CN103498169A - 一种降低电解镍杂质硫的制备方法 - Google Patents
一种降低电解镍杂质硫的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种降低电解镍杂质硫的制备方法,属于湿法冶金技术领域。高冰镍铸成阳极板,置于电解槽中进行硫化镍阳极直接电解,阴极为种板槽生产出的镍始极片,将阴极置于隔膜袋中,净化后的电解液进入阴极室,阴极室液位高于阳极室液位,使阳极液不能进入阴极室。在电解槽内通电生产电解镍。阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁、萃取除钴及降硫四段净化。正常电解后生产出的电解镍中杂质硫为<0.001%,其平均含量为0.0005%。本发明是以正常可溶性阳极为模板,通过降低阴极液中硫含量,从而降低电解镍板的杂质硫含量,得到杂质硫含量极低的电解镍成品。该工艺方法简单,可有效控制电解镍中的杂质硫含量,得到优质电解镍成品应用广泛。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域,特别是涉及到一种降低电解镍杂质硫的制备方法。
背景技术
高冰镍直接铸成阳极板电解,在阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁、萃取除钴技术,化学法除铁、铅,并进行深度除铜,即阳极液通过除杂质合格后,此时的液体称为阴极液,阴极液再送入电解槽内参与电解反应,附图1为阳极液净化除杂过程示意图。
附图1中工艺生产电解镍过程中,阴极液中的铜浓度应小于0.001g/L,否则在电解时产品中的铜含量将大于0.001%,产品难以达到0#镍的要求。想要将原料中溶解在电解液中的铜浓度降到要求值,在目前的工艺中,只能在氧化中和除铁工序中加入硫氢化钠或硫化钠等物质,使铜进一步生成硫化铜沉淀,硫化铜的溶度积为8.5×10-45。此时电解液中的铜浓度小于0.001g/L,此电解液电解时,电解镍产品中铜杂质符合0#镍标准。但残留在电解液中的S2-在电解时进入到电解镍中,使电解镍中的硫杂质超标。
电解镍中的硫含量较大会严重影响电镍的机械性能,在电解镍产品的质量将决定产品价格的前提下,现有技术当中亟需要一种技术来降低电解镍杂质硫,提升产品质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种把电解液中残存S2-的变成稳定的硫后,电解时杂质硫不会进入到电解镍产品中。选择氯气为氧化剂,通入到电解液中,将S2-变成化学性质稳定的硫,不增加电镍中的硫含量,解决了电解镍中杂质硫超标的问题。
一种降低电解镍杂质硫的制备方法,其特征是:
包括以下步骤
步骤一、阳极液的中和及萃取除铜工序,包括以下分步:
(1)将电解阳极液的PH值调整至1.5~2.0;
(2)将阳极液的温度降至40℃~50℃,为萃取除铜工序做准备;
(3)通过板框对电解阳极液中夹带的阳极泥进行液体和固体分离,避免在萃取除铜工序中产生第三相;
(4)处理好的阳极液进入到萃取萃铜工序,利用Lix984N溶剂萃取法分离Ni和Cu,有效回收阳极溶解下来的Cu元素,萃取下来的铜进入铜系统,除铜后的阳极液中Cu浓度<0.1g/L,除铜后液经隔油槽和超声气浮除油装置进行除油。
步骤二、氧化中和除铁的制取,包括以下分步:
(1)经过除油和除铜后的液体温度提升至60℃~90℃;
(2)采用空气氧化中和除铁,铁渣再经过酸溶液处理生成铁钒,除铁后液体中的Fe浓度<0.003g/L;
(3)加入碳酸钡除铅,液体内铅浓度低于0.0001g/L;
(4)加入硫氢化钠深度除铜,Cu浓度<0.001g/L。
步骤三、萃取除钴的制取,包括以下分步:
(1)除铁工序后的液体温度降低至40℃~50℃;
(2)用272萃取剂分离Ni和Co,有效回收除铁工序后液体中的Co元素,萃取下来的钴进入钴系统,除钴工序后液体中的Co浓度<0.002g/L。
步骤四、氯气降硫的制取,包括以下分步:
(1)在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,氯气降硫采用50Nm3/h~70Nm3/h对应电解液40m3/h~60m3/h反应降硫;
(2)使用风搅拌的方式使氯气与溶液充分反应,并调整降硫后液的PH值到4.5~5.5;
(3)降硫工序后的液体进入到除油装置,进行除油。步骤五、电解镍的制取,包括以下分步:
(1)降硫工序后的液体成为阴极液,将阴极液升温至60℃~70℃,通入到电解槽;
(2)对正处于电解槽内的阴、阳极进行通电,而后电解液沉积,最终生成成品电解镍,生产出电解镍中的硫含量<0.001%;
(3)进入隔膜袋的阴极液渗透到电解槽内,与溶解型阳极溶解下来的金属离子一起进入到阳极液槽,这部分液体中含有金属杂质,称为阳极液,进入到阳极液中和工序。
步骤一中所述的Lix984N溶剂萃取法,即调整PH值至1.8~2.0,溶液温度降至40℃~50℃,使用Lix984N溶剂萃取法将溶液中的Cu降至0.1g/L以下。
步骤二中所述的采用空气氧化中和除铁,采用的空气氧化法即为升高除铜工序后液体的温度至60℃~90℃,通入空气氧化铁元素,调整PH值至3.5~4.5,形成铁渣,加入碳酸钡除铅,液体内铅浓度低于0.0001g/L,加入硫氢化钠深度除铜,Cu2+浓度<0.001g/L。
步骤三中所述的用272萃取剂分离Ni和Co,具体方法为调降温40~50℃,用272萃取剂分离Ni和Co,有效回收除铁后液中的Co元素,萃取下来的钴进入钴系统,除铜、除铁、除钴后阳极液中Co浓度<0.002g/L。
步骤四中所述的在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,在该降硫工序中,通入氯气的同时对溶液进行搅拌。
步骤四中所述的在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,在该降硫工序中,电解镍产品的杂质硫含量<0.001%。
通过上述设计方案,本发明可以带来如下有益效果:通过氯气降硫工序改善电解镍产品中硫含量,提升产品质量,加强品牌效应,改进了现有技术当中,采用硫化镍阳极板直接电解制备电解镍工艺技术中的不足,得到了可控制电解镍硫含量的优质产品。
本发明的技术方案较现有技术具有更广范的应用前景,产品质量高,填补了现有技术的空白。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明:
图1为现有技术中阳极液净化除杂过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,但实施例不限制本发明,且发明中未述及之处适用于现有技术。
实施例1
高冰镍铸成阳极板,置于电解槽中进行硫化镍阳极直接电解,阴极为种板槽生产出的镍始极片,将阴极置于隔膜袋中,净化后的电解液进入阴极室,阴极室液位始终高于阳极室液位,使含杂质高的阳极液不能进入阴极室。在电解槽内通电生产电解镍。阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁及萃取除钴三段净化,正常电解后,生产出的电解镍中杂质硫含量高达0.1%~0.005%,杂质硫含量过高,严重影响电解镍质量。
实施例2
高冰镍铸成阳极板,置于电解槽中进行硫化镍阳极直接电解,阴极为种板槽生产出的镍始极片,将阴极置于隔膜袋中,净化后的电解液进入阴极室,阴极室液位始终高于阳极室液位,使含杂质高的阳极液不能进入阴极室。在电解槽内通电生产电解镍。阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁、萃取除钴及氯气降硫四段净化。其中氯气降硫采用20Nm3/h~30Nm3/h对应电解液40m3/h~60m3/h在管线内反应降硫,正常电解后,生产出的电解镍中杂质硫<0.01%,难以达到电解镍对杂质硫的标准。
实施例3
高冰镍铸成阳极板,置于电解槽中进行硫化镍阳极直接电解,阴极为种板槽生产出的镍始极片,将阴极置于隔膜袋中,净化后的电解液进入阴极室,阴极室液位始终高于阳极室液位,使含杂质高的阳极液不能进入阴极室。在电解槽内通电生产电解镍。阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁、萃取除钴及氯气降硫四段净化。其中氯气降硫采用30Nm3/h~50Nm3/h对应电解液40m3/h~60m3/h在有效体积为80m3的储槽内反应降硫,正常电解后,生产出的电解镍中杂质硫在0.01%~0.001%,基本达到电解镍对杂质硫的标准,但有待于提高。
实施例4
高冰镍铸成阳极板,置于电解槽中进行硫化镍阳极直接电解,阴极为种板槽生产出的镍始极片,将阴极置于隔膜袋中,净化后的电解液进入阴极室,阴极室液位始终高于阳极室液位,使含杂质高的阳极液不能进入阴极室。在电解槽内通电生产电解镍。阳极液净化采用萃取除铜、氧化中和除铁、萃取除钴及氯气降硫四段净化。其中氯气降硫采用50Nm3/h~70Nm3/h对应电解液40m3/h~60m3/h在有效体积为80m3的储槽内反应降硫,并增加风搅拌,使其充分反应。正常电解后,生产出的电解镍中杂质硫极低<0.001%,杂质硫的平均含量为0.0005%以下,超过0#电解镍对杂质硫的标准。
Claims (6)
1.一种降低电解镍杂质硫的制备方法,其特征是:
包括以下步骤
步骤一、阳极液的中和及萃取除铜工序,包括以下分步:
(1)将电解阳极液的PH值调整至1.5~2.0;
(2)将阳极液的温度降至40℃~50℃,为萃取除铜工序做准备;
(3)通过板框对电解阳极液中夹带的阳极泥进行液体和固体分离,避免在萃取除铜工序中产生第三相;
(4)处理好的阳极液进入到萃取萃铜工序,利用Lix984N溶剂萃取法分离Ni和Cu,有效回收阳极溶解下来的Cu元素,萃取下来的铜进入铜系统,除铜后的阳极液中Cu浓度<0.1g/L,除铜后液经隔油槽和超声气浮除油装置进行除油。
步骤二、氧化中和除铁的制取,包括以下分步:
(1)经过除油和除铜后的液体温度提升至60℃~90℃;
(2)采用空气氧化中和除铁,铁渣再经过酸溶液处理生成铁钒,除铁后液体中的Fe浓度<0.003g/L;
(3)加入碳酸钡除铅,液体内铅浓度低于0.0001g/L;
(4)加入硫氢化钠深度除铜,Cu浓度<0.001g/L。
步骤三、萃取除钴的制取,包括以下分步:
(1)除铁工序后的液体温度降低至40℃~50℃;
(2)用272萃取剂分离Ni和Co,有效回收除铁工序后液体中的Co元素,萃取下来的钴进入钴系统,除钴工序后液体中的Co浓度<0.002g/L。
步骤四、氯气降硫的制取,包括以下分步:
(1)在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,氯气降硫采用50Nm3/h~70Nm3/h对应电解液40m3/h~60m3/h反应降硫;
(2)使用风搅拌的方式使氯气与溶液充分反应,并调整降硫后液的PH值到4.5~5.5;
(3)降硫工序后的液体进入到除油装置,进行除油。步骤五、电解镍的制取,包括以下分步:
(1)降硫工序后的液体成为阴极液,将阴极液升温至60℃~70℃,通入到电解槽;
(2)对正处于电解槽内的阴、阳极进行通电,而后电解液沉积,最终生成成品电解镍,生产出电解镍中的硫含量<0.001%;
(3)进入隔膜袋的阴极液渗透到电解槽内,与溶解型阳极溶解下来的金属离子一起进入到阳极液槽,这部分液体中含有金属杂质,称为阳极液,进入到阳极液中和工序。
2.根据权利要求1所述的一种降低电解镍杂质硫的制备方法,其特征在于:步骤一中所述的Lix984N溶剂萃取法,即调整PH值至1.8~2.0,溶液温度降至40℃~50℃,使用Lix984N溶剂萃取法将溶液中的Cu降至0.1g/L以下。
3.根据权利要求1所述的制备低杂质硫电解镍的方法,其特征在于:步骤二中所述的采用空气氧化中和除铁,采用的空气氧化法即为升高除铜工序后液体的温度至60℃~90℃,通入空气氧化铁元素,调整PH值至3.5~4.5,形成铁渣,加入碳酸钡除铅,液体内铅浓度低于0.0001g/L,加入硫氢化钠深度除铜,Cu2+浓度<0.001g/L。
4.根据权利要求1所述的一种降低电解镍杂质硫的制备方法,其特征在于:步骤三中所述的用272萃取剂分离Ni和Co,具体方法为调降温40~50℃,用272萃取剂分离Ni和Co,有效回收除铁后液中的Co元素,萃取下来的钴进入钴系统,除铜、除铁、除钴后阳极液中Co浓度<0.002g/L。
5.根据权利要求1所述的制备低杂质硫电解镍的方法,其特征在于:步骤四中所述的在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,在该降硫工序中,通入氯气的同时对溶液进行搅拌。
6.根据权利要求1所述的一种降低电解镍杂质硫的制备方法,其特征在于:步骤四中所述的在除钴工序后液体中通入氯气进行降硫,在该降硫工序中,电解镍产品的杂质硫含量<0.001%。
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