[发明专利]一种铜冶炼副产物粗硫酸镍的精制方法

说明书

本发明将粗硫酸镍溶解得到硫酸镍溶液，采用Na₂S₂O₃作沉淀剂回收有价金属铜；除铜后液加入氧化剂及氟化剂一步脱除其中的铁、砷、钙、镁；除铁、砷、钙、镁后液使用2‑乙基己基磷酸单2‑乙基己基酯（P507）和磷酸三丁酯（TBP）皂化萃取剂协同萃取深度除杂得到纯净硫酸镍溶液；纯净硫酸镍溶液经蒸发结晶得到精制硫酸镍产品。本发明工艺流程短，成本低廉，操作简便，环境友好，镍回收率高，萃取剂可循环利用，所得产品质量达到电镀级和电池级高纯硫酸镍行业标准HG/T2824‑2009一等品要求。

技术领域

本发明涉及一种铜冶炼副产物粗硫酸镍的精制方法，具体属于有色冶金化工技术领域。

背景技术

硫酸镍是镍的一种重要的有色重金属化工产品，广泛应用于化工、轻工、机械、石油、电子等工业领域中。在铜冶炼过程中，铜电解液中通常含有一定量的镍，并随着电解液的不断循环而升高，当镍的含量达到一定浓度时，通常会采用冷冻结晶的方法进行脱镍处理，其产物即为粗硫酸镍，其中还含有一定量的有价金属铜，同时还含有其他不同含量的杂质，如钴、铁、锌、钙、镁、砷等。为了满足硫酸镍日益增长的需求以及对资源回收再利用，亟需对铜冶炼过程中产生的粗硫酸镍进行深度净化，并同时综合回收其有价金属。

通常粗硫酸镍精制回收方法包括：化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、化学沉淀与溶剂萃取联合法。化学沉淀法是通过硫化沉淀、氧化水解沉淀、氟化沉淀后浓缩结晶得到产品，杂质去除率不高，而且会造成镍的大量损失，易产生有毒气体，药剂消耗量大，并且产品中钠含量过高。溶剂萃取法是以LIX984、P204、P507、Cyanex-272等萃取剂脱除杂质，最后浓缩结晶得到产品，该方法设备投资大，生产成本高，钙镁去除率低。离子交换法采用阳离子或阴离子交换树脂吸附脱除杂质，最后浓缩结晶得到产品，该方法对原料成分要求苛刻，适应范围小，并且树脂容易堵塞。化学沉淀与溶剂萃取联合净化法是对粗硫酸镍同时进行化学沉淀法和溶剂萃取净化除杂，最终浓缩结晶得到产品，该方法虽然得到的产品质量高、净化彻底，但工艺流程复杂、生产周期长，精制回收成本高。

发明内容

本发明针对现有粗硫酸镍除杂工艺技术存在的不足，提出一种成本低廉、操作简便、环境友好、工艺流程短的精制方法，产品质量高的粗硫酸镍精制并回收有价金属的方法。

本发明一种铜冶炼副产物粗硫酸镍的精制方法步骤如下：

步骤1：Na₂S₂O₃选择性沉淀铜

按质量比3:1计，用水溶解含As、Ca、Co、Cu、Fe、Mg、Zn杂质的粗硫酸镍，得到粗硫酸镍溶液；

按Na₂S₂O₃三倍于硫酸镍的摩尔比计，采用过量的Na₂S₂O₃对粗硫酸镍溶液进行选择性沉淀铜，溶液沉淀反应的初始pH为0.5，控制温度85℃条件下反应2h；反应结束后对产物进行过滤，得到除铜硫酸镍溶液；其中Cu的去除率为99.94％～100％，镍的损失率为0.75％～0.80％。

步骤2：一步沉淀铁、砷、钙、镁

在85℃条件下，将双氧水加入到步骤1除铜的硫酸镍溶液中，氧化反应20min；氧化结束后，加入过量的氟化钠，调节溶液的pH值为4.5，反应2h，其后进行过滤，得到除铁、砷、钙和镁的硫酸镍溶液，其中铁、砷、钙和镁的去除率分别为99.38％～99.97％、97.83％～99.85％、97.64％～100％、99.24％～100％。

步骤3：协同萃取深度除杂