1.本发明涉及一种
高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，属于
湿法冶金技术领域。
背景技术：
2.目前硫化镍精矿大都采用火法处理，即
闪速熔炼或熔池熔炼脱除脉石造渣产出低冰镍后，再经吹炼除铁产出高冰镍，其中镍、铜总含量一般为70-80％。对于含铜低(cu 10％)的高冰镍一般铸造为阳极板直接电解生产电镍，对于含铜高(cu 20％以上)的高冰镍可以采用缓冷
浮选分离出二次铜精矿，得到二次镍精矿熔铸为硫化镍阳极进行电解生产电镍。另一种湿法处理高冰镍的方法为硫酸选择性浸出，即采用常压浸出与空气加压浸出相结合，使镍钴大部分浸出，而铜大部分被抑制在浸出渣中，达到镍铜钴等有价金属分离回收的目的。但是，硫酸选择性浸出高冰镍采用了两段常压浸出加一段空气加压浸出，才能将镍钴大部分浸出，浸出流程长，沉铜过程对原料硫的控制要求严格。产生的浸出渣一般采用火湿法联合处理将铜浸出，即两段焙烧加两段浸出，存在流程长，设备多，金属损失大的问题。
技术实现要素：
3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，通过一段氧压浸出实现镍钴的浸出，而铜抑制在浸出渣中，实现镍钴与铜的分离，然后通过中和以及二段氧压浸出，实现铜的浸出和酸平衡，大大缩短了浸出流程。
4.本技术采用的技术方案如下：
5.一种高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，包括以下步骤：
6.s1、将高冰镍加水磨矿制得矿浆；
7.s2、将所述矿浆与酸性溶液混合进行一段氧压浸出，控制液固比为5-6:1，始酸浓度为40-50g/l，当溶液ph值为3-4时，固液分离，获得一段氧压浸出液和一段氧压浸出渣；
8.其中，一段氧压浸出期间，需通入氧气，控制浸出温度为180-190℃，压力为1.4-1.5mpa，反应时间为2-3h；
9.s3、在所述一段氧压浸出渣中加入酸性溶液进行中和，控制液固比为2.5-3.5:1，温度为60-70℃，反应时间1.0-1.5h，中和至ph为1-2，固液分离，产出中和渣和中和液；
10.s4、向中和渣中加入部分中和液调浆，同时加入酸性溶液进行二段氧压浸出，控制液固比为2.5-3.5:1，始酸浓度为90-100g/l，所述二段氧压浸出终酸浓度为40-50g/l，固液分离，获得二段氧压浸出液和二段氧压浸出渣；
11.其中，二段氧压浸出期间，需通入氧气，控制浸出温度为170-180℃，压力为1.4-1.5mpa，反应时间为2-3h。
12.上述步骤中，所述的压力均为总压，等于氧分压加该温度下的饱和蒸气压；一段氧压浸出渣即为铜渣，二段氧压浸出渣即为硫渣。
13.进一步的，s4中，向中和渣中加入的中和液体积占总中和液体积的40-50％。
14.进一步的，将s4中产出的二段氧压浸出液作为酸性溶液返回s3中。
15.进一步的，所述一段氧压浸出液经过净化除杂，得到净化液送电积，生产电积镍，获得的镍废电积液作为酸性溶液返回s2中。
16.进一步的，将s3中产出的中和液送电积，生产电积铜，获得的铜废电积液作为酸性溶液返回s4中。
17.进一步的，所述矿浆的固相物中，粒径小于30μm的物料占比≥90wt％。
18.中国发明专利申请公布号cn101705367b公开了一种富氧侧吹熔池熔炼法炼铜镍工艺，将炉料加入到富氧
侧吹炉内并鼓入富氧空气进行富氧熔池熔炼得到低冰镍后，再经电炉贫化以及吹炼得到高冰镍。具体的，所获得的高冰镍的各主要成分的含量范围如下：镍含量为36-46wt％，铜含量为32-36wt％，钴含量为0.1-1wt％，硫含量为16-20wt％，各组分的含量之和为100wt％。
19.进一步的，氧气的浓度不低于99vol％。
20.本发明的主要反应原理如下：
21.在一段氧压浸出中，镍和钴进入一段氧压浸出液中，而铜进入一段氧压浸出渣中：
22.cu2s+h2so4+0.5o2＝cuso4+cus+h2o
???????????????
(1)
23.cu+h2so4+0.5o2＝cuso4+h2o
?????????????????????
(2)
24.ni3s2+h2so4+0.5o2＝niso4+2nis+h2o
???????????????
(3)
25.nis+cuso4＝niso4+cus
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(4)
26.ni+h2so4+0.5o2＝niso4+h2o
???????????????????????
(5)
27.上述反应中，反应(4)为主要反应，反应速度取决于一段氧压浸出温度。反应(3)、(4)、(5)使镍被绝大部分浸出。h2so4及cuso4的量迅速减少，反应所需的cu
2+
靠(1)、(2)两个反应补充，铜以cus转入渣中。随着一段氧压浸出的进行，始酸由40-50g/l降低至ph＝4左右，此时溶液中的铜约1g/l，甚至更低。因此，要选择适当的始酸和终酸，以及压力，否则会导致铜的浸出率提高或者镍和钴的浸出率降低。
28.在二段氧压浸出中，铜进入二段氧压浸出液中：
29.cus+2o2＝cuso4???????????????????????????????
(6)
30.cu2s+2.5o2+h2so4＝2cuso4+h2o
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(7)
31.本发明的有益效果是：
32.(1)采用一段氧压浸出取代两段常压浸出加一段空气加压浸出，二段氧压浸出中和渣取代两段焙烧加两段浸出，流程短，设备少，效率高。
33.(2)采用一段氧压浸出高冰镍，镍钴浸出率均大于90％，铜大部分被抑制在一段氧压浸出渣中，达到铜镍钴的有效分离富集，一段氧压浸出液始酸由40-50g/l降至ph值为3-4，不需中和过程可直接送后续净化除杂及电积生产电镍。
34.(3)采用二段氧压浸出中和渣，铜浸出率可大于95％，镍钴也随之被浸出，镍钴总浸出率可大于97％，二段氧压浸出液始酸由90-100g/l降至40-50g/l，直接用一段氧压浸出渣中和至ph为1-2，利用一段氧压浸出渣作为中和剂产出中和渣返回二段氧压浸出，没有中和渣带走的金属损失。
35.(4)因铜废电积液酸浓高，采用返回的中和液对铜渣调浆，降低始酸至90-100g/l后进行二段氧压浸出，多余的硫从硫渣外排，保证了系统的酸平衡。
附图说明
36.图1是本发明的一种高冰镍在硫酸下氧压浸出方法的流程图。
具体实施方式
37.以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。如无特别说明，下述百分数均指质量百分数。
38.实施例1：
39.取200g高冰镍(含ni 40％，cu 34％，co 0.44％，s 16％)，加水磨矿至90％粒径小于30μm，向细磨后的矿浆中加入镍废电积液(含ni 60g/l)，控制液固比5.0:1，始酸40g/l。将配制好的矿浆加入一段高压釜进行一段氧压浸出，同时通入浓度为99vol％的氧气，控制温度180℃，压力为1.4mpa，反应时间2h，产出一段氧压浸出液1000ml(含ni 133g/l，cu 1g/l，co 0.80g/l，ph＝4)。所述的压力为总压，等于氧分压加该温度下的饱和蒸气压。其中，镍浸出率91％，钴浸出率91％。将产出的一段氧压浸出渣即铜渣加入二段氧压浸出液进行中和，控制液固比3.5:1，温度60℃，反应时间1.0h，产出中和液560ml送后续工序。产出的中和渣中加入返回的中和液230ml调浆加入二段高压釜内，同时加入铜废电积液(含cu 40g/l)，控制液固比3.5:1，始酸90g/l，同时通入浓度为99vol％的氧气进行二段氧压浸出，控制温度170℃，压力为1.4mpa，反应时间2h，产出二段氧压浸出液560ml(含cu 184g/l，ni 9.6g/l，co 0.10g/l，硫酸41g/l)，产出二段氧压浸出渣64g(含ni 2.5％，cu 5.2％，co 0.04％，s 43.8％)。其中，二段氧压浸出渣即为硫渣可外售。铜浸出率95％，镍总浸出率98％，钴总浸出率97％。
40.实施例2：
41.取200g高冰镍(含ni 40％，cu 34％，co 0.44％，s 16％)，加水磨矿至90％粒径小于30μm，向细磨后的矿浆中加入镍废电积液(含ni 60g/l)，控制液固比5.5:1，始酸45g/l。将配制好的矿浆加入一段高压釜进行一段氧压浸出，同时通入浓度为99vol％的氧气，控制温度185℃，压力为1.45mpa，反应时间2.5h，产出一段氧压浸出液1100ml(含ni 122g/l，cu 1g/l，co 0.74g/l，ph＝3)。所述的压力为总压，等于氧分压加该温度下的饱和蒸气压。其中，镍浸出率92.5％，钴浸出率92％。将产出一段氧压浸出渣即铜渣加入二段氧压浸出液进行中和，控制液固比2.5:1，温度65℃，反应时间1.2h，产出中和液400ml送后续工序，产出的中和渣中加入返回的中和液180ml调浆加入二段高压釜内，同时加入铜废电积液(含cu 40g/l)，控制液固比2.5:1，始酸95g/l，同时通入浓度为99vol％的氧气进行二段氧压浸出，控制温度175℃，压力为1.45mpa，反应时间2.5h，产出二段氧压浸出液400ml(含cu 253g/l，ni 11.4g/l，cu 0.13g/l，硫酸42g/l)，产出二段氧压浸出渣60g(含ni 2.4％，cu 5.1％，co 0.03％，s 42.9％)。其中，二段氧压浸出渣即为硫渣可外售。铜浸出率95.4％，镍总浸出率98.2％，钴总浸出率97.9％。
42.对比例1：
43.重复实施例1的第一段氧压浸出，区别仅在于：控制第一段氧压浸出的始酸为60g/l。反应后，产出一段氧压浸出液1000ml(含ni 135g/l，cu 15g/l，co 0.83g/l，h2so
4 12g/l)，镍浸出率94％，钴浸出率94％，铜浸出率22％。
44.上述对比例1表明，第一段氧压浸出的始酸高，则一段氧压浸出的终酸也高，导致
高冰镍中铜的浸出率高，没有实现镍、钴的选择性浸出。
45.对比例2：
46.重复实施例1的第一段氧压浸出，区别仅在于：控制第一段氧压浸出的压力为1.3mpa。所述的压力为总压，等于氧分压加该温度下的饱和蒸气压。反应后，产出一段氧压浸出液1000ml(含ni 130g/l，cu 1g/l，co 0.78g/l，h2so
4 7g/l)，镍浸出率88％，钴浸出率89％，铜浸出率2％。
47.上述对比例2表明，当第一段氧压浸出通入的氧分压降低时，镍、钴的浸出率降低。
48.对比例3
49.重复实施例1的第一段氧压浸出，区别仅在于：控制第一段氧压浸出的压力为1.6mpa。所述的压力为总压，等于氧分压加该温度下的饱和蒸气压。反应后，产出一段氧压浸出液1000ml(含ni 135g/l，cu 8g/l，co 0.84g/l，ph 3.5)，镍浸出率94％，钴浸出率95％，铜浸出率12％。
50.上述对比例3表明，当第一段氧压浸出通入的氧分压增加时，铜的浸出增加，不能实现镍、钴的选择性浸出。
51.上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。技术特征：
1.一种高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将高冰镍加水磨矿制得矿浆；s2、将所述矿浆与酸性溶液混合进行一段氧压浸出，控制液固比为5-6:1，始酸浓度为40-50g/l，当溶液ph值为3-4时，固液分离，获得一段氧压浸出液和一段氧压浸出渣；其中，一段氧压浸出期间，需通入氧气，控制浸出温度为180-190℃，压力为1.4-1.5mpa，反应时间为2-3h；s3、在所述一段氧压浸出渣中加入酸性溶液进行中和，控制液固比为2.5-3.5:1，温度为60-70℃，反应时间1.0-1.5h，中和至ph为1-2，固液分离，产出中和渣和中和液；s4、向中和渣中加入部分中和液调浆，同时加入酸性溶液进行二段氧压浸出，控制液固比为2.5-3.5:1，始酸浓度为90-100g/l，所述二段氧压浸出终酸浓度为40-50g/l，固液分离，获得二段氧压浸出液和二段氧压浸出渣；其中，二段氧压浸出期间，需通入氧气，控制浸出温度为170-180℃，压力为1.4-1.5mpa，反应时间为2-3h。2.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，s4中，向中和渣中加入的中和液体积占总中和液体积的40-50％。3.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，将s4中产出的二段氧压浸出液作为酸性溶液返回s3中。4.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，所述一段氧压浸出液经过净化除杂，得到净化液送电积，生产电积镍，获得的镍废电积液作为酸性溶液返回s2中。5.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，将s3中产出的中和液送电积，生产电积铜，获得的铜废电积液作为酸性溶液返回s4中。6.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，所述矿浆的固相物中，粒径小于30μm的物料占比≥90wt％。7.根据权利要求1所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，所获得的高冰镍的各主要成分的含量范围如下：镍含量为36-46wt％，铜含量为32-36wt％，钴含量为0.1-1wt％，硫含量为16-20wt％，各组分的含量之和为100wt％。8.根据权利要求1-7中任一项所述的高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，其特征在于，氧气的浓度不低于99vol％。
技术总结
本发明公开了一种高冰镍在硫酸下氧压浸出方法，将高冰镍加水磨矿制得矿浆；将所述矿浆与酸性溶液混合并通入氧气进行一段氧压浸出，获得一段氧压浸出液和一段氧压浸出渣；在所述一段氧压浸出渣中加入酸性溶液进行中和，中和至pH为1-2，固液分离，产出中和渣和中和液；向中和渣中加入部分中和液调浆，同时加入酸性溶液并通入氧气进行二段氧压浸出，获得二段氧压浸出液和二段氧压浸出渣。通过一段氧压浸出实现镍钴的浸出，而铜抑制在浸出渣中，实现镍钴与铜的分离；然后通过中和以及二段氧压浸出，实现铜的浸出和酸平衡，大大缩短了浸出流程。流程。流程。
技术研发人员：刘自亮 王恒辉 施耘 何醒民
受保护的技术使用者：长沙有色冶金设计研究院有限公司
技术研发日：2022.06.01
技术公布日：2022/8/19
声明：
“高冰镍在硫酸下氧压浸出方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：长沙有色冶金设计研究院有限公司
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2024年12月06日 ~ 08日 
