硫化镍矿的湿法冶金-硫酸选择性浸出工艺-1浸出过程的主要化学反应

硫化镍矿的湿法冶金硫酸选择性浸出工艺——浸出过程的主要化学反应甘肃有色冶金职业技术学院魏建华1主要内容硫酸选择性浸出2常压浸出的主要化学反应3加压浸出的主要化学反应硫酸选择性浸出的主要化学反应一、硫酸选择性浸出

硫酸选择性浸出的基本过程是，高镍鋶经细磨后采用常压和加压相结合的方法进行分段浸出，镍钴选择性被浸出进入浸出渣中。第一段浸出液富含镍钴，几乎不含铜、铁等杂质，因而浸出液的净化比较简单，经净化后的浸出液用电解沉积法或氢还原法产出金属镍。与镍电解精炼法相比，硫酸选择性浸出法的生产流程比较短，用一个浸出工序代替了高镍鋶磨浮、焙烧、电炉还原熔炼等若干工序，因而基本建设投资较省；由于生产流程短，药剂用量少，生产成本也较低。一、硫酸选择性浸出

硫酸选择性浸出的基本过程是：高镍锍经水淬、细磨后采用常压和加压结合的方法进行分段浸出，镍、钴选择性被浸出进入溶液，铜、铁、贵金属则抑制于浸出渣。第一段浸出液富含镍、钴，几乎不含铜、铁等杂质，因而浸出液的净化作业只需要除钴。由于溶液中不能引入C1-，沉钴的氧化剂采用特制的黑镍(NiOOH)。一段浸出液经镍钴分离后，硫酸镍溶液用电解沉积法或氢还原法生产金属镍，硫酸钴溶液进一步净化后，作为提钴原料。一、硫酸选择性浸出

常压浸出渣经加压浸出，镍、钴、铁基本进入浸出液，经净化除铁，使铁形成开路。浸出终渣主要成分为硫化铜，并富集了所有的贵金属。终渣直接送铜熔炼车间铸成铜阳极板，供铜电解车间生产电解铜。贵金属进一步富集于铜阳极泥，铜阳极泥为提取贵金属的原料。一、硫酸选择性浸出

高镍锍主要由铜镍合金、Ni3S2和Cu2S三相组成，镍主要存在于合金相和Ni3S2相中，铜存在于Cu2S和合金相中，铁和钴存在于合金相中。硫酸选择性浸出由二段常压浸出或一段常压连续浸出与一段加压浸出组成。二、常压浸出的主要化学反应

在常压浸出时，金属相基本上能全部溶解，而Ni3S2相中的镍部分溶解，Cu2S相则不溶解。粉状高镍锍用从铜、镍电解系统返回的废液进行浸出，其主要反应如下:

（1）合金相中的Ni、Co。Ni+CuSO4=Cu+NiSO4Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑Ni+H2SO4+1/2O2=NiSO4+H2O合金相中的钴也发生与上述类似的反应。二、常压浸出的主要化学反应

（2）合金相中的Cu。合金相中的铜和上述反应生成的沉淀铜则与浸出时鼓入的氧发生氧化反应，其反应式如下:2Cu+1/2

O2=Cu2OCu2O+H2SO4

=CuSO4+H2O+Cu生成的Cu2+又进一步氧化，溶解合金相中的镍、钴。

（3）Cu2S相。Cu2S相不溶解。二、常压浸出的主要化学反应

（4）Ni3S2相。在有氧存在时，Ni3S2相与二价铜离子以及硫酸发生下列反应：

Ni3S2+2Cu2+=2NiS↓+Ni2++2Cu+

Ni3S2+H2SO4+1/2O2=2NiS↓+NiSO4+H2O这时Ni3S2相中的镍有三分之一被溶解。

二、常压浸出的主要化学反应

（5）合金相中的铁。合金相中的铁发生以下溶解反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑2FeSO4+1/2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+H2O当溶液的pH值大于2时，则生成针铁矿沉淀:Fe2(SO4)3+4H2O=2α-FeOOH+3H2SO4当溶液的pH值大于3.9时，水溶液中的铜会按下式生产碱式硫酸铜沉淀:

3CuSO4+4H2O=CuSO4.2Cu(OH)2↓+2H2SO4三、加压浸出的主要化学反应常压浸出后的滤渣再进行加压浸出。加压浸出工序的目的是使镍、钴达到尽可能高的浸出率，同时浸出部分的铜供常压浸出工序使用，而将高镍锍中大部分铜和贵金属抑制于浸出渣中，以实现选择性浸出。加压浸出在加压釜内进行，在氧化气氛下，金属和硫化物发生下列溶解反应：Cu2S+H2SO4+1/2O2=CuS+CuSO4+H2OCu+H2SO4+1/2O2=CuSO4+H2O

Ni3S2+H2SO4+Cu2O=NiSO4+2NiS+2Cu+H2ONiS+CuSO4=NiSO4+CuSCu2O+NiS+H2SO4

=NiSO4+Cu2S+H2O钴发生的反应，同镍大致相同。三、加压浸出的主要化学反应

高压浸出的产物为:

（1）加压浸出液返回到常压浸出段，为常压浸出段的浸出配液。

（2）浸出渣中残存的镍大部分呈硫化镍形态，并有极少量的未浸出的NiO及含镍的碱式硫酸盐，浸出渣中的铜