氫氧化鎳硫酸浸出試驗研究與應(yīng)用

耿文杰(金川集團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研究與應(yīng)用

耿文杰(金川集團股份有限公司鎳冶煉廠， 甘肅 金昌 737100)

金川集團股份有限公司的一條硫酸體系處理氫氧化鎳生產(chǎn)線，因酸溶過程中鎳浸出率一直比較低，為此技術(shù)人員開展了氫氧化鎳硫酸浸出控制參數(shù)細化研究，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pH值1.0，按照一定比例加入無水亞硫酸鈉時鎳浸出率可以達到92.6%—95.1%。

氫氧化鎳；硫酸浸出；無水亞硫酸鈉

0 引言

目前全球已探明的鎳儲量約為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)濟的發(fā)展，鎳的需求不斷增長。近年來，世界范圍內(nèi)沒有新增較大硫化鎳礦資源，全球鎳資源的開發(fā)重點都瞄準(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自紅土礦的開發(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的鎳原料之一。近年來，金川集團股份有限公司開展了紅土礦中間產(chǎn)品—氫氧化鎳原料處理工藝的研究，并在試驗研究的基礎(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)人員開展了氫氧化鎳硫酸浸出控制參數(shù)細化研究，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 試驗原料及方法

2.1 試驗原料

表1 氫氧化鎳原料成份表(%)

2.2 試驗方法

浸出試驗在5000ml的燒杯中進行，每次稱取1000g的氫氧化鎳原料加入燒杯中，進行漿化—硫酸浸出試驗。采用正交試驗方法確定酸溶最佳條件，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。浸出過程對比加與不加無水亞硫酸鈉浸出率的變化。

2 試驗機理

該生產(chǎn)線工業(yè)生產(chǎn)過程中使用硫酸浸出氫氧化鎳原料，控制反應(yīng)時間2h,終點pH值1.0，但達到反應(yīng)終點時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，加入硫酸過程中無法溶解進入溶液中。為實現(xiàn)浸出率的提高，通過加入還原劑探索可行性。

活化浸出過程的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

3 試驗數(shù)據(jù)及分析

試驗人員已完成酸溶正交試驗及最佳條件驗證試驗，試驗數(shù)據(jù)及分析見下表，并做了驗證試驗，繪制終點pH值對鎳浸出率的影響。

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

為了驗證試驗條件的準(zhǔn)確性，在保證其他變量不變的情況下，對單一條件進行驗證，得出以下結(jié)論：

表2 酸溶階段浸出終點pH的影響

表3 酸溶階段Na2SO3的加入量對浸出的影響

4 試驗結(jié)果與討論

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

(2)對比加與不加無水亞硫酸鈉對酸溶液鎳浸出率的影響發(fā)現(xiàn)：按照一定比例加入無水亞硫酸鈉時，鎳浸出率達到92.6%～99%，而不加無水亞硫酸鈉鎳浸出率僅為81%。結(jié)果表明酸溶過程加入無水亞硫酸鈉還原浸出能達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。