CN103498169B - 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 PDF

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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

一种降低电解镍杂质硫的制备方法
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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