[发明专利]从含铁和镍的导电物料中一步电解提取金属镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解提取金属镍的方法，特别涉及从含铁和镍的导电物料中电解提取金属镍的方法。

背景技术

目前世界上金属镍冶炼的原料以硫化矿为主，硫化矿中最主要的含镍矿物为镍黄铁矿[(Ni，Fe)₉S₈]和含镍磁硫铁矿[(Ni，Fe)_xS_y]，冶炼镍首先需要去除镍矿中大量的铁，镍是亲铁元素，铁镍分离一直是镍提取技术中的瓶劲。国内冶炼镍的工艺是采取火法和湿法相结合，以金川冶炼厂和阜康冶炼厂为代表。金川冶炼厂主要工艺流程为：选矿枛镍精矿枛火法冶炼枛低冰镍枛吹炼枛高冰镍枛磨浮分离枛硫化镍枛电解精炼枛电解镍。阜康冶炼厂建成于二十世纪末，采用了较为先进的选择性加压酸浸技术，其主要流程为：选矿枛镍精矿枛火法冶炼枛低冰镍枛吹炼枛高冰镍枛加压浸出枛含镍溶液枛电解提取枛电解镍。上述工艺均涉及火法冶炼，将镍精矿中的硫化铁和硫化亚铁氧化成为氧化铁和氧化亚铁，造渣除去，同时除去其它部分杂质。火法除铁的缺点是：冶炼中产生大量二氧化硫和粉尘，环境污染严重，能源消耗高，环保费用巨大。

湿法冶金克服了上述火法冶金技术中缺陷，现行湿法冶金主要工艺步骤包括：①用溶剂将原料中有用成分转入溶液，即浸取。②浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③浸取溶液的净化和富集，常用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法。④从净化液中用电解法提取金属。传统湿法工艺中分离铁和镍，一般采用化学沉淀技术，将铁转化为氢氧化铁沉淀再分离。但由于氢氧化铁和氢氧化镍有共沉淀的特性，每沉淀3～4摩尔的铁就要带走1摩尔的镍，导致镍的收率降低，所以化学沉淀技术仅在铁含量很低时才适用。这就是金川和阜康工艺必须采用火法冶炼除铁和其它杂质而获得高冰镍的原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺流程简单，低耗，无污染，成本低，易于工业化生产的从含铁和镍导电物中提取金属镍的方法。

所述目的是这样实现的：

本发明提出的从含铁和镍的导电物料中一步电解提取金属镍的方法，主要的步骤是：①采用一步电解直接提取出金属镍，将含铁和镍的导电物料置入隔膜电解槽的阳极室内作为阳极，向电解槽内送入含氨和铵离子的溶液作为电解液，然后通直流电电解，在阴极上直接沉积出金属镍；②氧化除铁，将阳极室内产生的含氢氧化亚铁和镍氨络离子的混浊溶液送入储液容器内，通入氧或加入其它氧化剂，把氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁沉淀物；③进行固液分离，将储液容器内的氢氧化铁沉淀从含镍氨络离子的溶液中分离并排出；④溶液回流，将所述的含镍氨络离子的溶液送回电解槽的阴极室。

为防止阳极溶解的杂质在阴极析出，采用隔膜电解槽，保证溶液定向流动。电解时，含氨和铵离子的溶液进入电解槽的阴极室，利用隔膜两侧的液位差，透过隔膜进入到阳极室，从阳极室直接进入储液容器，同时把阳极室产生的含氢氧化亚铁的混浊溶液带入储液容器中，经净化后，返回阴极室，循环使用。

本发明中所用的原料可以是任何含铁和镍的导电物料，且对物料的含铁量没有限制，当物料的含铁量高时，阴极产物为镍粉，当物料的含铁量较低时，阴极产物为镍板；阴极采用钛、不锈钢、镍、铅或铁板。

电解槽内的氨，一部分经阴极室出口直接排入吸收容器内进行氨吸收，另一部分，首先随阳极室排出的混浊液一同进入储液容器内，然后进入吸收罐内进行氨吸收，上述氨经吸收处理，生成氨水。氨水与镍氨络离子溶液返回电解槽阴极室，循环使用。

与现在技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明是采用湿法工艺分离铁和镍，同时得到产品金属镍。在含氨和铵离子的溶液中，以含铁和镍的导电物料为阳极，经一步电解直接将铁和镍分离，同时得到最终产品--金属镍，与现有的必须经火法冶炼造渣除铁的工艺相比，节约能源，无环境污染，生产成本低。

2.克服了传统湿法分离铁和镍工艺存在的缺点，经过一步电解直接将铁和镍分离，在阴极上沉积出金属镍，铁随镍氨络离子溶液(阳极室溶液)流出电解槽，在槽外氧化成沉淀后除去。物料中铁和镍含量比无限制，当铁含量高时，得的产品是镍粉；当铁含量较低时，得到的产品是镍板。

3.整个提取过程在封闭循环系统内进行，电解液可循环使用，工艺流程简单，较易实现连续化和自动化的工业生产。

4.本发明使用的含铁和镍的导电物料，可从废料回收渠道获得，原料来源广，实现了含镍废料的循环利用，提高金属资源利用效率，减少环境污染，可有效地缓解镍资源供给不足的局面。

附图说明

图1--本发明工艺流程图