氫氧化鎳硫酸浸出試驗(yàn)研究與應(yīng)用

耿文杰(金川集團(tuán)股份有限公司鎳冶煉廠， 甘肅 金昌 737100)

氫氧化鎳硫酸浸出試驗(yàn)研究與應(yīng)用

耿文杰(金川集團(tuán)股份有限公司鎳冶煉廠， 甘肅 金昌 737100)

金川集團(tuán)股份有限公司的一條硫酸體系處理氫氧化鎳生產(chǎn)線，因酸溶過(guò)程中鎳浸出率一直比較低，為此技術(shù)人員開(kāi)展了氫氧化鎳硫酸浸出控制參數(shù)細(xì)化研究，探索、解決制約氫氧化鎳浸出率提高的因素，為工業(yè)生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持。試驗(yàn)結(jié)果表明：在酸溶階段控制液固比為2∶1，溫度80℃，浸出終點(diǎn)pH值1.0，按照一定比例加入無(wú)水亞硫酸鈉時(shí)鎳浸出率可以達(dá)到92.6%—95.1%。

氫氧化鎳；硫酸浸出；無(wú)水亞硫酸鈉

0 引言

目前全球已探明的鎳儲(chǔ)量約為1.6億噸，其中硫化礦約占30%，紅土鎳礦約占70%。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鎳的需求不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，世界范圍內(nèi)沒(méi)有新增較大硫化鎳礦資源，全球鎳資源的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)都瞄準(zhǔn)了占世界鎳資源60%的紅土礦鎳礦，近幾年原生鎳的增量主要來(lái)自紅土礦的開(kāi)發(fā)利用。

隨著硫化鎳礦資源逐步減少，大量的紅土礦中間產(chǎn)品氫氧化鎳鈷物料成為公司采購(gòu)的鎳原料之一。近年來(lái)，金川集團(tuán)股份有限公司開(kāi)展了紅土礦中間產(chǎn)品—?dú)溲趸囋咸幚砉に嚨难芯?，并在試?yàn)研究的基礎(chǔ)上建成了一條硫酸浸出氫氧化鎳生產(chǎn)線。但因鎳浸出率一直比較低，為此技術(shù)人員開(kāi)展了氫氧化鎳硫酸浸出控制參數(shù)細(xì)化研究，探索、解決制約氫氧化鎳浸出率提高的因素，為工業(yè)生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)原料及方法

2.1 試驗(yàn)原料

表1 氫氧化鎳原料成份表(%)

2.2 試驗(yàn)方法

浸出試驗(yàn)在5000ml的燒杯中進(jìn)行，每次稱取1000g的氫氧化鎳原料加入燒杯中，進(jìn)行漿化—硫酸浸出試驗(yàn)。采用正交試驗(yàn)方法確定酸溶最佳條件，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。浸出過(guò)程對(duì)比加與不加無(wú)水亞硫酸鈉浸出率的變化。

2 試驗(yàn)機(jī)理

該生產(chǎn)線工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用硫酸浸出氫氧化鎳原料，控制反應(yīng)時(shí)間2h,終點(diǎn)pH值1.0，但達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)酸溶液中有大量黒渣，鎳浸出率在90%左右。主要原因是氫氧化鎳物料在露天情況下堆存，部分物料被氧化，加入硫酸過(guò)程中無(wú)法溶解進(jìn)入溶液中。為實(shí)現(xiàn)浸出率的提高，通過(guò)加入還原劑探索可行性。

活化浸出過(guò)程的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

試驗(yàn)人員已完成酸溶正交試驗(yàn)及最佳條件驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析見(jiàn)下表，并做了驗(yàn)證試驗(yàn)，繪制終點(diǎn)pH值對(duì)鎳浸出率的影響。

通過(guò)本次正交試驗(yàn)，可看出試驗(yàn)中試驗(yàn)5的效果最好，鎳浸出率為97.77%，即酸溶試驗(yàn)條件為80℃、pH1.0、Na2SO330ml、浸出時(shí)間3h。經(jīng)過(guò)極差R的計(jì)算可得理論最佳試驗(yàn)條件為85℃、pH1.0、Na2SO330ml、浸出時(shí)間2h時(shí)，能達(dá)到最佳的酸溶條件。

為了驗(yàn)證試驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性，在保證其他變量不變的情況下，對(duì)單一條件進(jìn)行驗(yàn)證，得出以下結(jié)論：

表2 酸溶階段浸出終點(diǎn)pH的影響

表3 酸溶階段Na2SO3的加入量對(duì)浸出的影響

4 試驗(yàn)結(jié)果與討論

(1)高氫氧化鎳浸出率試驗(yàn)中，在控制液固比為2:1時(shí)，通過(guò)正交試驗(yàn)找出理論最佳試驗(yàn)條件為85℃、pH1.0、Na2SO330ml、浸出時(shí)間2h。

(2)對(duì)比加與不加無(wú)水亞硫酸鈉對(duì)酸溶液鎳浸出率的影響發(fā)現(xiàn)：按照一定比例加入無(wú)水亞硫酸鈉時(shí)，鎳浸出率達(dá)到92.6%～99%，而不加無(wú)水亞硫酸鈉鎳浸出率僅為81%。結(jié)果表明酸溶過(guò)程加入無(wú)水亞硫酸鈉還原浸出能達(dá)到提高鎳浸出率的目的。

[1]劉立泉,張昭.用二氧化硫浸出軟錳礦制備的硫酸錳產(chǎn)品的凈化、結(jié)晶研究[J].濕法冶金，2000,(3)：31-34.

[2]劉立泉,戴暉,張醒.二氧化硫程出軟錳礦的動(dòng)力學(xué)研究[J]．濕法冶金，1999,(1) ：34-39.

[3]余建民,畢向光,李權(quán)亞.硫酸鈉在稀貴金屬冶金中的應(yīng)用[J]．黃金，2014,(1) ：48-51.

耿文杰，男，中共黨員，2007年畢業(yè)于南昌大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。大學(xué)本科，化學(xué)工程工程師。