[发明专利]一种硫代碳酸镍从含镍溶液中深度除铜的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及铜镍湿法冶金领域，特别是从铜镍混合溶液中深度分离铜镍的技术方法和装置。

背景技术

铜镍作为化学性质相似元素，高效分离成为长期困扰国内外冶金界的难题。我国电镍标准（GB/T6516-1997Ni9996）中对杂质含量要求十分严格，特别是对杂质铜的含量要求低于0.01%。这就要求在电积镍前对镍电解阳极液中的杂质铜进行深度除去。针对这一难题，我国早在“八五”和“九五”计划中两次将这项研究列为重点攻关项目，并曾尝试了各种方法，一直未得到很好的解决。于是在2004年时，金川公司面向全国进行除铜项目招标，将除铜后溶液中的铜含量由2mg/L放宽到3mg/L，除铜渣中铜镍质量比则由20降低到15。

硫代碳酸镍是一种专门针对从镍电解阳极液中深度除铜而设计的高效除铜试剂。当硫代碳酸镍加入到镍电解阳极液中均匀混合后，能将溶液中的铜降至3mg/L以下，与此同时可使除铜渣中铜镍比高于15，完全达到工业生产合格电镍的要求。因此，硫代碳酸镍完全可以作为一种高效的除铜试剂用于工业生产。

一直以来，金川公司采用镍精矿加阳极泥除铜技术，在沸腾除铜槽中向除铁后的阳极液中加入新鲜并具有一定活性的硫化镍精矿（Ni₃S₂）与阳极泥（主要含S），使阳极液中的微量铜沉淀为CuS过滤除去。利用此方法除铜时，由于硫化镍精矿与阳极泥的混合除铜剂密度较大，且需要能满足大规模的连续除铜要求。该方法的主要特点是：除铜剂从除铜槽的顶部加入，由于密度较大，在除铜剂下降过程中不断与溶液混合接触，待其下降到一定位置时，由于反应的持续进行，除铜渣密度变小，就能随溶液一起从除铜槽顶部的溢流口排出，从而完成整个除铜过程。该方法是专门针对镍精矿加阳极泥除铜工艺，在保证生产规模的情况下，能够使除铜剂与溶液较好的混合。但由于此工艺本身存在缺陷，导致其除铜后产出的铜渣量大，铜渣中含镍高，镍铜比达到2:1，无法直接返回铜生产系统，因此不得不再采用“铜渣氯气全浸-电解脱铜”法，将铜镍分离。此除铜工艺冗长，成本高，操作复杂，易造成环境问题，而且还造成贵金属分散。

硫代碳酸镍除铜能成为替代现行的镍精矿加阳极泥除铜工艺。由于硫代碳酸镍的物理化学性质有别于镍精矿加阳极泥。硫代碳酸镍由于是新生合成的，具有高的反应活性和较低的密度。如果也采用类似的操作方式，在保证生产规模，即不减少处理量，当从设备顶部加入硫代碳酸镍除铜时，由于溶液流量很大，达到每75m³/h，除铜剂势必会被溶液快速带出，造成反应时间过短，除铜达不到要求。因此有必要开发一种能适应对硫代碳酸镍特性的除铜方法及配套的装置。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种硫代碳酸镍从含镍溶液中深度除铜的方法及装置，利用管道反应器中物料能充分混合反应且没有返混，以及硫代碳酸镍易于被浆化和除铜反应速度快的特点，提出在管道反应器中采用硫代碳酸镍从含镍溶液中深度除铜的方法，其具体操作步骤如下：

一种硫代碳酸镍从含镍溶液中深度除铜的方法：将含镍溶液调整pH值，加热后与硫代碳酸镍浆料混合并注入到管道反应器中，进行反应除铜；

所述的管道反应器的直径d（cm），长度L（m），混合溶液的流量V（m³/h）与停留时间t（min）的关系为Vt=60π(d/200)²L，且停留时间t为15～60min。

上述方法中反应前将含镍溶液的pH值调节至2.0～6.5，并加热至60℃~90℃。

所述的硫代碳酸镍浆料制备方法为：

（1）将含镍溶液的pH值调至3.0~7.0，然后按硫代碳酸根与含镍溶液中镍的摩尔比为0.3～1.0加入硫代碳酸盐溶液，并搅拌反应5～30分钟，得到硫代碳酸镍浆料；

（2）或者将步骤（1）中得到硫代碳酸镍浆料先进行过滤分离得到固体硫代碳酸镍，然后将固体硫代碳酸镍与含镍溶液或水进行混合浆化，得到硫代碳酸镍浆料；