CN103966431A - 一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，包括以下步骤：(1)原矿的稀释，得到矿浆；(2)将矿浆再次用清水调节浓度，调节矿浆密度为1～1.5g/cm3，再通过矿浆泵输送至四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；且以阶梯状通过管道连接而成，预热釜尾部设有储料罐；冷却釜尾部设有空气压缩泵。此方法热利用效率高，由于是内部发热，在微波的作用下水的极性增加，可以大大降低硫酸的使用量。整个反应工艺是在密闭反应釜中进行，反应产生的硫化氢气体容易进行收集和进行无害化处理。
Description
技术领域
本发明属于镍钴浸出回收工艺领域，具体涉及一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺。
背景技术
在镍钴湿法冶金，对含有氧化镍钴、硫化镍钴原矿的浸出，常规工艺是原矿经过破碎机、球磨机磨细后在高浓度酸性条件下升温到85℃以上进行氧化浸出。不但能耗高、酸雾多、反应时间长、而且浸出率不高，在硫化镍存在的情况下，产生大量的硫化氢气体处理难度大。在浸出时，容易在矿浆颗粒上形成包裹体，阻止内部的镍钴继续反应形成硫酸镍和硫酸钴，需要多级浸出，设备流程长。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，该工艺方法利用微波的热效应和波粒二象性，镍钴矿中镍钴络合物对微波吸收性强，升温快，而氧化钙和二氧化硅对微波具有穿透性，不但可以达到选择性浸出，而且由于局部发热温差大产生的裂纹和孔隙，使矿石进一步粉碎分解，破除包裹体，达到镍钴全部浸出。此方法不仅热利用效率高，而且由于是内部发热，并且在微波的作用下水的极性增加，可以大大降低硫酸的使用量。微波在传导的过程中遇到金属体会直接反射，因此可以对浸出反应完全的矿浆进行余热回收。整个反应工艺是在密闭反应釜中进行，反应产生的硫化氢气体容易进行收集和进行无害化处理。
本发明公开了：一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，包括以下步骤：
(1)原矿的稀释：原矿经过破碎机破碎成直径为8～12cm的小块，然后进入球磨机磨细，同时在球磨机工作时加入原矿体积1.2～1.5倍的清水稀释原浆，得到目数大于80目的矿浆；
(2)将矿浆再次用清水调节浓度，调节矿浆密度为1～1.5g/cm3，再通过流量为60m3/h的矿浆泵输送至微波反应釜内进行反应，经过四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；所述四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；所述预热釜、预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜以阶梯状通过管道连接而成，所述预热釜的尾部设有储料罐；所述冷却釜的尾部设有空气压缩泵。
其中原矿的主要构成如下，其质量分数为：Ni：18.5、Co：9.8、Fe：3.5、Zn：1.3、S：30.6、SiO2：26。
作为优选，所述预热釜主要完成对矿浆的初加温，热源主要来于后面三个微波反应釜的尾气，在预热釜内，由于氧气的量少，在厌氧的情况下，温度的升高可让矿浆中大量硫以硫化氢气体形式排出，可大大提高后面反应釜的安全系数，在预热釜内料浆为上进下出，预浸釜的气体通过管道通向预热釜下部，尾气从上部排出，辅料硫酸从上部加入，补充少量压缩空气从下部进入，通过双层反向搅拌，气液达到充分混合，达到余热利用的目的，同时从第一级排出大量硫化氢气体，便于回收处理；预热釜设备具体控制参数：预热釜容积2000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10-12m3/h、硫酸的加入量50KG/h、补充压缩空气流量2-4m3/h、下级尾气流量30-50m3/h、排气量60-80m3/h、反应时间8-10分钟；
主要化学反应如下：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2↑。
进一步地，所述预浸釜主要完成镍钴的80％浸出任务，通过预热釜的升温后，进入预浸釜的矿浆温度已经超过65℃，并且大量的硫已经在预热釜的酸性条件下反应变成了硫化氢，此时的矿浆粒度变小，镍钴大量浸出，温度持续升高，反应釜内的硫被氧化成二氧化硫、三氧化硫，矿浆的PH降低；设备具体控制参数：预浸釜容积4000L、搅拌功率4KW、进料速度10-12m3/h、硫酸的加入量14-20KG/h、补充压缩空气流量10-18m3/h、下级尾气流量20-30m3/h、排气量30-50m3/h、反应时间10-20分钟；
主要化学反应有：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
进一步地，所述浸出釜主要完成深度浸出，对预浸釜内未完成的镍钴硫化物在强酸、富氧的状态下达到完全浸出，溶解在液体里面的二氧化硫也被会被继续氧化成三氧化硫从而形成硫酸，在高强度的微波作用下，镍钴被完全浸出；设备具体控制参数：浸出釜容积4000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10-12m3/h、补充压缩空气流量5-10m3/h、下级尾气流量10-15m3/h排气量20-30m3/h、反应时间10-20分钟；
主要化学反应有：
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
进一步地，所述冷却釜主要完成对矿浆的冷却和对压缩空气的预热，实现热交换，从而达到预热利用的效果，同时，在压缩空气的作用下，大量的水蒸汽和酸雾混合着加热的空气进入前段，降低矿浆的酸度，为后面的中和反应节约液碱的用量，同时也降低前段硫酸的添加量；设备具体控制参数：冷却釜容积1000L、搅拌功率1.5KW、进料速度10-12m3/h、补充压缩空气流量5-10m3/h、下级尾气流量10-15m3/h排气量20-30m3/h、反应时间5-6分钟；
在这个浸出过程中，部分主要的热学特征和动力学特征如下：
Ni3S2+4H-2e＝3Ni2++2H2S(aq)
平衡电势
Ni3S2+8H2O+SO4 2+＝3NiSO4(aq)+16H++18e
平衡电势
与现有技术相比，本发明具有以下技术优点：
(1)利用微波的热效应和波粒二象性，镍钴矿中镍钴络合物对微波吸收性强，升温快，而氧化钙和二氧化硅对微波具有穿透性，不但可以达到选择性浸出，而且由于局部发热温差大产生的裂纹和孔隙，使矿石进一步粉碎分解，破除包裹体，达到镍钴全部浸出。
(2)此方法不仅热利用效率高，而且由于是内部发热，并且在微波的作用下水的极性增加，可以大大降低硫酸的使用量。微波在传导的过程中遇到金属体会直接反射，因此可以对浸出反应完全的矿浆进行余热回收。
(3)整个装置是密闭反应釜，反应产生的硫化氢气体容易进行收集和进行无害化处理。
具体实施方式
实施例1
微波加热催化镍钴浸出反应工艺，包括以下步骤：
(1)原矿的稀释：原矿经过破碎机破碎成直径为8的小块，然后进入球磨机磨细，同时在球磨机内注入原矿体积1.2倍的清水稀释原浆，得到目数大于80目的矿浆；
(2)将矿浆再次用清水稀释后，调节矿浆密度为1g/cm3，再通过流量为60m3/h的矿浆泵输送至微波反应釜内进行反应，经过四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；所述四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；所述预热釜、预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜以阶梯状通过管道连接而成，所述预热釜的尾部设有储料罐；所述冷却釜的尾部设有空气压缩泵。
其中所述预热釜主要完成对矿浆的初加温，热源主要来于后面三个微波反应釜的尾气，在预热釜内，由于氧气的量少，在厌氧的情况下，温度的升高可让矿浆中大量硫以硫化氢气体形式排出，可大大提高后面反应釜的安全系数，在预热釜内料浆为上进下出，预浸釜的气体通过管道通向预热釜下部，尾气从上部排出，辅料硫酸从上部加入，补充少量压缩空气从下部进入，通过双层反向搅拌，气液达到充分混合，达到余热利用的目的，同时从第一级排出大量硫化氢气体，便于回收处理；预热釜设备具体控制参数：预热釜容积2000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10m3/h、硫酸的加入量50KG/h、补充压缩空气流量2m3/h、下级尾气流量30m3/h、排气量60-80m3/h、反应时间8-10分钟；
主要化学反应如下：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2↑。
所述预浸釜主要完成镍钴的80％浸出任务，通过预热釜的升温后，进入预浸釜的矿浆温度已经超过65℃，并且大量的硫已经在预热釜的酸性条件下反应变成了硫化氢，此时的矿浆粒度变小，镍钴大量浸出，温度持续升高，反应釜内的硫被氧化成二氧化硫、三氧化硫，矿浆的PH降低；设备具体控制参数：预浸釜容积4000L、搅拌功率4KW、进料速度10m3/h、硫酸的加入量14KG/h、补充压缩空气流量10m3/h、下级尾气流量20m3/h、排气量30m3/h、反应时间10分钟；
主要化学反应有：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述浸出釜主要完成深度浸出，对预浸釜内未完成的镍钴硫化物在强酸、富氧的状态下达到完全浸出，溶解在液体里面的二氧化硫也被会被继续氧化成三氧化硫从而形成硫酸，在高强度的微波作用下，镍钴被完全浸出；设备具体控制参数：浸出釜容积4000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10m3/h、补充压缩空气流量5m3/h、下级尾气流量10m3/h排气量20m3/h、反应时间10分钟；主要化学反应有：
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述冷却釜主要完成对矿浆的冷却和对压缩空气的预热，实现热交换，从而达到预热利用的效果，同时，在压缩空气的作用下，大量的水蒸汽和酸雾混合着加热的空气进入前段，降低矿浆的酸度，为后面的中和反应节约液碱的用量，同时也降低前段硫酸的添加量；设备具体控制参数：冷却釜容积1000L、搅拌功率1.5KW、进料速度10m3/h、补充压缩空气流量5m3/h、下级尾气流量10-15m3/h排气量200m3/h、反应时间5分钟；
在这个浸出过程中，部分主要的热学特征和动力学特征如下：
Ni3S2+4H-2e＝3Ni2++2H2S(aq)
平衡电势
Ni3S2+8H2O+SO4 2+＝3NiSO4(aq)+16H++18e
平衡电势
实施例2
微波加热催化镍钴浸出反应工艺，包括以下步骤：
(1)原矿的稀释：原矿经过破碎机破碎成直径为12cm的小块，然后进入球磨机磨细，同时在球磨机内注入原矿体积1.5倍的清水稀释原浆，得到目数大于80目的矿浆；
(2)将矿浆再次用清水稀释后，调节矿浆密度为1.25g/cm3，再通过流量为60m3/h的矿浆泵输送至微波反应釜内进行反应，经过四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；所述四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；所述预热釜、预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜以阶梯状通过管道连接而成，所述预热釜的尾部设有储料罐；所述冷却釜的尾部设有空气压缩泵。
其中所述预热釜主要完成对矿浆的初加温，热源主要来于后面三个微波反应釜的尾气，在预热釜内，由于氧气的量少，在厌氧的情况下，温度的升高可让矿浆中大量硫以硫化氢气体形式排出，可大大提高后面反应釜的安全系数，在预热釜内料浆为上进下出，预浸釜的气体通过管道通向预热釜下部，尾气从上部排出，辅料硫酸从上部加入，补充少量压缩空气从下部进入，通过双层反向搅拌，气液达到充分混合，达到余热利用的目的，同时从第一级排出大量硫化氢气体，便于回收处理；预热釜设备具体控制参数：预热釜容积2000L、搅拌功率2.2KW、进料速度12m3/h、硫酸的加入量50KG/h、补充压缩空气流量4m3/h、下级尾气流量40m3/h、排气量80m3/h、反应时间10分钟；
主要化学反应如下：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2↑。
所述预浸釜主要完成镍钴的80％浸出任务，通过预热釜的升温后，进入预浸釜的矿浆温度已经超过65℃，并且大量的硫已经在预热釜的酸性条件下反应变成了硫化氢，此时的矿浆粒度变小，镍钴大量浸出，温度持续升高，反应釜内的硫被氧化成二氧化硫、三氧化硫，矿浆的PH降低；设备具体控制参数：预浸釜容积4000L、搅拌功率4KW、进料速度12m3/h、硫酸的加入量20KG/h、补充压缩空气流量18m3/h、下级尾气流量30m3/h、排气量50m3/h、反应时间20分钟；
主要化学反应有：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述浸出釜主要完成深度浸出，对预浸釜内未完成的镍钴硫化物在强酸、富氧的状态下达到完全浸出，溶解在液体里面的二氧化硫也被会被继续氧化成三氧化硫从而形成硫酸，在高强度的微波作用下，镍钴被完全浸出；设备具体控制参数：浸出釜容积4000L、搅拌功率2.2KW、进料速度12m3/h、补充压缩空气流量10m3/h、下级尾气流量15m3/h排气量30m3/h、反应时间20分钟；主要化学反应有：
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述冷却釜主要完成对矿浆的冷却和对压缩空气的预热，实现热交换，从而达到预热利用的效果，同时，在压缩空气的作用下，大量的水蒸汽和酸雾混合着加热的空气进入前段，降低矿浆的酸度，为后面的中和反应节约液碱的用量，同时也降低前段硫酸的添加量；设备具体控制参数：冷却釜容积1000L、搅拌功率1.5KW、进料速度12m3/h、补充压缩空气流量10m3/h、下级尾气流量15m3/h排气量30m3/h、反应时间6分钟；
在这个浸出过程中，部分主要的热学特征和动力学特征如下：
Ni3S2+4H-2e＝3Ni2++2H2S(aq)
平衡电势
Ni3S2+8H2O+SO4 2+＝3NiSO4(aq)+16H++18e
平衡电势
实施例3
微波加热催化镍钴浸出反应工艺，包括以下步骤：
(1)原矿的稀释：原矿经过破碎机破碎成直径为10cm的小块，然后进入球磨机磨细，同时在球磨机内注入原矿体积1.3倍的清水稀释原浆，得到目数大于80目的矿浆；
(2)将矿浆再次用清水稀释后，调节矿浆密度为1.5g/cm3，再通过流量为60m3/h的矿浆泵输送至微波反应釜内进行反应，经过四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；所述四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；所述预热釜、预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜以阶梯状通过管道连接而成，所述预热釜的尾部设有储料罐；所述冷却釜的尾部设有空气压缩泵。
其中所述预热釜主要完成对矿浆的初加温，热源主要来于后面三个微波反应釜的尾气，在预热釜内，由于氧气的量少，在厌氧的情况下，温度的升高可让矿浆中大量硫以硫化氢气体形式排出，可大大提高后面反应釜的安全系数，在预热釜内料浆为上进下出，预浸釜的气体通过管道通向预热釜下部，尾气从上部排出，辅料硫酸从上部加入，补充少量压缩空气从下部进入，通过双层反向搅拌，气液达到充分混合，达到余热利用的目的，同时从第一级排出大量硫化氢气体，便于回收处理；预热釜设备具体控制参数：预热釜容积2000L、搅拌功率2.2KW、进料速度11m3/h、硫酸的加入量50KG/h、补充压缩空气流量4m3/h、下级尾气流量40m3/h、排气量80m3/h、反应时间9分钟；
主要化学反应如下：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2↑。
所述预浸釜主要完成镍钴的80％浸出任务，通过预热釜的升温后，进入预浸釜的矿浆温度已经超过65℃，并且大量的硫已经在预热釜的酸性条件下反应变成了硫化氢，此时的矿浆粒度变小，镍钴大量浸出，温度持续升高，反应釜内的硫被氧化成二氧化硫、三氧化硫，矿浆的PH降低；设备具体控制参数：预浸釜容积4000L、搅拌功率4KW、进料速度11m3/h、硫酸的加入量17KG/h、补充压缩空气流量15m3/h、下级尾气流量25m3/h、排气量40m3/h、反应时间15分钟；
主要化学反应有：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述浸出釜主要完成深度浸出，对预浸釜内未完成的镍钴硫化物在强酸、富氧的状态下达到完全浸出，溶解在液体里面的二氧化硫也被会被继续氧化成三氧化硫从而形成硫酸，在高强度的微波作用下，镍钴被完全浸出；设备具体控制参数：浸出釜容积4000L、搅拌功率2.2KW、进料速度11m3/h、补充压缩空气流量8m3/h、下级尾气流量12m3/h排气量25m3/h、反应时间15分钟；主要化学反应有：
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
所述冷却釜主要完成对矿浆的冷却和对压缩空气的预热，实现热交换，从而达到预热利用的效果，同时，在压缩空气的作用下，大量的水蒸汽和酸雾混合着加热的空气进入前段，降低矿浆的酸度，为后面的中和反应节约液碱的用量，同时也降低前段硫酸的添加量；设备具体控制参数：冷却釜容积1000L、
搅拌功率1.5KW、进料速度11m3/h、补充压缩空气流量8m3/h、下级尾气流量13m3/h排气量25m3/h、反应时间6分钟；
在这个浸出过程中，部分主要的热学特征和动力学特征如下：
Ni3S2+4H-2e＝3Ni2++2H2S(aq)
平衡电势
Ni3S2+8H2O+SO4 2+＝3NiSO4(aq)+16H++18e
平衡电势
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原矿的稀释：原矿经过破碎机破碎成直径为8～12cm的小块，然后进入球磨机磨细，同时在球磨机工作时加入原矿体积1.2～1.5倍的清水稀释原浆，得到目数大于80目的矿浆；
(2)将矿浆再次用清水调节浓度，调节矿浆密度为1～1.5g/cm3，再通过流量为60m3/h的矿浆泵输送至微波反应釜内进行反应，经过四级连续独立的微波反应釜后，硫化镍钴已变成硫酸镍、硫酸钴形成可溶性液体，而二氧化硅及其它不溶性物质继续以固体形成存在，从而达到镍钴的浸出工艺；所述四级反应釜分别为预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜；所述预热釜、预热釜、预浸釜、浸出釜、冷却釜以阶梯状通过管道连接而成，所述预热釜的尾部设有储料罐；所述冷却釜的尾部设有空气压缩泵。
2.根据权利要求1所述的一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，其特征在于，所述预热釜主要完成对矿浆的初加温，热源主要来于后面三个微波反应釜的尾气，在预热釜内，由于氧气的量少，在厌氧的情况下，温度的升高可让矿浆中大量硫以硫化氢气体形式排出，可大大提高后面反应釜的安全系数，在预热釜内料浆为上进下出，预浸釜的气体通过管道通向预热釜下部，尾气从上部排出，辅料硫酸从上部加入，补充少量压缩空气从下部进入，通过双层反向搅拌，气液达到充分混合，达到余热利用的目的，同时从第一级排出大量硫化氢气体，便于回收处理；预热釜设备具体控制参数：预热釜容积2000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10-12m3/h、硫酸的加入量50KG/h、补充压缩空气流量2-4m3/h、下级尾气流量30-50m3/h、排气量60-80m3/h、反应时间8-10分钟；
主要化学反应如下：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2↑。
3.根据权利要求1所述的一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，其特征在于，所述预浸釜主要完成镍钴的80％浸出任务，通过预热釜的升温后，进入预浸釜的矿浆温度已经超过65℃，并且大量的硫已经在预热釜的酸性条件下反应变成了硫化氢，此时的矿浆粒度变小，镍钴大量浸出，温度持续升高，反应釜内的硫被氧化成二氧化硫、三氧化硫，矿浆的PH降低；设备具体控制参数：预浸釜容积4000L、搅拌功率4KW、进料速度10-12m3/h、硫酸的加入量14-20KG/h、补充压缩空气流量10-18m3/h、下级尾气流量20-30m3/h、排气量30-50m3/h、反应时间10-20分钟；
主要化学反应有：
大量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4→FeSO4+H2S↑
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
4.根据权利要求1所述的一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，其特征在于，所述浸出釜主要完成深度浸出，对预浸釜内未完成的镍钴硫化物在强酸、富氧的状态下达到完全浸出，溶解在液体里面的二氧化硫也被会被继续氧化成三氧化硫从而形成硫酸，在高强度的微波作用下，镍钴被完全浸出；设备具体控制参数：浸出釜容积4000L、搅拌功率2.2KW、进料速度10-12m3/h、补充压缩空气流量5-10m3/h、下级尾气流量10-15m3/h排气量20-30m3/h、反应时间10-20分钟；
主要化学反应有：
少量反应：(FeNi)9S8+H2SO4+O2→FeSO4+NiSO4+S+H2O
S+O2→SO2↑ SO2+O2+H2O→H2SO4
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O
FeSO4+H2SO4+O2→Fe2(SO4)3+H2O。
5.根据权利要求1所述的一种微波加热催化镍钴浸出反应工艺，其特征在于，所述冷却釜主要完成对矿浆的冷却和对压缩空气的预热，实现热交换，从而达到预热利用的效果，同时，在压缩空气的作用下，大量的水蒸汽和酸雾混合着加热的空气进入前段，降低矿浆的酸度，为后面的中和反应节约液碱的用量，同时也降低前段硫酸的添加量；设备具体控制参数：冷却釜容积1000L、搅拌功率1.5KW、进料速度10-12m3/h、补充压缩空气流量5-10m3/h、下级尾气流量10-15m3/h排气量20-30m3/h、反应时间5-6分钟；
在这个浸出过程中，部分主要的热学特征和动力学特征如下：
Ni3S2+4H-2e＝3Ni2++2H2S(aq)
平衡电势
Ni3S2+8H2O+SO4 2+＝3NiSO4(aq)+16H++18e
平衡电势
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105779759A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-07-20 | 安徽众尚微波科技有限公司 | 一种用于微波加热催化镍钴浸出反应的连续生产装置 |
| CN108295785A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-07-20 | 铜仁学院 | 一种多相大容量微波反应装置 |
| CN108425018A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-21 | 昆明辰龙润东科技有限公司 | 一种微波从氰化法生产黄金等贵金属贫液中回收铜等重金属并再生氰化钠的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101235437A (zh) * | 2007-01-29 | 2008-08-06 | 中南大学 | 一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属的方法 |
| CN101323909A (zh) * | 2008-07-17 | 2008-12-17 | 东北大学 | 一种微波选择性还原焙烧-稀酸浸出氧化镍矿的方法 |
| CN101407355A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-04-15 | 东北大学 | 一种综合利用黄钠铁矾渣的方法 |
| CN103725889A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-16 | 金川集团股份有限公司 | 一种微波辅助浸出冰铜/冰镍浸出渣中铜镍的方法 |
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2014
- 2014-05-15 CN CN201410205529.7A patent/CN103966431A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101235437A (zh) * | 2007-01-29 | 2008-08-06 | 中南大学 | 一种对钴铜铁合金进行微波预处理浸出有价金属的方法 |
| CN101323909A (zh) * | 2008-07-17 | 2008-12-17 | 东北大学 | 一种微波选择性还原焙烧-稀酸浸出氧化镍矿的方法 |
| CN101407355A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-04-15 | 东北大学 | 一种综合利用黄钠铁矾渣的方法 |
| CN103725889A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-16 | 金川集团股份有限公司 | 一种微波辅助浸出冰铜/冰镍浸出渣中铜镍的方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105779759A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-07-20 | 安徽众尚微波科技有限公司 | 一种用于微波加热催化镍钴浸出反应的连续生产装置 |
| CN108425018A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-21 | 昆明辰龙润东科技有限公司 | 一种微波从氰化法生产黄金等贵金属贫液中回收铜等重金属并再生氰化钠的方法 |
| CN108425018B (zh) * | 2018-03-22 | 2020-02-21 | 昆明辰龙润东科技有限公司 | 一种微波从氰化法生产黄金等贵金属贫液中回收铜等重金属并再生氰化钠的方法 |
| CN108295785A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-07-20 | 铜仁学院 | 一种多相大容量微波反应装置 |
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