专利名称：一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法
(一)技术领域一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，涉及一种从含铜低的硫化镍物料，如镍精矿和含铜较低的镍锍，以一段压力浸出提取镍的方法。
背景技术：
目前世界上大部分的镍是采用湿法冶金工艺处理火法产出的镍锍生产的。湿法处理镍锍时常采用的工艺有1)一段常压浸出接一段加压浸出的组合，常压浸出渣浆化后通过加压泵进入加压釜，加压浸出液返回常压浸出净化。在常压浸出中，加压浸出液中的铁被氧化沉淀进入浸出渣，其中的铜也将被置换和水解进入浸出渣，通常控制浸出终点pH在6.1左右。常压浸出渣进入加压浸出，通过控制适当的条件，使镍、钴被浸出进入浸出液中，绝大部分铜铁则留在浸出渣中。为了使常压浸出得到铜和铁均很低的浸出液，加压浸出需要控制条件，尽可能使铜铁从浸出渣中开路，这时镍精矿中的部分硫化镍(如β-硫化镍)中的镍难以被浸出。根据经验，这种选择性浸出工艺的镍浸出率一般在85％-90％。浸出渣返回熔炼配料。2)一段常压浸出接两段加压的组合。在增加的一段加压浸出中，将第一段加压浸出渣中铜和镍尽可能全部浸出，得到的浸出液采用适当的方式脱铜，如不溶阳极电解脱铜，置换、水解或硫化沉淀等方法除铜，除铜后液返回第一段加压浸出。
在美国专利4,093,526中，采用一段常压加两段加压浸出从镍锍中回收镍等有价金属。第一段常压浸出是采用第一段的加压浸出液浸出镍锍，如需要可适当补加硫酸。常压浸出的目的是浸出镍锍中的部分镍，加压浸出液中的铜离子会与镍锍中金属相镍和二硫化三镍反应，将镍浸出，铜则以铜或氢氧化铜的形式留在渣中与镍分离，得到的纯硫酸镍溶液进镍电解。常压浸出渣进第一段加压氧化浸出，加压浸出液进常压浸出净化，浸出渣进第二段加压全浸，将一段加压浸出渣中的镍、钴和铜用铜电解液全部浸出，浸出液净化后送铜电积，浸出渣中主要为铁，可弃去。
在美国专利4,233,541中，采用两段常压浸出加一段加压浸出处理镍锍。其目的是将镍尽可能全部浸出而大部分的铜留在加压浸出渣中，该含铜和贵金属的渣可返回铜熔炼和精炼系统处理。上述技术的的缺点是工艺流程长。
在美国专利6,206,951中，提出了一种将富含铜镍锍，或镍锍与铜渣一起的处理方法。在第一段加压氧化浸出中，镍被浸出，铜以蓝辉铜矿和铜矾形式进入渣，纯硫酸镍溶液送镍电解。浸出渣再用硫酸进行一段氧化浸出，将渣中的铜变为硫酸铜和硫化铜，铁呈氧化物进渣。含硫酸铜的浸出液返回第一段压力浸出。与两段常压浸出加一段加压浸出的方法相比，该方法的优点是浸出过程中最多只有1/16被氧化成酸，而前者有1/6的硫被氧化成硫酸。但其工艺仍是采用一段加压和一段常压实现镍、铜的浸出和分离，其回收金属的过程较为复杂，成本高。
(二)发明内容本发明的目的就是针对已有的从硫化镍物料中提取镍的技术中，存在的工艺流程长的缺点，提供一种流程简捷、各种金属直收率高、成本低廉的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现。
一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于其过程依次为a)在镍精矿中加入硫酸和水将矿物浆化后，预热矿浆到50℃-80℃；浆化后矿浆的矿物浓度的重量百分比为5％-30％，硫酸的重量百分比浓度为50-90g/l；b)在浸出釜中进行压力浸出，控制浸出的总压力为50-1000kPa，氧分压为10-300kPa，温度为100-180℃，浸出时间为1-6小时；
d)将浸出液净化，先用化学沉淀法除铜，再用溶剂萃取法分离出钴和剩余的铜得到纯硫酸镍溶液后电解生产镍。
本发明的方法特别适用于含铜量小于5％的镍精矿。
浸出时的酸还可通过在矿物中加入硫磺后氧化得到，加入量为镍精矿重量的5％-30％。加入的硫磺量为镍精矿重量最好是的10％-15％。矿浆中含硫酸的重量百分比浓度最好是70-90克/升。
浸出液的温度的最佳范围为140-160℃。浸出总压力最好为500-1000kPa，氧分压为100-300kPa。
本发明的方法可采用压缩空气浸出，其总压力为1000-1300kPa，氧分压为200-300kPa。
其加压浸出的时间为2-4小时以为佳。
本发明的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，采用化学沉淀法从浸出液中除铜，铜的沉淀剂为碳酸镍或碳酸氢铵。
采用溶剂萃取从镍浸出液回收钴，所用的萃取剂为二烷基膦酸类化合物或二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸。
本发明的方法采用一段加压浸出处理含铜低的镍锍和镍精矿。其其浸出工艺路线简捷，在实现高锍镍精矿中镍的彻底浸出同时，将镍精矿中的铁和贵金属保留在浸出渣中，返回熔炼或合金硫化工序。镍精矿中铜、钴以及其它一些杂很少量的杂质如锌、锰等进入浸出液，在溶液净化时脱除并与镍分离开来。其流程结构简短、各种金属直收率高、成本低。
附图为本发明的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其方法是以一段加压浸出从镍锍或镍精矿中提取镍。它是将在浸出镍矿物中，按镍矿物重量的5％-30％加入硫磺，用水浆化，矿浆浓度为5％-20％，并将矿浆预热到50-80℃。在浸出釜中对矿浆进行压力浸出，总压力为50-1000kPa，氧分压为10-300kPa，温度为100-180℃，停留时间为1-6小时。所得浸出液中的大部分铜采用化学沉淀法除去，剩余的少量的铜和所有的钴从溶剂萃取法与镍分离，产出一个纯硫酸镍溶液，可直接返回镍电解生产电镍，或生产高纯硫酸镍。
本发明处理的原料是含铜低的镍锍和镍精矿，含铜量为0-10％。，含镍物料的加压浸出通过一段压力浸出完成。
在本发明中，采用硫磺或硫酸进行配料，加入的硫磺量为镍矿物重量的15％-20％，最佳为16％-18％。加入的硫酸为70-90克/升。
在本发明中，浸出矿浆的浓度为5％-20％，最佳为10％-15％。
在本发明中，温度为130℃时，镍浸出率仅为85％。温度高于140度时，镍浸出率可达99.7％，且铁的浸出较低。温度较高时，有利于铁进入浸出渣。所以，最佳浸出液的温度为140-160℃。
在本发明中，氧分压为100kPa时，镍的浸出率只有68％。当氧分压升至150kPa时，镍的浸出率即可达到99％以上。所以，浸出总压力为600-800kPa，氧分压为150-250kPa。也可采用压缩空气代替纯氧浸出，总压力为1000-1300kPa，氧分压为200-300kPa。
在本发明中，加压浸出2小时以上，可将镍精矿中的镍几乎全部浸出，同时钴也可以浸出，铜的浸出率在86％～96％。为反应充分，加压浸出的时间为3-4小时。
在本发明中，采用化学沉淀法从浸出液中除铜，铜的沉淀剂为碳酸镍。
在本发明中，采用溶剂萃取从镍浸出液回收钴，所用的萃取剂为二烷基膦酸类化合物。比较典型的这类萃取剂如由美国氰特公司(Cytec Industries Inc.)生产的Cyanex 272(二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸)。
本发明的优点是在一段加压浸出中完成对镍锍中有价金属镍、钴、铜的完全浸出。浸出工艺结构非常简单，浸出效率高。液固分离后的硫酸镍溶液以化学沉淀法或溶剂萃取法净化，产出一个纯净的硫酸镍溶液，可直接返回镍镍电解车间生产电镍，也可蒸发结晶生产高纯硫酸镍。同时回收钴和铜。铁和贵金属被固定在渣中。浸出渣可返回镍熔炼系统，本方法适合处理含铜较低的镍锍，含铜高的镍锍可先经高硫磨浮产出含铜低的镍精矿，再进加压浸出。该方法是一个简单、高效的工艺。
用以下非限定性实施例子对本发明的工艺作进一步的说明，以有助于理解本发明及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
实例1所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，Fe 2.32，Co0，85，S 23.75。
加压浸出条件为取镍精矿100g，加入硫磺18g，浸出液固比为6∶1，浸出温度为140℃，氧分压150kPa，反应时间为3小时。
镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
实例2所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，Fe 2.32，Co0，85，S 23.75。
加压浸出条件为取镍精矿100g，加入浓硫酸26ml毫升，浸出液固比为5∶1，浸出温度为145℃，氧分压200kPa，反应时间为3.5小时。
镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
实例3所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，Fe 2.32，Co0，85，S 23.75。
加压浸出条件为取镍精矿500g，加入浓硫酸120ml升，浸出液固比为5∶1，浸出温度为145℃，氧分压250kPa，反应时间为5小时。镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
实例4所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.27，Cu 2.65，Fe 2.32，Co0，85，S 23.75。
加压浸出条件为取镍精矿500g，加入硫磺85g，浸出液固比为6∶1，浸出温度为140℃，氧分压150kPa，反应时间为5小时。镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
实例5所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.01，Cu 3.15，Fe 2.80，Co0.99，S 22.97。
加压浸出条件为镍精矿750kg/h，加入硫酸450kg/t精矿，浸出液固比为4∶1，浸出温度为145℃，压缩空气流量为300m3/h，总压为1200kPa，反应时间为4小时。
镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
实例6所用浸出的镍精矿的组成(％)Ni 66.01，Cu 3.15，Fe 2.80，Co0.99，S 22.97。
加压浸出条件为镍精矿750kg/h，加入硫磺150kg/f精矿，浸出液固比为4∶1，浸出温度为140℃，压缩空气流量为360m3/h，总压为1250kPa，反应时间为4小时。
镍、钴、铜、铁的浸出结果如下。
典型的浸出液化学多元素分析结果如下。
权利要求
1.一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于其过程依次为a)在镍精矿中加入硫酸和水将矿物浆化后，预热矿浆到50℃-80℃，浆化后矿浆的矿物浓度的重量百分比为5％-30％，硫酸的重量百分比浓度为50-90g/l；b)在浸出釜中进行压力浸出，控制浸出的总压力为50-1000kPa，氧分压为10-300kPa，温度为100-180℃，浸出时间为1-6小时；d)将浸出液净化，先用化学沉淀法除铜，再用溶剂萃取法分离出钴和剩余的铜得到纯硫酸镍溶液后电解生产镍。
2.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于其镍精矿中含铜量小于5％。
3.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于浸出时的酸是通过在矿物中加入硫磺后氧化得到的，加入量为镍精矿重量的5％-30％。
4.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于加入硫酸后，矿浆中含硫酸的重量百分比浓度是70-90克/升。
5.根据权利要求1和权利要求3所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于加入的硫磺量为镍精矿重量的10％-15％。
6.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于浸出液的温度为140-160℃。
7.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于浸出总压力为500-1000kPa，氧分压为100-300kPa。
8.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在是采用压缩空气加压浸出，总压力为1000-1300kPa，氧分压为200-300kPa。
9.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于加压浸出的时间为2-4小时。
10.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于采用化学沉淀法从浸出液中除铜，铜的沉淀剂为碳酸镍。
11.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于采用溶剂萃取从镍浸出液回收钴，所用的萃取剂为二烷基膦酸类化合物。
12.根据权利要求1所述的一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法，其特征在于采用溶剂萃取从镍浸出液回收钴，所用的萃取剂是二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸。
全文摘要
一种从含铜低的硫化镍物料提取镍的方法,涉及一种从镍精矿中,特别是以一段加压浸出从含铜低或缓冷高硫磨浮分离产出的镍精矿中提取镍的方法。其特征是在通氧、加硫磺或硫酸条件下,在100－180℃、氧分压50－300kPa下,对镍精矿进行压力浸出。本发明的方法只需要一段加压浸出,即完成镍、钴和铜浸出的过程,铁以氧化铁的形式固化在渣中。液固分离后的硫酸镍溶液可用于生产纯硫酸镍或电解镍并同时回收钴和铜等有价金属。其工艺简单、生产效率高。
文档编号C22B3/08GK1352308SQ01134730
公开日2002年6月5日 申请日期2001年11月9日 优先权日2001年11月9日
发明者蒋开喜, 王海北, 刘大星, 何良菊, 王春, 林江顺, 崔学仲 申请人:北京矿冶研究总院