CN1032703C - 镍电解阳极液的除铜方法 - Google Patents
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镍电解阳极液的除铜方法，适用于采用硫酸盐--氯化物(或纯氯化物)体系的镍电解阳极液的除铜，其特征在于采用活性硫化镍与经还原处理的镍电解阳极液铜离子作用生成硫化铜沉淀，经过滤，分离出含铜＜0.002g/l除铜后液和含铜70～73%，Cu/Ni＞20的除铜渣，渣含镍量低，渣量少，并可直接用于铜冶炼，提高镍铜的金属直收率，对体统不引入任何杂质，无污染、操作简单，可实现连续生产的优点。
Description
镍电解阳极液的除铜方法，适用于镍冶炼过程中，采用硫酸盐--氯化物(或纯氯化物)体系的镍(钴)电解阳极液的除铜。
镍电解阳极液中含铜量达到一定程度会严重影响电解镍的质量，人们一直在努力寻找有效实用的除铜的方法。目前，已有很多方法如置换法、水解法、萃取法、硫化物沉淀法等，其中应用最多的有置换法和硫化氢沉淀法。镍粉置换法已被许多镍厂所采用，但镍粉的制备成本高，镍的金属直收率低，渣中含镍高，渣中Cu/Ni低，不利于铜的回收。硫化氢沉淀法除铜速度快、渣中含镍低，但硫化氢是一种剧毒气体，容易泄漏，对环境构成威胁，少量吸入即可使人窒息。也有少数厂家采用硫化镍精矿加阳极泥的除铜方法，该方法优点是无需外加药剂，过程简单，缺点是硫化镍精矿活性差，硫离子不能有效地和铜离子反应、渣量大、渣含铜低，渣中Cu/Ni仅为0.5，对镍电解阳极液除铜和除铜渣中铜的提取都不利。
本发明的目的在于提供一种除铜效果好、无污染、渣中含镍低、Cu/Ni高、操作简单、镍的直收率高同时有利于铜的回收的一种镍电解阳极液的除铜方法。
本发明的镍电解阳极液的除铜方法，其特征在于：
a.将硫化钠与一定量的镍电解阳极液反应制取除铜剂活性硫化镍，其化学反应为：
反应条件为：硫化钠浓度：80～120g/l，
控制反应温度：15～30℃
控制反应终点的PH值为8.5～9.0，
搅拌控制其粒度在1～10um范围。
b.将亚硫酸钠加入到欲处理的镍电解阳极液中，将其中的二价铜离子还原为一价铜离子，其化学反应为：
反应条件为：
亚硫酸钠的加入量按其化学反应的理论量的1.1～1.4倍
反应温度为55～70℃，
反应时间5～10分钟，
还原终点电位为230～190mv(SCE)，
c.将制得的活性硫化镍加入到已经还原处理的镍电解阳极液中，进行除铜，其化学反应为：
反应条件为：
活性硫化镍的加入量为理论量的1.10～1.30倍，
反应温度为55～70℃，
反应时间为5～20分钟，
反应过程控制电位为-110～-50mv，
再经过滤得除铜后液和除铜渣。
本发明与现有技术相比具有技术指标先进，药剂消耗少，无污染、除铜效果好，除铜后液中含铜＜0.002g/l，渣中含铜量高，可达70～73％，渣中Cu/Ni＞20，含镍量低，渣量少，并可直接用于铜冶炼，提高镍铜的金属直收率，对体系不引入任何杂质，操作简单，可实现连续生产的优点。
图1是镍电解阳极液的除铜方法工艺流程图。
镍电解阳极液的除铜方法工艺操作过程及反应机理具体如下。
首先将硫化钠加入到镍电解阳极液中，硫化钠与溶液中的Ni2+反应生成硫化镍，化学反应为：
控制反应条件为：亚硫酸钠的加入量按其化学反应的理论量的1.1～1.4，反应温度为55～70℃，反应时间5～10分钟，控制还原终点电位为230～190mv(SCE)，将已制得的活性硫化镍加入到已还原的镍电解阳极液中，反应生成的固体硫化铜沉淀经过滤后即可达到除铜的目的，反应条件为：硫化镍的加入量为理论量((以Cu计)的0.55～0.65倍，反应温度为55～70℃，反应时间为5～20分钟，反应过程控制电位为-100～-50mv。镍电解阳极液除铜工艺后的指标可达：[Cu]＜0.002g/l，渣含铜70～73％，渣中Cu/Ni＞20。
镍电解阳极液的除铜方法中使用的Cu2+还原剂还可以是SO2。
由于控制一定的反应条件生成的硫化镍经搅拌得到颗粒极细的硫化镍浆料，具有较高的化学活性，能有效除去溶液中的铜离子。但由于镍电解液中的铜离子具有较强的氧化性，与活性硫化镍直接作用，会造成NiS中的S2-氧化，生成S2，在硫化镍粒表面形成包裹层，能极大地影响硫化镍的活性，所以先将欲处理的镍电解阳极液用亚硫酸钠或二氧化硫还原，使铜离子还原并生成CuCl2 -(或CuCl3 2-)，活性硫化镍与CuCl2 -发生复分解反应，铜离子以Cu2S的形式沉淀出来。由于消除了活性硫化镍的扩散阻力，除铜效果好，反应速度快，药剂用量少，除铜后液含铜低，而渣中Cu/Ni高，除铜渣可直接进入铜冶炼过程，成本低，效益好。
1制备条件对硫化镍活性的影响
1.1硫化镍制备温度对硫化镍活性的影响
硫化镍合成后搅拌2分钟，转速1500转/分
除铜检验条件：亚硫酸钠用量为理论量的1.2倍，硫化镍用量是为理论用量的0.58倍(以Cu计)，除铜温度60℃、还原时间5分钟，除铜时间10分钟，结果如下：编号 制备温度 除铜后液 渣中
(℃) 含铜(mg/l) Cu/NiD2-1 20 6.38 224.25D2-3 30 9.08 450.40
1.2搅拌时间对硫化镍活性的影响
硫化镍制备温度20℃，除铜检验条件中除硫化镍用量为理论量的0.6倍外，其它条件同1.1。编号 制备温度 除铜后液 渣中
(℃) 含铜(mg/l) Cu/Ni)D4-1 0 33.80 15.19D4-4 4 0.58 46.25
1.3沉镍后(硫化镍合成后的上液)含镍与pH的关系
pH 8.0 8.5 9.0 9.5
除铜后液含Nj(mg/l)475.8 43.4 4.0 3.76
2还原除铜试验条件及结果
2.1亚硫酸钠用量、硫化镍用量、温度、时间、搅拌及除铜酸度对除铜指标的影响硫化镍制备条件，将阳极液稀释3倍，常温合成、沉淀搅拌2分、转速1500转/(表见文后)
2.2亚硫酸钠用量、硫化镍用量对电位及除铜指标的影响
硫化钠制备条件同2.1。
除铜条件：温度60℃ PH2～3 还原时间5分
除铜时间10分 搅拌转速250转/分(表见文后)
试验结果如下：
*用量为理论用量的倍数
E1为还原终点电位
E2为除铜终点电位
本发明的镍电解阳极液的除铜方法，可实现连续生产，有利于实现自动控制。
本发明的方法也适用于钴电解阳极液的除铜，其反应机理相同。
编号 亚硫酸 硫化镍 温度 时间 转速
钠用量 用量* (℃) (min) (min-1)
D9-7 * 0.62 70 5 200
D9-13 1.1 0.56 70 10 400
D9-16 1.3 0.65 55 15 200
原始酸度(pH) [Cu](mg/l) 渣中Cu/Ni)
2～3 0.38 23.82
2～3 0.83 272.89
4～5 0.28 23.61
*用量为理论用量的倍数
编号 亚硫酸钠用量* 硫化镍用量* E1(mv) E2(mv) [Cu](mg/l渣 中
) Cu/NiD12-2 1.1 0.58 222 2 1.85 47.58D12-6 1.2 0.56 219 -76 0.47 102.86D12-15 1.5 0.62 213 -136 0.32 27.38D13-6 1.4 0.68 217 -123 0.55 25.45
Claims (3)
1.镍电解阳极液的除铜方法，特别是用于硫酸盐-氯化物(或纯氯化物)体系的镍电解阳极液的除铜方法，其特征在于其过程由下列步骤组成：
(a)将硫化钠与一定量的镍电解阳极液反应制取除铜剂活性硫化镍，工艺条件为：
硫化钠浓度：80～120g/l，
控制反应温度：15～30℃，
控制反应终点的pH值为8.5～9.0，
搅拌使生成的活性硫化镍的粒度在1～10um范围；
(b)将亚硫酸钠加入到欲处理的镍电解阳极液中，将镍电解阳极液中的二价铜离子还原为一价铜离子，工艺条件为：
亚硫酸钠的加入量为其化学反应的理论量的1.1～1.4倍，反应温度为55～70℃
反应温度为55～70℃，
反应时间5～10分钟，
控制还原终点电位为230～190mV(SCE)；
(c)将制得的活性硫化镍加入到已经还原处理的镍电解阳极液中，进行除铜，过滤得除铜后液和除铜渣，工艺条件为：
活性硫化镍的加入量为理论量的1.10～1.30倍，反应温度为55～70℃。
反应时间为55～20分钟，
反应过程控制电位为-110～-50mv。
2.根据权利要求1所述的镍电解阳极液的除铜方法，其特征在于：镍电解阳极液中二价铜离子还原成一价铜离子的方法采用的还原剂还可以是二氧化硫。
3.根据权利要求1所述的镍电解阳极液的除铜方法，也可以用于钴电解阳极液的除铜。
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