第五次课硫化镍矿的湿法冶金1讲解.ppt

Nickel Metallurgy 镍 冶 金 Nickel Metallurgy （4学时） * 第 四 节 硫化镍矿的湿法冶金 * 一、加压氨浸 硫化镍矿目前主要是用火法冶金处理，用湿法冶金处理的比例不大。加拿大舍利特高登公司采用此法。 硫化镍矿加压氨浸与氧化镍矿氨浸流程相似，浸出是用溶解有氧的NH3—(NH4)2SO4溶液，而且必须在加压下进行。生产流程包括浸出、蒸氨与除铜、氧化水解和氢还原等。 * 1、浸出过程 是在升高氧压和温度条件下，精矿中的硫化物与NH3—(NH4)2SO4溶液中的氨反应，使镍钴生成可溶性的氨络合物，硫则氧化成各种可溶性的硫氧酸根离子（S2O32-），铁的络合物很不稳定，转变为不溶的三氧化二铁： NiS + 2O2 + 6NH3 = Ni(NH3)6SO4 4FeS + 9O2 + 8NH3 + 4H2O = 2Fe2O3 + 4(NH4) 2SO4 钴和铜也能近类似反应生成络合物，但黄铁矿(FeS2)则不起反应。 浸出过程在高压釜中进行，采用两段逆流浸出法。 * 2、蒸氨和除铜 按以下反应进行： Cu2+ + S2O32- + H2O = CuS↓ + 2H+ + SO42- Cu2+ + S3O62- + 2H2O = CuS↓ + 4H+ + 2SO42- 2Cu2+ + S3O62- + 2H2O = Cu2S↓ + 4H+ + 2SO42- 可见，在浸出时保存一定数量的硫代硫酸根、连多硫酸根和氨基磺酸根是很必要的。它可以保证不需外加硫和充分除铜。 含氨气体冷凝得含15%NH3的氨水返回使用。蒸氨除铜率达90%，过滤后液含铜降至0.1~0.5g/L，滤渣送铜厂处理。 * 3、氧化水解 氧化水解是使除铜溶液中未饱和的硫—氧化物（如S2O32- ）氧化，以免影响氢还原镍粉的质量。氧化水解也是在高压釜中进行，氧化和水解反应为： (NH4)2S2O3 + 2O2 + H2O + 2NH3 = 2(NH4)2SO4 (NH4)2S3O6 + 2O2 + 2H2O + 4NH3 = 3(NH4)2SO4 NH4SO3·NH2 + H2O = 2NH4+ + SO42- 这样可使硫代硫酸盐降到0.005g/L以下，氨基磺酸盐的含量降至0.05g/L。 * 4、氢还原 氢还原在高压釜中进行，用高压氢作还原剂从溶液中还原镍的反应为： Ni2+ + H2 = Ni + 2H+ 可得到含镍99.9%的镍粉，母液经过硫化氢沉钴后回收硫酸铵作肥料，钴渣为提钴原料。 * 二、硫酸化焙烧—浸出 硫酸化焙烧的目的是在含氧较高和温度较低的条件下使硫化镍矿中的有色金属转变成可溶性硫酸盐，而Fe2O3不硫酸化。加拿大鹰桥镍矿公司采用此法处理含镍磁黄铁精矿。 　　　生产流程包括沸腾焙烧、焙砂浸出和铁置换三个部分。 * １、沸腾焙烧 沸腾焙烧是在沸腾炉中进行，控制温度680℃，进行选择硫酸化，使铜、镍、钴变成可溶性的硫酸盐，而铁变成Fe2O3。 当精矿磨细至粒度-200目至少占95%，并且加入4%的Na2SO4，可促进镍的选择硫酸化。 * 2、焙砂浸出和铁置换 浸出作业在五台逆流浓密机中进行，温度80℃，从第一台浓密机中产出富镍溶液，预先经还原处理使其中的Fe3+还原为Fe2+，以减轻下一步沉淀过程的铁屑消耗。还原剂一般采用细磨的磁黄铁矿。 然后加铁屑置换溶液中的镍、铜、钴，结果得到镍精矿产品，送提镍。镍的浸出率为87.5%。 母液返回配料或中和后弃去，浸出渣经干燥后送炼铁厂。 Nickel Metallurgy