湿法冶金-电解技术_镍电解精炼操作_镍电解精炼操作.pptx
- 文档编号:30853231
- 上传时间:2024-03-02
- 格式:PPTX
- 页数:40
- 大小:566.83KB
湿法冶金-电解技术_镍电解精炼操作_镍电解精炼操作.pptx
《湿法冶金-电解技术_镍电解精炼操作_镍电解精炼操作.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《湿法冶金-电解技术_镍电解精炼操作_镍电解精炼操作.pptx(40页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
6.4镍电解精炼操作上一内容下一内容回主目录返回6.4.1阳极制作在硫化镍阳极电解工艺过程中,根据硫化镍阳极电解的需要,高冰镍浮选出的硫化镍二次镍精矿,经反射炉熔化、浇铸、缓冷等工序制成具有一定物理规格的阳极板供电解精炼生产,同时除去大约l0的杂质。
熔铸硫化镍阳极板的主要原料为二次镍精矿,此外,还有电解残极及熔铸返回物。
6.4.1.1阳极制作基本原理与工艺过程A基本原理镍熔铸反射炉生产工艺是将高锍磨浮产出的镍精矿和其他返回物料经皮带运输机从反射炉顶两侧加入反射炉,依靠炉底和炉墙形成料坡,在反射炉内熔化。
人工扒渣或放渣除去镍精矿中机械夹杂的转炉渣。
采用烧眼放硫化镍熔体,用直线浇铸机浇铸成高硫阳极板,在保温坑保温缓冷大于48h,然后起出,堆放在阳极场。
B工艺过程炉料准备。
熔铸反射炉的炉料有粉料和块料。
残极和返回的大块不合格阳极须经人工打碎为3050mm碎块方能入炉。
烟尘与镍精矿混合后经圆盘给料机、皮带运输机加入炉。
残极、废阳极板喷溅物等块状物料人工打碎后经加料漏斗、皮带运输机加入炉内按一定的配料比进行加料,先加粉料,后加块料。
熔化。
炉料的熔化在高温及微氧化性气氛下进行。
炉膛温度一般为l350,压力控制为微负压。
炉料熔化后,由于密度不同,原料夹带的少量炉渣、泥沙等浮于镍锍熔体表面,形成熔铸炉渣,需定期扒渣,熔铸炉渣占入炉物料量的6l0。
浇铸。
炉内基本维持为零压。
放出的硫化镍熔体,经过流槽流入中间浇铸包,用人工方式间断注入直线浇铸机的铸模中。
浇铸时主要控制硫化镍熔体温度、模子温度及阳极板的冷却速度。
缓冷。
浇铸后的板在铸模中冷却至650700后取出,置于保温坑内缓冷,以完成-Ni3S2-Ni3S2的相变。
如保温不好,相变时迅速冷却,板发脆、易裂,影响电解生产。
经48小时缓冷后,板温降为l50200,完成品型转变,在空气中冷却到室温。
上一内容下一内容回主目录返回6.4.1.2阳极制作原料上一内容下一内容回主目录返回A废阳极经过一个电解周期后的阳极,即残极,其表面附有阳极泥及一些电解液,为防止炉内发生“放炮”事故,残极必须自然干燥。
返回炉中时要求砸掉镍线。
B炉料二次镍精矿黏性大,水分高,生产中须自然干燥至含水8左右,再入炉熔化。
C返回物料返回物料主要为加镍精矿时产生的烟尘、浇铸包上的结壳或浇铸时产生的不合格阳极、喷溅物及撒落在地面上的金属硫化物、从炉渣中捡出的金属物料等。
各种原料的化学成分如表6-1所示。
6.4.1.3阳极质量要求A阳极质量要求硫化镍阳极的挂耳在阳极浇铸时须预先埋入铜线环(如图6-4所示),硫化镍电解精炼采用小型阳极板,即每根阳极棒上挂有2块阳极板,其化学成分见表6-2所示。
(1)阳极板外形规格为860mm350mm,厚度为5055mm。
(2)阳极表面平整,板面弯曲度不大于l0mm,无飞边、毛刺。
(3)阳极板表面鼓包高度和气孔深度不大于l0mm,气孔率应控制在最低限度。
(4)表面不得有裂纹,夹渣面积不大于阳极板面积的3。
(5)铜耳线粗5mm,外露部分长250270mm,且预埋牢固。
表6-1各种原料的主要化学成分上一内容下一内容回主目录返回表6-2硫化镍阳极板化学成分()B阳极板质量对电解生产的影响上一内容下一内容回主目录返回硫化镍电解过程中,阳极板质量对槽电压有极重要影响,如高镍锍阳极铸造过程中有夹渣和气孔(导电性能很差,致使槽电压升高)。
要求阳极质量均匀(尤其是含硫高的阳极板),表面无浮渣,才有利于阳极均匀溶解。
若阳极铸造后冷却时间不够,晶形转变不完全,-Ni3S2含量增多,阳极溶解发生困难,极化电势增加,产生阳极钝化可能性增大。
一般要求阳极板缓慢冷却至室温。
生产中为了得良好溶解性,阳极中各元素成分都必须控制在一定范围之内。
硫含量:
20阳极凝固时析出金属相,溶解时这种金属优先溶解,产出大量含镍很高的阳极泥,25时,阳极发脆、易碎,且阳极造酸反应严重,不利于生产。
铜:
主要有害杂质。
铜以Cu2S形态存在于阳极中,含铜低时,对硫化镍阳极溶解度影响很小;铜l0时,Cu2S将优先于Ni3S2溶解,对硫化镍阳极溶解和阴极镍质量有极不利影响。
铁:
含铁低对电解影响很小,如含过高的铁、钴,特别是金属化铁、镍、钴时,在阳极氧化过程中形成相应的氧化层(如-Fe2O3等),覆盖电极表面,阻碍镍正常溶解,阳极极化明显加重,槽电压迅速上升,阳极造酸反应增强,严重时会引起阳极钝化。
阳极中还含有一定量钴及微量铅、锌等含量一般很少,对阳极溶解影响不大,主要是对溶液净化及阴极沉积物的影响。
图6-5硫化镍阳极注意事项:
(1)炉料的含水及粒度。
(2)阳极保温缓冷要大于48h,温度由538逐渐降至200,保证晶型转变。
(3)浇铸前事先在模内用高压风均匀喷涂黄土泥浆。
上一内容下一内容回主目录返回6.4.2阴极制作上一内容下一内容回主目录返回6.4.2.1阴极制作工艺基本原理A电解镍制作工艺基本原理硫化镍电解阳极采用硫化镍阳极板,阴极是放在隔膜内的镍始极片(或钛种板)。
通电时,硫化镍阳极溶解和阴极析出是同时进行。
硫化镍阳极在溶解时,镍及铁、镍、钴、铅、锌等元素以离子状态进入溶液,同时溶液中镍离子在阴极上析出,形成阴极产物-电解镍。
在电解过程中,为防阳极溶解下来的Co2+、Cu2+、Fe2+、Pb2+、Zn2+等杂质离子及H+在阴极上析出,采用阴极套隔膜袋的方法,将电解槽分阴极区和阳极区两部分,将阴极和阳极隔开。
由于隔膜袋有一定的致密度,经过净化的纯净电解液(新液)从高位槽经分液管流入隔膜袋内(即阴极区),控制一定的新液流量可使隔膜袋内的液面始终高于阳极区的液面,并保持一定的液面差,使阴极液依靠静压差通过隔膜袋微孔渗出的速率大于阳极液中杂质离子在扩散及电泳作用下向阴极区反渗透的速率,阻止阳极液进入阴极区,从而保持了隔膜袋内电解液纯度,保证电解镍的质量。
B阴极(电积镍)制作工艺的基本原理在镍沉积过程中,阳极材料采用铅钙锶银四元合金阳极板(添加银是为了增强阳极导电性,添加钙及稀土元素锶是为了增强阳极板的强度)。
阴极是下在隔膜内的镍始极片(或钛种板)。
经净化后的溶液按一定的循环量均匀地进入阴极隔膜室内。
电积过程中阴极液由阴极室渗入阳极区,电解槽内的阳极液由槽壁导流管从槽底引至电解槽溢流口排出,经集流管流至阳极液中间槽。
含硫酸50gL的阳极液泵人阳极液贮槽或送往高镍锍浸出工序,生产槽阴极产出的成品电积镍经烫洗、质检、包装入库。
6.4.1.2阴极质量上一内容下一内容回主目录返回镍始极片是由种板剥离下的镍薄片经过对辊压纹、剪切、钉耳等工序加工而成。
为避免阴极边缘生成树枝状结晶,阴极宽度和高度每边比阳极大4050mm。
阴极质量要求
(1)阴极始极片规格尺寸为880mm860mm,始极片要平直,无飞边、毛刺。
(2)阴极化学成分符合GBT65161997产品质量标准。
(3)电镍应洗净表面及夹层电解液,表面洁净无污泥、油污等。
(4)电解镍平均厚度不应小于3mm。
电解镍边缘不得有树枝状结粒及密集气孔(允许修整)。
(5)电镍表面不得有直径大于2mm的密集气孔,直径0.52mm密集气孔区总面积不得超过镍板单面面积的l0。
(6)电解镍表面高度大于2mm的密集结粒区总面积不得超过镍板单面面积的l0。
阴极始极片外观质量对电解的影响
(1)始极片几何尺寸达不到要求,会影响析出镍的质量,从而直接影响电镍品级率
(2)阴极始极片耳子钉接不牢,会影响导电性能。
(3)切剪不齐出现飞边毛刺,下槽容易挂破隔膜袋。
注意事项
(1)始极片制作时,要严格按技术操作规程操作。
(2)进行各种作业要穿戴好劳动保护用品。
6.4.3电解液循环操作上一内容下一内容回主目录返回表6-3电解液成分Cl7080SO4290110(gL)H3BO346有机物含量076.4.3.1判断和控制电解液质量A镍电解新液质量标准生产Ni9990电镍的电解液成分标准如表6-3所示。
成分Ni2+Na+65753040B电解液质量的控制a镍离子:
由于阴阳极效率差及净化过程中各种渣带走一定量镍离子,镍离子会出现贫化。
实际生产中是通过外车间来液、造液补充镍离子及处理镍渣、铁渣、洗涤海绵镍阳极泥来达到镍的平衡。
b钠离子:
在净化过程中,采用碳酸钠作中和剂,用于净化后调pH值,及中和黄钠铁矾生成过程中产生的酸。
因此,生产中将钠离子引入了电解液,且随电解过程进行,钠离子逐渐积累。
为维系钠离子平衡,生产中抽一部分溶液制成NiCO3,液固分离时钠离子进液相,通过外排而达到排钠的目的。
c氯离子:
电解生产中,使用盐酸岗位较多(造液调酸、烫洗始极片、酸洗陶管、除锌树脂转型等),因此,生产中要根据新液氯离子含量适当增减盐酸用量。
d硫酸根:
电解生产中,用硫酸岗位也较多(造液调酸、烫洗种板、净化除镍等),因此,生产中要根据新液硫酸根离子含量适当增减硫酸用量。
e硼酸:
在镍电解过程中,阴极上或多或少有氢气析出,从而使得阴极表面电解液pH值升高导致Ni2+水解,从而形成碱式盐而影响电镍质量。
生产中通常加入硼酸来维持阴极表面电解液pH值,在一定程度下减少镍的水解和碱式盐的生成。
生产中一般根据硼酸含量进行增减硼酸用量。
f有机物:
来源-外车间来液、压滤机、泵漏油等。
首先,有机物的存在使阴极表面成为憎水性,使得阴极板上生成的氢气泡牢固地滞留在阴极表面上,影响镍的正常沉积,造成阴极表面长气孔,影响电镍的外观质量。
另外,有机物的存在导致沉积物内应力增大,严重时使沉积物变黑碎裂。
因此生产中必须采取措施防止压滤机、泵漏油现象,同时加强检测外来溶液,防止有机物进入生产系统。
根据电解液中有机物含量可适当增减木炭粉用量。
C电解添加剂对电解液质量的影响木炭粉:
利用木炭粉具有较强的吸附性能,生产中用来吸附溶液中的有机物,以减轻或杜绝电镍长气孔。
硼酸:
是一种缓冲剂,在生产中起维持阴极表面电解液的pH值,在一定程度上减少镍的水解和碱式盐的生成,有利于提高电流效率。
上一内容下一内容回主目录返回6.4.3.2电解液循环的作用上一内容下一内容回主目录返回电解液循环作用有两个:
一是体积平衡和钠平衡;二是平衡钠离子的含量。
生产中电解液体积由于电解液蒸发带走水,净化渣带走溶液以及抽出部分电解液制备碳酸镍等原因而造成电解液体积减小;同时电解液又会由于电解液净化时加入试剂以及返回洗渣水而带进水分,故生产中必须通过循环来调节电解液的总体积。
生产中电解液应保持一定的Na+浓度,以提高其导电性,但因净化时用碳酸钠溶液调节其pH值,这样会造成钠离子浓度增大,故必须定期排除钠盐。
除钠盐的方法有两种:
一是通过循环抽出部分电解液制造碳酸镍,沉淀碳酸镍后的溶液会有大量钠离子,弃去以除钠。
二是通过循环抽出部分溶液进行冷却结晶,以除钠。
总之排除钠离子是通过循环进行的,且前者应用较多。
注意事项:
(1)控制好电解液中Na+、Cl、SO42、H3BO3、有机物含量含量特别是要注意防止电解液中Ni2+的贫化。
(2)控制好净化后液质量,净化后液质量是影响电解析出的一个重要因素。
生产中造成电解液体积减小原因:
电解液蒸发带走水分、产出渣带走液体和抽出部分电解液制备碳酸镍;造成电解液体积膨胀的原因有:
外来液进入电解体系及洗涤各种渣带来水分等。
生产中电解液体积膨胀的机会要比体积缩小的机会大得多,尤其是各种洗渣水,由于操作控制不当,会使电解液体积迅速膨胀。
因此生产中必须严格控制各种渣的洗水量,并抽出部分电解液制备碳酸镍,以调节电解液总体积。
为保持Na+浓度在一定范围内,必须定期排钠盐。
即从电解液中抽一部分电解液制备碳酸镍,用碳酸镍作中和剂返回电解液循环系统,沉淀出碳酸镍后的溶液含有大量钠离子,将其弃去,即排除了钠。
在圆筒过滤机过滤沉淀碳酸镍,过滤碳酸镍仍含有钠10g/L左右。
为减少返回电解液钠量,在圆筒过滤机上方安装热水洗钠装置,用60的热水喷到碳酸镍滤饼表面,洗掉碳酸镍中Na+,洗涤后碳酸镍钠含量可降至2g/L,有利于钠离子平衡。
注意事项:
(1)停循环要注意循环泵和高位槽出口总阀门是否关闭防止溶液跑冒。
(2)开循环时要注意检查循环系统的跑、冒、滴漏情况,加强巡检。
上一内容下一内容回主目录返回6.4.3.3开停循环操作开循环时,用循环泵将75m3新液返入高位槽中,待高位槽返满后再开启高位槽出口总阀门,并控制好溶液循环量380420ml(分钟袋),在高位槽的稳压作用下,均匀流入每个电解槽内。
但生产中应注意循环泵不能开得过大,否则易造成冒罐,同时也不能开得太小,易把高位槽放空,造成循环不均匀或把高位槽底部的沉渣带入阴极室,影响电镍质量,所以生产中必须控制好循环泵流量。
停循环时,同时停循环泵和关闭高位槽出口总阀门即可。
上一内容下一内容回主目录返回6.4.4电解液净化上一内容下一内容回主目录返回6.4.4.1确定电解液净化量A电解液净化量的计算方法根据生产计划、电解开槽数及电流来调节溶液净化量。
根据每吨电镍用新液量61m3、每天生产电镍的吨数来计算每天(班)溶液净化量。
例如:
某镍电解车间8月份开生产槽278个,控制电流在13500A,阴极电流效率98,每天通电时间为23.5小时,问每天(班)溶液净化量为多少?
每天产量为:
W=nlqt=27813500l.09523.598l0-6=95t每天溶液净化量:
61m3t95t=5795m3每班溶液净化量:
5795m33=1932m3B电解液浓度平衡电解液浓度主要是指镍离子浓度和金属杂质在电解液中的含量。
电解液浓度平衡主要是根据生产工艺而定,一般应遵循以下原则:
(1)准确控制电解液的镍含量:
电解液中镍离子浓度是正常进行电解沉积的基础。
一般说来,电流效率随电解液镍含量的增加而升高的。
若溶液中镍含量过低,会使阴极附近的镍离子浓度发生贫化现象,造成阴极上析出氢氧化镍。
(2)准确控制电解液酸度:
电解液必须保持适当的酸度,在其他条件一定时,若酸度过低,硫酸镍会发生水解生成氢氧化镍,致使阴极镍呈海绵状态,并且促使电解液的导电性降低。
但酸度过高,则会使电流效率显著下降,这是因为酸度增加,析出镍反溶加剧,氢在阴极上析出的可能性增大。
(3)准确控制电解液中氯离子和硫酸根离子浓度:
在一定的电流密度下,必须保持与其相适应的并且相对稳定的氯离子和硫酸根离子含量。
(4)电解液中杂质含量须按技术条件进行控制。
当电解液中Fe、Co、Cu、Pb、Zn等金属的离子含量较高时会影响电镍质量。
注意事项:
(1)电解液控制:
Cl-7080gL,SO4290110gL。
(2)电解液pH值控制在4.55.0范围内。
6.4.4.2净化试剂、设备和工具选择上一内容下一内容回主目录返回A各种电解液净化方法的基本原理和工艺流程
(1)常见除铁方法中和水解沉淀法:
利用各种金属离子的氧化还原电位的不同,生成氧化物的pH值及其溶度积等方面的差异,创造不同的技术条件以达到各自分离的目的。
表6-4列出了镍、铁、钴等金属离子相应水化物的溶度积及水解pH值。
从中可以看出,高价金属的水合物溶度积是很小的,就是在溶液中的溶解度也是极微的;同时还可看出,不同水化物之间的溶度积也相差甚大。
另外,低价金属离子的水化物水解pH值均比高价金属离子水化物的水解pH值高,而且相互间的差异也较大,因此可以利用上述特性将溶液中的低价金属离子氧化成高价离子,在不同的pH值条件使其选择性地进行沉淀分离。
(2)黄钠铁矾法。
对于溶液中铁的质量浓度在1gL以上的溶液来说,采用中和水解法除铁是比较困难的,因为除铁渣量大、镍损失大,水解铁渣过滤性能很差,给液固分离工作带来困难,但此溶液若采用黄钠(或钾、铵)铁矾法除铁就有相对的优越性。
由于黄钠铁矾法适用于处理高铁溶液,因此在镍电解系统中该法多用于处理铁、钴的水化物渣经酸溶后的含铁溶液。
黄钠铁矾法除铁的基本原理是在有K+、Na+或NH4+等离子存在的酸性硫酸盐或硫酸盐-氯化物的混合溶液中,在较高的温度条件下,Fe3+能与K+、Na+或NH4+生成一种黄色晶体的复盐(即黄钠铁矾)沉淀析出,其结构式为Me2Fe6(SO4)4(OH)12,式中Me可分别是K+、Na+或NH4+,其除铁过程的反应为:
3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+5Na2SO4+6CO2上一内容下一内容回主目录返回上一内容下一内容回主目录返回(3)氧化中和除铁。
由于三价铁离子的化合物很容易水解沉淀,而亚铁离子又容易被氧化,故在镍的阳极液“三段净化”工艺中,常用空气中的氧气作氧化剂。
当溶液中有镍离子存在时,对亚铁离子氧化反应有催化作用,所以一般将除铁放在第一段。
工业上常用的化学沉淀除铁法有赤铁矿法、针铁矿法、黄钠铁矾法及中和法四种。
在镍电解阳极液净化中,除赤铁矿法外,其他三种方法不可能截然分开,而是不同程度地同时进行。
当阳极液中含铁、酸均较低时,是以中和法为主。
除铁作业有连续和间断两种作业方式。
大型镍电解厂,如金川集团公司采用连续作业;小型工厂则采用间断作业。
连续净液方式质量稳定,设备生产能力大,是这一工艺发展的方向。
除铁过程包括亚铁离子被氧化和三价铁水解反应:
2Fe2+12O2+2H+=2Fe3+H2O
(1)2Fe3+6H2O=2Fe(OH)3+6H+
(2)其总反应为:
2Fe2+12O2十5H2O=2Fe(OH)3+4H+(3)除铁过程有H+生成,须在鼓风的同时加入中和剂。
金川公司为了避免过多的钠离子进入体系影响生产,以NiCO3作除铁中和剂:
4H+2NiCO3=2Ni2+2CO2+2H2O(4)提高pH值可以加速除铁反应,但pH值过高会引起渣含镍升高。
表6-4镍、钴、铜、铁的水化物的溶度积上一内容下一内容回主目录返回表6-5净化除铁的技术操作条件溶液中有镍离子存在时,可以加速Fe2+的氧化反应,这是因为镍离子在Fe2+的氧化过程中起传递电子的作用:
2Cu+2e=2Cu2+Cu2+Fe2+=Cu+Fe3+净化水解铁渣又可带走溶液中总镍量的1325,减轻了除镍负担。
在除铁过程中,由于Ni2+、Co2+的电位较空气中的氧气的电位正,所以Ni2+、Co2+不会氧化,但部分Ni2+会以复盐的形式水解沉淀:
3NiSO4+4NiCO4+H2O=3NiSO4+4Ni(OH)4+4CO2Fe(OH)3具有很强的吸附性,在除铁过程中,一定量的锌能与Fe(OH)3产生共沉淀而被除去,同时部分镍也会水解沉淀:
3CuSO4+4NiCO4+H2O=3CuSO42Cu(OH)3+2NiSO4+4CO2反应温度和反应时间也对除铁过程有一定影响。
提高溶液温度,可加速除铁反应,并能促使Ni(OH)3沉淀颗粒长大,有利于液固分离。
除铁过程所需反应时间很短,但适当延长搅拌时间,可促使Fe(OH)3沉淀凝聚成较大的颗粒,有利于液固分离。
金川公司净化除铁是在5个串联的75m3的帕丘卡式空气搅拌槽中完成的,其技术操作条件如表6-5所示。
上一内容下一内容回主目录返回B常见除铜方法上一内容下一内容回主目录返回
(1)置换沉淀法。
从热力学看:
任何金属均可被比其电负性低的金属所置换。
镍的电极电位为+0.34V,而镍、铁、钴的电极电位都小于0,远较铜负。
因此用镍、铁、钴等任何一种金属都可以从溶液中将Cu2+置换出来。
在镍电解系统中,为了达到除铜和补镍的双重目的,采用镍粉进行置换除铜:
Ni0+Cu2+=Cu0+Ni2+生产中在使用一些活性较差的镍粉时,为了提高除铜的效果,则必须加入一些硫磺来加速除铜过程:
Cu2+S+Ni0=CuS+Ni2+影响镍粉除铜的一个重要条件是镍粉的粒度,为增大镍粉表面活性,要求镍粉越细越好,但最终决定镍粉粒度因素取决于进行置换反应的方式,一般用机械搅拌槽时,粒度越细越好,如用流态化床沸腾除铜法,则粒度不宜过细。
我国镍电解厂还没有采用镍粉除铜的工业实践。
金川镍钴研究院曾采用液相加压氢还原得到的镍粉进行除铜研究。
所用镍粉含镍大于99.8,粒度小于0.074mm。
研究表明,镍粉用量为理论量1.4倍时,除铜后液镍质量浓度可降至0.4mgL以下,除镍率达99以上,降低了镍粉用量,除铜率明显下降,但可得到镍的质量浓度比较高的铜渣,在除铜过程中,加入硫磺粉可以提高镍粉的活性,镍粉用量即使降至理论量,也可以获得较好的除铜效果。
除铜反应时间与溶液残留镍量相关。
相同条件下,反应l0min,除铜率为86.6;时间延长至20min,除铜率可提高至97。
在相同条件下,原液pH值低,镍粉被溶解可能性增大;原液pH值高,镍粉活性有所下降;原液pH值在2.02.5时,除镍效果较好。
20世纪50年代末研究成功用流态化置换槽代替机械搅拌槽除铜,取得了良好的效果,所用的镍粉是将NiO用炭粉还原而制得的,镍粉粒度较粗,活性较差,镍粉中镍含量为84.1,铜含量为4.43,其粒度如表6-6所示。
流态化置换槽是一个由四个不同断面的区段组成逐步向上扩大的容器。
外壳为钢板焊制,内衬橡胶和耐酸砖。
最下面的区段称为锥体,只衬橡胶,不衬耐酸砖,锥体可拆卸更换。
锥体两侧有两根沿切线方向进液的供液管,溶液由此进入,从顶部溢流口排出。
镍粉由安装在流态化置换槽槽盖上的加料装置给入。
加料装置由料斗、带减速机的螺旋运输机和给料管组成,给料管长2m,管内装有搅拌器,镍粉经料斗、螺旋运输机进入给料管,被搅拌器压入溶液内,在流态化置换槽内,未净化的溶液自下而上地流动,镍粉逆向运动,由于置换槽各区段的断面不同,溶液在各区段的流速也不同,因而可使不同粒度的镍粉在不同的区段内都处于流态化状态。
该槽的上部筒体直径最大处为沉降区段,当液流上升至沉降区段后,由于断面大,流速减慢,固体颗粒便沉降在该槽的中下部造成浓相区,促使镍粉与液流的接触面积大幅度增加,从而强化了反应。
上一内容下一内容回主目录返回通过试验,镍粉除铜技术操作条件如表6-7所示。
采用以上技术操作条件,除铜率大于99.8,除铜后液镍的质量浓度为3.55.0mgL,镍渣含镍90,含镍8。
该法也是一种传统方法,它利用各种金属硫化物沉淀的pH值的不同和各种金属硫化物溶度积的差异,在不同的pH值条件下实现镍杂分离的目的。
表6-8和表6-9分别列出了沉淀金属硫化物的pH值及几种金属硫化物的溶度积。
从表中可知,在镍电解液中的各种元素中,以镍的硫化物溶度积为最小,且与铜、钴等杂质金属硫化物的差别较大,故采用硫化沉淀法来分离铜,是比较可靠的方法。
上一内容下一内容回主目录返回表6-8沉淀金属硫化物的pH值表6-9金属硫化物的溶度积上一内容下一内容回主目录返回硫化沉淀法一般以作沉淀剂,过程的pH值为l.82.5,其反应为:
Cu2+H2S=CuS+2H+在反应过程中,H2S高度均匀地分散溶解于除Fe后液中,这样S2-能与Cu2+有效、充分地均匀接触生成无数的CuS沉淀晶核,这些晶核在反应过程中通过自身的运动和扩散碰撞,吸附而长大,最终沉淀于底部达到渣液分离的目的。
我国重庆冶炼厂采用H2S除Cu方法。
Ni2+气体一般由Na2S溶液与稀H2SO4溶液反应产生,硫化氢气体通入溶液,溶液中的Cu2+即与H2S反应生成CuS沉淀,经过滤,铜便从溶液中除去,为防止硫化氢溢出,除镍在负压下操作,除Cu过程的pH值控制在2以下,可抑制Ni2+和Co2+因沉淀而进入除镍渣中。
除Cu过程如表6-10所示。
表6-10除铜过程技术条件NaS还可作沉铜剂,其反应机理与Ni2+相同,但因会引起体系Na2+的升高,故一般不采用。
上一内容下一内容回主目录返回上一内容下一内容回主目录返回(3)镍精矿取代法。
20世纪50年代初出现了将二次镍精矿(或硫化镍残极加工磨细)加入电解液中进行除铜的方法。
镍精矿取代法也是利用CuS与NiS之间巨大的溶度积差异,以二次镍精矿中的镍取代电解液中的铜,使Cu2+生成CuS沉淀,该方法一直被金川公司所采用,其主要反应是:
Ni3S2+Cu2+=CuS+NiS+2Ni2+但是此反应进行缓慢,而且脱铜效率不高,为了提高脱Cu效率,加快反应速度,在加入镍精矿的同时必须加入适量的硫磺(金川公司采用含硫80左右的阳极泥代替硫磺)。
其反应为:
Ni3S2+3Cu2+S=3CuS+3Ni2+用镍精矿加入硫磺或阳极泥后,除铜效率可提高4050。
硫化镍精矿除铜工艺对含铜不太高的溶液效果较好。
该工艺的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 湿法 冶金 电解 技术 精炼 操作