期通氧,主要浸出合金中的Cu、Fe、Ni、Co。當ph值達到一定數值時停氧,浸出進入置換期。主要利用合金中未被浸出的Ni、Fe金屬置換銅。粗粒合金中Ni、Fe、Co主要以金屬狀態存在。根據它們的性質,在氧化期可能發生如下反應formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage5(1)、(2)反應是存在的,這可以從實驗中觀察到,當浸出不通氧時,渣有聚團和上浮現象,顯然是渣粒表面吸附氫氣所致。從pH變化緩慢可以看出反應(1)、(2)對浸出速度所做的貢獻是很小的,因為鐵、鎳並不是以單質而是以合金狀態存在的。當通氧時Fe°和Ni。主要以(3)、(4)式反應氫氧化生成了水。反應(3)、(4)在所有浸出反應中佔有一定比重,但反應速度有限,在浸出只通氧氣而不加銅時,4小時鎳的浸出率只有54%。當有氧、硫酸和銅離子存在時,氧化過程中進行的很快,這是由於發生了(5)、(6)、(7)、(8)這4個反應。由於Cu2+和Fe3+參與置換和氧化反應,使浸出過程得以大大加速。Fe"是由Fe2+氧化而來的。Fe"可以按下式反應formulaseeoriginaldocumentpage5事實上,該反應進行得相當緩慢。當有Cu"存在時,Fe2+的氧化速度將加快formulaseeoriginaldocumentpage5Cu++l/402+H2=Cu2++1/2H20(11)銅離子的催化作用正是按照上面兩個反應式進行的。由(5)、(6)、兩個反應生成的Ci/還會被氧化成Cu2+:Cu0+l/202+H2S04=CuS04+H20(12)Cu°+Fe2(SO》3=CuS04+2FeS04(13)在氧化過程中,銅被反覆沉澱和溶解,起到一個酸的作用。由於沉澱速度大於氧化速度,銅離子濃度多呈下降趨勢。銅被氧化溶解的明顯例子是,銅離子濃度先下降,後上升,甚至超過初始濃度。這是由於氧化速度超過了沉澱速度。綜上所述,Cu"在氧化過程中,不僅起到浸出劑的作用,更重要的是起到催化劑作用,正是由於它的存在,才能使浸出反應獲得較高的速度。在置換期,不通氧,主要反應為銅的沉積,按反應(5)、(6)、式進行,銅離子,銅離子濃度可降至lmg/1。Fe3+也將被還原為Fe2+。推導和實驗都表明浸出劑中的銅和硫酸淨消耗的數量(按摩爾計)等於己浸出元素,如鎳、鐵、鈷及其他可溶物質的總和。銅離子在浸出劑中所佔的比例為20-40%。合金中鈷元素的浸出反應與鎳相同。在第二段浸出過程中,浸出劑為硫酸,在通氧氣的條件下,首先按(12)式反應浸出銅,其後還會按(5)、(6)、(7)、(8)式進行反應,甚至金屬相的銅、鎳、鐵、鈷全部溶解。(3)、(4)、(1)、(2)反應因數量很少,反應量比較小。3.試驗結果3.1粗粒合金的物理化學性質為驗證上述方案,我們進行了必要的試驗,試驗採用的粗粒合金的物理化學性質如下1)粒度分布粒度分布見表3-1表3-1粗粒合金的粒度分布tableseeoriginaldocumentpage72)密度經測定粗粒合金的真密度為7.75g/cm3粗粒合金的松裝密度為2.25g/cm:粗粒合金的振實密度為2.65g/cm33)化學成分化學成分見表3-2表3-2粗粒合金的化學成分tableseeoriginaldocumentpage73.2細粒合金的物理化學性質試驗採用的細粒合金的物理化學性質如下:1)細粒合金的粒度分布見表3-3表3-3細粒合金的粒度分布tableseeoriginaldocumentpage72)細粒合金的化學成份我們在試驗時使用過兩批物料,其化學成份如表3-4、3-5。表3-4細粒合金的化學成份tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8b、與其它顆粒連生或共生,如與磁鐵礦、金屬銅、輝銅礦、NiS等連生或共生。合金浸出前後的成分變化不大,見電子探針分析結果表3-7合金成分電子探針分析結果/%tableseeoriginaldocumentpage9(3)結論二段浸出渣中合金含量極少,即使其中的全部鎳、鐵、鈷與酸反應生成氫氣,其含量也是安全的。3.4關於貴金屬的富集效果試驗期間,曾對粗、細粒合金的常壓一、二段浸出渣進行了分析,其貴金屬含量如表3-8。表3-8貴金屬品位/g/ttableseeoriginaldocumentpage9根據粗粒二段渣率為3.3%推算,貴金屬富集可達30倍。權利要求1.銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於採用包括銅離子和硫酸的浸出劑浸出粗粒合金中的鎳,獲得的浸出液是硫酸鎳溶液;銅離子沉澱在浸出渣中。2.根據權利要求1所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於所述浸出劑還浸出鐵和鈷。3.根據權利要求1所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於所述硫酸鎳溶液是一種Ni〉80g/1,Cu<0.5g/1,H2SO4<10g/l的硫酸鎳溶液。4.根據權利要求1所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於在浸出粗粒合金中的鎳時,即氧化期,向浸出劑中通氧;在銅離子沉澱時,即置換期,停氧。5.根據權利要求1所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於所述浸出渣採用硫酸溶液作為浸出劑,將浸出渣中金屬相的銅、鎳、鐵和鈷浸出,獲得的浸出液是硫酸銅溶液,獲得的浸出渣是作為貴金屬原料的浸出渣。6.根據權利要求5所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於所述硫酸銅溶液是一種重量含量CU:Ni^2:l的硫酸銅溶液。7.根據權利要求5所述的銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於在將浸出渣中金屬相的銅、鎳、鐵和鈷浸出時,向浸出劑中通氧氣。全文摘要本發明提供一種銅鎳粗粒合金的浸出方法,其特徵在於採用包括銅離子和硫酸的分段浸出劑浸出粗粒合金中的鎳,獲得的浸出液是硫酸鎳溶液;銅離子先沉澱在浸出渣中然後再被浸出。採用該浸出方法能夠提高浸出速度和有效地分離銅和鎳,有利於酸浸溼法處理工藝的推廣應用。文檔編號C22B3/00GK101348865SQ20081011962公開日2009年1月21日申請日期2008年9月4日優先權日2008年9月4日發明者王魁珽,顧凌霄申請人:中國恩菲工程技術有限公司