[发明专利]从含镍溶液中除去杂质铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，特别是镍的提取冶金，是一种从含镍溶液中除去杂质铜的方法。

背景技术

铜镍为相似元素，镍矿中都伴生有金属铜。在镍冶炼过程中镍/铜分离成为一个重要环节。

目前工业上采用的镍精矿加阳极泥法，是在镍电解除铁后液中，加入配比为4∶1的镍精矿与阳极泥进行除铜。该方法本身虽然不算复杂、具有补镍功能、除铜后液含铜还是能达到要求，但劳动强度大、试剂用量高、除铜后液中铁含量也有所回升。而且每吨电镍要产铜渣约150kg，而且渣中含Cu20％左右，含镍则高达Ni40％，没有较好的处理方法。只得采用氯气全浸工艺进行处理，以回收渣中镍。处理后，铜渣中的镍、铜等金属基本全部进入浸出液，增加了后续工序的处理压力。铜通过造液工序以阴极海绵铜的形式从电解体系中除去。由于在系统中辗转反复造成铜回收率下降、成本增加。氯气浸出铜渣中也含有较多的贵金属，没有适宜的工艺进行回收利用，一直在渣场堆放。

为取代该方法，中国专利94107298.3研究了活性硫化镍法，按这种方法，使除铁后的镍阳极液与硫化钠在特定的温度、pH和浓度条件下反应得到所谓活性硫化镍。用来除铜时，首先要用亚硫酸钠或者二氧化硫将溶液中的铜离子还原成为亚铜离子，再加入活性硫化镍，在60℃以上反应。可以将铜的浓度降到2mg/1以下，压滤后除铜渣的铜镍质量比约为20∶1左右，可作为铜精矿直接送铜熔炼。

金川公司曾于1998年就活性硫化镍法进行了工业试验。但这一方法的不足在于以下几点：首先是硫化镍的活性问题，为保证其活性，要求较为严格的合成条件。温度要在30℃以下，由于合成酸度严重影响除铜指标，pH需控制在8.5-9.0，甚至搅拌速度有所下降就会导致比表面积较大幅度下降而显著影响活性。王飞镝等在湖南冶金(1993，5期)的“硫化镍沉淀转化法从镍电解液中深度净化除铜的研究”指出，硫化镍的活性维持时间过短，仅一天甚至数小时；其次，为了不耽搁时间而影响硫化镍活性，合成后不能进行液固分离，只得直接以矿浆的形式加入待除铜的硫酸镍溶液。但这样一来，不但将钠引入系统，还造成化学计量困难(这样试验中只得通过体系控制电位来间接计量)；再次，由于制备时的pH严重影响硫化镍的活性，需要精密监测。但用于测量pH的玻璃电极表面易沉积NiS而使测量误差加大并严重滞后，其使用和保养复杂。王敏学在有色冶金设计与研究2003，24(增)，氧化还原电位计在湿法冶炼中的应用中指出，除铜时用于监测电位的电位计也需要经常进行标定以保证准确，其安装位置也对测量影响较大；最后，由于全过程中制备活性硫化镍、二氧化硫还原铜离子、硫化镍除铜等工序高度相关、联动，对操作的紧凑性、连续性、数据的在线检测、以及自动控制的要求极高。

金川有色金属公司最终还是放弃了活性硫化镍法。将净液过程中除铜工序又恢复为传统的镍精矿加阳极泥除铜工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的除铜剂和除铜方法，用于从含镍溶液中深度除去杂质铜。具有除铜剂活性高、活性保持时间长、不引入有害离子；除铜渣中含镍低、铜/镍比高；操作简单的优点。

采用固态的硫代碳酸镍作除铜剂，所谓的硫代碳酸镍除铜剂为NiCS₃、NiC₂S₅、NiC₃S₇......NiC_nS_2n+1之中的一种或一种以上化合物，也可以含有NiS。

除铜时，向含镍溶液中加入硫代碳酸镍，并使硫代碳酸镍中所含的镍与溶液中所含的铜的摩尔比范围为1.0-2.0，优选值为1.2-1.8；控制溶液温度范围为10-150℃，优选值为50-80℃；pH范围为2-7，优选值为3-5；除铜时间为5-300分钟，优选值为20-100分钟的条件下进行。

除铜结束后，过滤分离除铜渣和溶液。

本发明采用的硫代碳酸镍除铜剂，具有试剂活性长期保持的优点。而且除铜过程简单易行，不引入有害离子。可深度除铜且除铜渣中铜/镍质量比高。本发明环境友好。

下面结合实例作进一步说明。

具体实施方式

实施例1.

采用的除铜剂为NiCS₃。

除铁后镍阳极液含Ni74g/l，Cu0.6g/l，Cl^-75g/l，Na28g/l，SO₄^2-80g/l，H₃BO₃6g/l，pH＝4.5。