铜镍渣中贵贱金属控电位浸出的分离_马爱军.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）铜镍渣中贵贱金属控电位浸出的分离马爱军，鲁兴武，程 亮（西北矿冶研究院，甘肃 白银）摘 要：利用镍阳极泥物料经过热熔回收得到硫磺，再进行富氧侧吹熔炼得到铜镍渣产品。对这些铜镍渣以控电位浸出方法高效回收铜镍渣中的铜镍，得到品位较高、杂质含量较低的铜镍溶液。关键词：镍阳极泥；分离回收；回收率；浸出；稀贵金属中图分类号：文献标识码：，（，）：，：；引言甘肃省镍矿资源主要集中在金昌，其中金昌的镍矿资源储量占全国总储量的 以上，金川集团是中国最大的镍钴和贵重金属生产基地，金川集团公司已形成年产 万 、万 、铂族金属、万 镍盐和 万 化工产品的综合生产能力。金川集团股份有限公司镍冶炼厂电镍产量达到 万，其中电解镍 万，副产镍阳极泥 万。镍电解过程中产生的低镍高硫阳极泥经脱硫熔炼得到的铜镍渣，铜镍渣中除了含有、，此外还含有稀贵金属，具有很高的回收价值。铜镍渣回收工艺铜镍渣现有产业化的火法和湿法共同存在的问题是铜、镍回收率较低，剩余的铜、镍分散到贵金属渣中，在回收贵金属过程中，除杂质难、成本高和周期长。铜镍渣现处理工艺如下：硫酸化焙烧法水浸分离贵贱金属硫酸亚铁还原金金电解银电解铂钯的分离与提纯。硫酸化焙烧 铜镍渣和硫酸混合，在高温加热过程中，将全部（或部分）硫脱除转变为相应的铜、镍硫酸盐的过程，称为硫酸化焙烧，焙烧后进行水浸。水浸分离 水浸焙烧渣，硫酸铜、硫酸镍进入溶液，溶液进行、回收，水浸渣预处理后先用硝酸溶银，进一步回收银。使银与其它贵金属分离，再用王水溶、后过滤，所得滤渣为铑渣。电解提银 硝酸银溶液锌粉置换的粗银，粗银铸锭为阳极板，以不锈钢作阴极，以硝酸银的水溶液作电解液，在电解槽中通以直流电，进行电解。电解精炼银是为了制取纯度较高的银。电解提金 水浸渣预处理后先硝酸溶银，硝酸浸出渣再用王水溶、和 后过滤，所得滤渣为铑渣，滤液用 还原，还原后的粗金作阳极，用不被电解介质腐蚀的惰性金属片作阴极进行电解金。铂钯的分离和提纯 分金的溶液中加入适量过氧化氢溶液，然后加固体 或饱和 溶液，直至继续加时无新的黄色沉淀形成，沉DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.017淀物为氯铂酸铵，滤液加甲酸还原得沉淀物为钯黑，氯铂酸铵和钯黑进一步提纯精炼得海绵铂和海绵钯。铜镍渣回收技术研究国内外已有对镍阳极泥进行提硫熔炼后的铜镍渣资源回收利用进行了技术性的探索，但均因试剂消耗量大、能耗高、工艺繁琐、周期长而在工业化上有一定的困难。西北矿冶研究院对镍阳极泥冶炼开发，对铜镍渣采用独创的控电位浸出技术生产硫酸铜和硫酸镍，再对浸出渣进行贵金属回收。处理铜镍渣用贵贱金属氧化还原电位的差异，控制电位选择性溶解分离贵贱金属。实践证明在最佳电位范围进行选择性浸出，能将 以上的贱金属转入溶液，贵金属则留在渣中而实现贵贱金属的有效分离。控电位浸出过滤分离硫酸亚铁提金铂钯分离提纯铑盐制备，该技术生产工艺具有创新性，总体上达到国内先进水平。为响应国家节能减排政策的号召，西北矿冶研究院积极探索出了以控电位浸出取代硫酸化焙烧水浸方法，将铜镍渣吃干榨尽高效利用的技术，目前已顺利通过中试试验，效果显著。铜镍渣控电位浸出技术的特点是在提取贵金属前期过程中使用控电位在常规酸中除去贱金属，水浸过程能够在常温常压下完成，使生产过程中试剂消耗相对于传统的湿法处理工艺较低。目前对铜镍渣中贵贱金属分离的处理技术与其它处理的技术进行对比，其技术优势体现如下。原料广泛表 各种回收工艺对成分的要求 工艺方法火法硫酸化焙烧水浸湿法氧压浸出工艺控电位浸出铜镍渣控电位浸出工艺对原料的、的要求不高，使原料更易采购，提升了传统铜镍渣处理工艺受矿物成分要求的局面。工艺控制相对简单铜镍渣控电位浸出在常温常压下，使矿物的浸出跟硫酸化焙烧与氧压浸出相比，硫酸的加入量减少，既能提高浸出率又降低了成本。表 铜镍渣各工艺的控制条件工艺方法条件温度 压力 火法硫酸化焙烧水浸常压湿法氧压浸出控电位浸出无需加热常压 回收率高铜镍渣在硫酸化焙烧和氧压浸出中、的浸出率较低，最高达，最高达，并且过滤较慢，固液难于分离，在工业应用上有一定困难。控电位浸出工艺综合利用率高，使生产成本较低，能保证生产的正常可持续进行，在以下浸出工艺回收率对比中，体现出明显的优势。表 铜镍渣提取工艺的金属回收率 工艺方法硫酸化焙烧水浸出氧压浸出工艺控电位浸出工艺其它酸浸工艺 成本降低控电位浸出技术具有工艺流程短，生产时间短，能耗低，金属综合回收率高，、回收率 以上，符合国家制定的节能降耗减排方针。铜镍渣控电位实验研究 试验原料试验原料为危废处理企业产生的铜镍渣，铜镍渣的成分见表。表 铜镍渣的组分 元素铜镍渣 备注：元素的单位为 。浸出实验原理及方法浸出试验原料中有铜镍渣和贵金属富集物，其中铜镍渣以金属单质性质存在，用硫酸加双氧水浸出，浸出的反应原理为：甘 肃 冶 金 第 卷（）将铜镍渣破碎球磨成粉状，将铜镍渣粉末加入控电位浸出装置，先加硫酸再加入双氧水（采用氧化还原电位计测定其初始电位）搅拌，用氧化还原电位计定时测定溶液体系电位变化。达到一定时间后，停止搅拌，过滤，固液分离，检测不同温度、不同双氧水 硫酸质量比与、金属浓度的关系。不同温度下、浓度和时间的关系在反应温度为 、，搅拌速度 ，铜镍渣浸出结果见图。图 不同温度下、浓度与反应时间关系从图 得知，控电位浸出温度对铜镍渣中的除杂的影响较小，但温度较高会促进铜镍的溶解。反应 时，铜 浓 度 升 高 至 左右；反应 时，铜浓度升高至 左右。在温度 的条件下反应 ，铜镍浓度比反应温度 的条件下反应 ，浸出浓度相差不大。由于浸出铜镍过程中加入双氧水，反应温度过高，会加速双氧水的分解，因此，反应温度设定为室温。双氧水 硫酸质量比对、浸出浓度的关系在反应温度为 ，搅拌速度 ，不同双氧水 硫酸质量比对、浸出结果见图。图 双氧水 硫酸质量比与、浓度的关系图 表明，双氧水 硫酸质量比对 浸出的影响不大、对 的浸出浓度很大，在双氧水 硫酸质量比高，能明显增加 的浸出浓度，的浓度越高，但随着质量比越高，的浸出速率慢慢降低，到一定的时间，浸出率达到平衡，而双氧水的挥发加大，成本增加，因此，可选取双氧水 硫酸质量比 为宜。结语西北矿冶研究院研发的铜镍渣控电位浸出资源高效利用技术，在于能够用氧化还原电位浸出全湿法冶炼的方法处理镍阳极泥熔炼后的铜镍渣，在反应温度为常温，搅拌速度 ，双氧水 硫酸质量比为，、浸出率最高。在确保、回收率 的基础之上，使大部分贵贱金属分离，为后续高效回收铜镍渣中的、等金属提供原料，本研发技术以处理含、含 废渣，工艺简单，生产周期短，成本低，处理量大。收稿日期：作者简介：马爱军（），男，甘肃张掖人，高级工程师，本科。主要从事有色金属冶炼及资源综合回收。第 期 马爱军，等：铜镍渣中贵贱金属控电位浸出的分离