[发明专利]一种从镍溶液中深度除铜的试剂硫代碳酸镍的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜镍湿法冶金领域，特别是用于从铜镍混合溶液中深度除铜的试剂合成方法。

背景技术

在铜镍冶金过程中，由于铜镍的化学性质十分相似，对其进行深度分离十分困难。尽管溶剂萃取和离子交换能比较有效的对铜镍进行分离，但是只适用于处理小批量溶液，无法进行大规模的工业生产。研究发现铜镍均具有一定的亲硫性，但是相比而言铜则更具亲硫。目前开发的铜镍分离技术大都是基于这一特性，以各种硫化物作为分离试剂，达到能选择性的从混合溶液中高效分离铜的目的。但是大部分的硫化物，不是硫极易释放出来易产生有毒气体导致生产难以进行，就是太过稳定不易释放硫离子造成除铜效果差。为此研究者不断开发出新的适用于从含镍溶液中除铜的除铜试剂，这其中“活性硫化镍”最为有效。活性硫化镍是利用新制备的沉淀化学结构较不稳定、硫的反应活性较高的特点，使铜除去。但是活性硫化镍的合成条件过于苛刻，且活性极难保持，从而导致其不能应用于工业生产。另外也有人利用其它含硫化合物进行除铜，但是都无法完全满足除铜生产要求。

长久以来，从含镍溶液中深度除铜一直困扰着国内外冶金界。针对这一难题，我国早在“八五”和“九五”计划中两次将这项研究列为重点攻关项目，并曾尝试了各种方法，一直未得到很好的解决。这主要是因为一直未找到高效的除铜试剂。鉴于问题难度大、不易解决，2004年金川公司面再次向全国进行科技招标时，将除铜后溶液中的铜含量由当年科技攻关时要求的2mg/L放宽到3mg/L，除铜渣中铜镍质量比则由20降低到15。

而想要高效的从含镍溶液中除铜，关键在于合成高效除铜剂。因此急需开发出新的高效除铜剂以适应于工业化生产。“活性硫化镍”法调控分子结构中硫的反应活性的思想具有重要的参考价值。

活性硫化镍组成极为简单，只有镍和硫两种原子。不管晶型如何，镍和硫原子的原子特性决定了可调控的范围不大。如果能对其进行化学组成改造，通过引进新的结构对结构中的硫离子进行修饰或替换，就可扩大活性调整范围，有可能得到高效除铜试剂。为了使合成的除铜剂具有高效除铜作用，其应具有以下特点：

因此基于以下几点设计新的除铜试剂：

(1)含硫化合物分离铜的优越性，新设计的阴离子应当含有元素硫，并且该元素硫可以在适当的工作条件下与溶液中的杂质铜形成牢固化学结合而将铜除去。

(2)使用过程中不引入有害离子，因此除铜剂应该是镍盐。

(3)除铜剂中的新的阴离子应具有较大的离子半径以减少与镍离子间的库仑作用力，增大阴阳离子作用位阻。并且阴离子本身可与铜牢固结合除去，溶液无残留；或者阴离子性质不稳定，在除铜过程中分解生成铜的硫化物但也不引入有害离子。

基于这样的考虑，我们设计合成了硫代碳酸镍系除铜剂，可高效的从硫酸镍阳极液从除铜，满足生产要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的用于从镍溶液中深度除铜的试剂硫代碳酸镍的合成方法。

一种从镍溶液中深度除铜的试剂硫代碳酸镍的合成方法，采用以下(1)-(6)任意一种方式制备的硫代碳酸盐溶液中的一种或几种，再继续与含镍溶液反应合成硫代碳酸镍；

(1)将可溶性硫化物溶液与CS₂按化学计量充分反应5～24小时，得到阴离子为CS₃^2-的硫代碳酸盐溶液；

(2)将方式(1)得到的溶液继续与CS₂反应5～24小时，反应后得到阴离子为C_nS_2n+1^2-与CS₃^2-的混合物，或者C_nS_2n+1^2-的硫代碳酸盐溶液，其中n为≥2的整数；

(3)将方式(1)得到的溶液继续与硫磺充分混合搅拌反应10～24小时，反应后得到阴离子为CS_3+y^2-与CS₃^2-的混合物，或者CS_3+y^2-的硫代碳酸盐溶液，其中y为≥1的整数；

(4)将方式(2)得到的仅含C_nS_2n+1^2-的溶液继续与硫磺充分混合搅拌反应10～24小时，反应完全后得到阴离子为C_nS_m+2n+1^2-的硫代碳酸盐溶液，其中m为≥1，n为≥2的整数；