[发明专利]氯气选择性浸出镍的方法

说明书

本发明是一种采用氯气选择性浸出含铜镍物料中的镍的方法。用于高冰镍和其他含镍物料中镍的提取和精炼，属有色冶金领域。

法国镍公司勒阿弗尔-桑德维尔镍精炼厂（Soc.Le Nickel′s new nickel refineny at Le Havre-Sandville，France）于1978年，加拿大鹰桥镍矿公司（Falcobridge Niokel Mines Limited，Canada）在挪威的克里斯蒂安松镍精炼厂（The Kristiansand nickel refinery）于1981年采用了高冰镍氯气浸出镍精炼法。勒阿弗尔镍精炼厂（E/MJ，181（1980），2，P.35;法国专利7538166;美国专利4236981）所处理的高冰镍含铜铁甚微，他们采用在Fe³⁺/Fe²⁺电偶作用下通氯气全浸铜镍等贱金属的方法。此法不适合处理含铜高的镍物料。克里斯蒂安松镍精炼厂（Transa-ctions of IMM，Sec.c，95（1986），3，c.10;美国专利3880653）所处理的高冰镍成份为：Ni 35%～40%，Cu 30～35%，S22%～24%，Fe2%～3%，Co0.9%～1.0%，主要利用Cu²⁺/Cu⁺电偶的作用，借氯气浸出和交换沉铜（利用Ni/S＞1的含镍物料）选浸部分镍，含镍约15%的残渣经高温（为使镍转为不溶于硫酸的形态）氧化焙烧-硫酸浸出铜，然后用氢还原焙烧将渣中镍转为可溶态金属镍，再用氯气浸出。此法缺点是工序复杂，流程长，硫酸浸出的铜电积和浸渣氢还原焙烧能耗高，两次焙烧均需复杂昂贵的收尘系统，且烟尘难免入大气污染环境。

发明的目的在于寻求一种流程短、能耗低、适合处理含铜高的镍物料的镍铜充分分离的浸出法，提出本发明的氯气选择性浸出镍工艺。

本发明是采用氯气浸出硫化镍物料特别是含铜镍硫化物料的方法，包括氯气选择性浸出和交换沉铜工序，其特征在于包括下列工序：

a.一段浸出：在铜镍氯化物溶液中加入含铜镍硫化镍物料，通氯气浸出，控制电位600毫伏，搅拌浸出1.75小时，终沸点为115℃±2℃，停通氯气保温1小时。

b.交换沉铜：当温度下降到110℃以下，加入适量高冰镍，控制镍浓度225克/升左右，温度80℃，反应2小时，终电位220～225毫伏，渣液过滤分离。

c.二段浸出：在铜镍氯化物溶液中，加入一段浸出渣，搅拌通氯控制电位650毫伏，浸出2.5小时，终点温度115℃±2℃，停供氯气保温1小时，终电位达610～620毫伏，渣液分离。

图1为氯气选择性浸出法工艺流程图。

如图1所示，含铜镍物料经一段浸出交换沉铜后，产出微含铜的镍钴氯化物浓溶液。其中除镍外，其他过渡金属离子均以络阴离子存在，这很易用胺类溶剂萃取除杂和钴镍分离，以及用阴离子交换树脂深度净化，然后直接电积镍钴或以其他形式产品回收。一段浸出-交换后渣进行二段浸出后，得含镍低的富贵金属铜精矿。含镍低有利于减少铜吹炼中“干渣”生成，并减少铜电解精炼过程阳极钝化问题，有利于提高铜直收率和其他技术经济指标。贵金属可随浸出和铜精炼过程自然富集，集中到阳极泥回收。以铜电解精炼代替铜电积，能耗可省8/10～9/10。二段浸出液返一、二段浸出工序。这提供了含一定量铜铁变价离子（Fe³⁺/Fe²⁺，Cu²⁺/Cu⁺）的溶液，借其传递电子的作用，实现氯气吸收和镍浸出的氧化还原过程。由于变价离子的存在，含镍铜物料颗粒的悬浮液有强吸收氯能力。由于亚铜离子和氯气化学反应的作用，氯气吸收的液膜阻力化为零。只要氯气有足够分散度，氯气一接触浸出矿浆，氯分压迅速减至零（电位低于650毫伏，相对标准氢电极，以下同），废气余氯仅几个ppm。

为达到氯气浸出过程的选择性和完全性，本发明特点是采用逆错流两段浸出。第一段浸出保证深度抑制铜，产出含铜微量的镍钴浸出液;第二段浸出保证深度浸出镍。

对各种含镍物料，选用相应浸出剂初浓度和液固比，保证一段和二段浸出终点镍浓度为300±20克/升，矿浆沸点115±2℃，以避免一段浸出中出现β_NiS时的钝化或反应停滞现象，促进二段浸出中β_NiS，Ni₃S₄等镍硫化物中镍的浸出。