鎳溶液的脫銅方法與流程

2023-08-02 16:18:46 1

本發明涉及一種鎳溶液的脫銅方法。

背景技術：

鎳是許多工業品生產的重要原料。在鎳的生產過程中，合格的電解液是保證鎳質量的前提條件。鎳溶液中都含有銅，銅對鎳的質量有明顯影響，因此，鎳溶液的脫銅是鎳生產必不可少的工序。目前鎳溶液脫銅的主要方法有陽極泥和（或）鎳精礦脫銅、活性硫化鎳脫銅。前者脫銅效果不太好，渣量大，渣處理困難，而且在渣處理過程中還造成鉑族金屬的損失；後者需要在稀溶液中製備活性硫化鎳，而且製備的活性硫化鎳必須及時使用，否則在存放過程中會失活，影響脫銅效果，工藝匹配性要求很高，此外還有可能造成工藝系統的水不平衡。開發脫銅效果好、操作簡單、脫銅渣容易處理的鎳溶液脫銅方法具有較大實用價值。

技術實現要素：

針對目前鎳溶液脫銅存在的問題，本發明的目的是尋找脫銅效果好、操作簡單、脫銅渣容易處理的鎳溶液脫銅方法，其特徵在於將通過脫鐵和脫砷處理的鎳溶液輸入反應器，加入脫銅渣、硫代乙醯胺和硫化鈉複合溶液在超聲波作用下進行反應。反應結束後，進行固液分離，得到合格溶液。分離出的渣洗滌後（洗滌方式和洗滌水用量與現有工藝一致）部分返回反應器，部分送高冰鎳冶煉爐處理。反應器為機械攪拌反應器、管式反應器、摺疊式反應器和迷宮式反應器的一種。反應溫度為25℃～60℃。反應時間為8min～20min。每立方米溶液輸入超聲波的功率為2kW～6kW。硫化鈉的加入量為理論量的120%～140%。硫代乙醯胺的加入量為理論量的3%～5%。脫銅渣的加入量為前批同量溶液處理淨產生渣量（產生的總渣量減去加入的渣量）的100%～150%。複合溶液中Na2S的濃度為150g/L～300/L，硫代乙醯胺的濃度由Na2S的濃度和加入量及硫代乙醯胺的加入量共同確定。當採用機械攪拌反應器時，機械攪拌強度為30 r/min～50r/min。當採用管式反應器、摺疊式反應器、迷宮式反應器時，溶液在反應器中的流速不小於1m/s。本方法的初次使用不加入脫銅渣。本方法的使用範圍不限於金屬鎳生產中的鎳溶液的脫銅，也適用於鎳鹽和鎳氧化物等生產過程的鎳溶液的脫銅。當用於金屬鎳生產中通過脫鐵和脫砷處理的鎳溶液的脫銅時，不需要調整溶液的pH值；當用於其它鎳溶液的脫銅時，應當控制脫銅過程的pH值在4.5～6.0範圍。

本發明的目的是這樣實現的，含銅的鎳溶液加入硫代乙醯胺、硫化鈉和脫銅渣後，發生如下反應：

CH3CSNH2 + H2O + Cu2+ = CH3CONH2 + CuS +2H+

CH3CSNH2 + H2O + Ni2+ = CH3CONH2 + NiS +2H+

Na2S + Cu2+ = CuS + 2Na+

Na2S + Ni2+ = NiS + 2Na+

NiS + Cu2+ = CuS + Ni2+

通過上述一系列反應，溶液中的銅以CuS沉澱的形式被脫除，達到鎳溶液脫銅淨化的目的。

試驗結果表明：當單獨使用硫代乙醯胺時，即使其加入量為理論量的300%，溶液中的銅濃度仍然大於10mg/L；當單獨使用硫化鈉時，產生的渣中含有大量膠體物質，很難進行固液分離；當兩者結合使用時，既可深度脫銅，滿足現有工藝要求，脫銅渣的沉澱和過濾性能也很好。

脫銅渣部分返回使用可降低脫銅劑的用量，同時降低脫銅渣的總產生量。

輸入超聲波的作用是加快反應的傳質過程，大大縮短反應時間。

當採用管式反應器、摺疊式反應器、迷宮式反應器時，溶液在反應器中的流速不小於1m/s，其目的是避免在反應過程中，固體物質沉澱。

相對於現有方法，本發明採用硫代乙醯胺和硫化鈉複合脫銅劑，並返回部分脫銅渣，具有脫銅效果好、脫銅產物固液分離性能好、脫銅劑耗量小、脫銅渣產生量少，而且不含鉑族金屬，可大大降低鉑族金屬的損失、脫銅渣可直接返回高冰鎳冶煉爐處理等突出優點，具有明顯的經濟效益和環境效益。

具體實施方法

實施例1：在機械攪拌反應器中處理通過脫鐵和脫砷處理的鎳溶液5L（成分：Ni2+55.5g/L、Cu2+517mg/L、pH5.5）。反應條件為：溫度25℃、時間15min、攪拌強度為30 r/min、每立方米溶液輸入的超聲波功率為2kW、硫代乙醯胺的加入量為理論量的4%、硫化鈉的加入量為理論量的135%、脫銅渣的加入量為前批同量溶液處理產生的淨渣量的100%。處理後溶液的銅濃度為0.29 mg/L。

實施例2：在管式反應器中處理通過脫鐵和脫砷處理的鎳溶液100L（成分：Ni2+58.4g/L、Cu2+498mg/L、pH4.8）。反應條件為：溫度35℃、時間8min、溶液的流速為1.0m/s、每立方米溶液輸入的超聲波功率為4kW、硫代乙醯胺的加入量為理論量的3%、硫化鈉的加入量為理論量的120%、脫銅渣的加入量為前批同量溶液處理產生的淨渣量的150%。處理後溶液的銅濃度為0.45mg/L。