一种镍铜合金的高效浸出方法与流程

1.本发明属于有色金属湿法冶金技术领域，具体涉及一种镍铜合金的高效浸出方法。


背景技术：

2.在镍的冶炼过程中，会产出大量的中间冶炼废渣，这些废渣中不仅含有镍铜等有金属元素，还含有一些贵金属，因此需要对废渣中的金属元素进行回收。但是由于废渣中的成分较为复杂，而且最终需要将贵金属单独回收，所以在现有技术中，通常采用还原熔炼的方法，在产出镍铜合金的同时，还可将贵金属捕收在镍铜合金中。后续为了进一步回收贵金属，需将镍、铜、铁全部浸出，得到富集了贵金属的原料，然后将其做为贵金属生产原料。但是在现有技术中，镍铜合金在浸出过程中易于放出氢气，存在安全隐患，而且浸出渣渣率较高，贵金属富集倍数低，常常不能满足作为贵金属生产原料的倍数要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种镍铜合金的高效浸出方法，具体包括以下内容：
4.一种镍铜合金的高效浸出方法，包括以下步骤：
5.(1)氧压转型：将镍铜合金原料与水按照液固比(8-10):1(例如8.2：1、8.4：1、8.6：1、9：1、9.5：1、9.8：1等)混合，得到混合浆料，控制混合浆料的ph值为5-7(例如5.2、5.5、5.8、6、6.2、6.5、6.8等)，使混合浆料在氧分压为1.0-1.5mpa(例如1.1mpa、1.2mpa、1.3mpa、1.4mpa等)、温度为90-130℃(例如95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃等)的条件下进行氧压转型反应，使镍铜合金原料中的铜转型为氧化铜，镍转型为氧化镍；
6.(2)酸溶：待氧压转型反应结束后，立即向混合浆料中加入硫酸溶液进行酸溶反应，控制硫酸与镍铜合金原料的质量比为(1.4-1.7):1；具体可以是1.42：1、1.45：1、1.5：1、1.55：1、1.6：1、1.65：1等。
7.(3)固液分离：将酸溶后的浆料固液分离，得到浸出渣和酸溶液；产出的浸出渣含贵金属，且其中贵金属富集倍数较高，可送贵金属厂处理，产出的酸溶液进入下一工序；
8.(4)中和除杂：向酸溶液中加入含固量10-20％(例如12％、14％、16％、18％、19％等)碳酸镍作为中和剂，调整酸溶液的ph为3.5-4.5(例如3.6、3.8、4.0、4.1、4.2、4.3等)，进行中和除杂反应，控制反应温度为75-85℃(例如76℃、78℃、80℃、82℃、84℃等)；本步骤为了避免引入杂质元素，采用碳酸镍作为中和剂，本步骤的目的是脱除铁等杂质元素；
9.(5)硫化氢沉铜：向中和除杂后的溶液中通入硫化氢，进行硫化氢沉铜反应，控制反应温度为50-70℃(例如52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、65℃、68℃等)；本步骤将反应压力控制在一定范围，可以使铜离子形成硫化铜沉淀。
10.(6)固液分离：将硫化氢沉铜后的反应体系进行固液分离，得到硫酸镍溶液和硫化铜，得到的硫化铜可以送铜系统加以利用，同时产出纯净的硫酸镍溶液，可以用于制备硫酸
镍结晶。
11.本发明所述镍铜合金原料的成分及质量含量为：ni79-89％、cu10-17％、fe1-3％、其他成分0-1％，所述其他成分中包括杂质和贵金属。
12.优选的，所述步骤(1)的氧压转型反应时间为5-6h，例如5.2h、5.4h、5.6h、5.8h等。
13.优选的，所述步骤(2)的酸溶反应时间为0.5-1h，例如0.6h、0.7h、0.8h、0.9h等。
14.优选的，所述步骤(4)的中和除杂反应时间为2-3h，例如2.2h、2.4h、2.6h、2.8h等。
15.优选的，所述步骤(5)的硫化氢沉铜反应时间为2-4h，例如2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.5h、3.8h等。
16.优选的，所述步骤(5)的硫化氢沉铜反应在0.3-0.5mpa(例如0.32mpa、0.34mpa、0.36mpa、0.38mpa、0.40mpa、0.42mpa、0.44mpa、0.46mpa、0.48mpa等)的压力下进行，控制反应压力在一定范围，可以促进铜离子形成硫化铜沉淀，提高反应效率。
17.优选的，所述步骤(3)的浸出渣渣率≤3％，富集倍数≥30。此处所述的浸出渣的渣率＝(浸出渣的质量/浸出原料质量)
×
100％，渣率越低，代表可溶物溶出的越彻底，进而浸出渣中贵金属的富集程度越高。所述富集倍数＝浸出渣中的贵金属浓度/浸出原料中的贵金属浓度，富集倍数越高，代表浸出效果越好。所述浸出原料即镍铜合金原料。
18.本发明的有益效果：
19.(1)本发明公开的镍铜合金的高效浸出方法，将氧压浸出反应过程分成氧压转型和酸溶两个反应过程，避免了反应过程中释放出氢气，大大提高了反应过程的安全性，更加符合安全生产的要求；
20.(2)本发明公开的镍铜合金的高效浸出方法，将氧压浸出反应过程分成氧压转型和酸溶两个反应过程，控制氧压转型反应中镍铜合金原料与水的液固比为(8-10):1、混合浆料的ph值为5-7、氧分压为1.0-1.5mpa、温度为90-130℃，并且在氧压转型反应结束后，立即向混合浆料中加入硫酸溶液，控制硫酸与镍铜合金原料的质量比为(1.4-1.7):1等，采用本发明公开的方法，镍铜的浸出率＞98％，铁的浸出率＞97％，而常规氧压浸出铁的浸出率＜5％。因此本发明公开的方法极大的提高了铁的浸出率，进而大大降低了得到的浸出渣中的杂质含量，降低了浸出渣的渣率，提高了浸出渣中贵金属的富集倍数，本发明公开的方法可控制浸出渣的渣率≤3％，贵金属富集在30倍以上。
附图说明
21.图1为本发明公开的镍铜合金的高效浸出方法的工艺流程图。
具体实施方式
22.下面结合附图1和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
23.实施例1
24.参考附图1，图中箭头表示物料流动方向。
25.一种镍铜合金的高效浸出方法，本实施例中镍铜合金原料组成如表1所示。
26.表1镍铜合金原料组成(wt％)
[0027][0028][0029]
本实施例所述方法包括以下步骤：
[0030]
(1)氧压转型：镍铜合金原料与水按照液固质量比10:1混合，控制浆料ph值7.0、控制反应温度130℃，反应时间6h，控制氧分压1.2mpa，在缺酸、高氧压环境下进行氧压转型，将铜转型为氧化铜，镍转型为氧化镍；
[0031]
(2)酸溶：待镍铜合金转型完成后，立即加入原料量1.5倍的浓硫酸，酸溶时间0.5h。酸溶后的物料液固分离，产出含贵金属浸出渣渣率低，贵金属富集倍数较高，可送贵金属厂处理，产出酸溶液进入下一工序；
[0032]
(3)中和除杂：为了避免引入杂质元素，采用含固量10％碳酸镍作为中和剂，反应温度80℃，反应时间2h，调整酸溶液ph值3.5，脱除铁等杂质元素；
[0033]
(4)硫化氢沉铜：将硫化氢通入溶液中，控制反应温度50℃，反应时间4h，控制反应压力0.3mpa，使铜离子形成硫化铜沉淀送铜系统，同时产出纯净的硫酸镍溶液，用于制备硫酸镍结晶。
[0034]
本实施例公开的反应过程中无氢气产生，无危险隐患，镍的浸出率为98.54％，铜的浸出率为98.87％，铁的浸出率为97.62％，浸出渣渣率为2.84％，贵金属富集倍数34.51倍。
[0035]
实施例2
[0036]
一种镍铜合金的高效浸出方法，本实施例中镍铜合金原料组成如表2所示。
[0037]
表2镍铜合金原料组成(wt％)
[0038]
镍铜合金原料nicufe其它wt％83.5314.292.060.12
[0039]
本实施例所述方法包括以下步骤：
[0040]
(1)氧压转型：镍铜合金原料与水按照液固比8:1混合，控制浆料ph值5.0、控制反应温度90℃，反应时间6h，控制氧分压1.5mpa，在缺酸、高氧压环境下进行氧压转型，将铜转型为氧化铜，镍转型为氧化镍；
[0041]
(2)酸溶：待镍铜合金转型完成后，立即加入原料量1.6倍的浓硫酸，酸溶时间1h。酸溶后的物料液固分离，产出含贵金属浸出渣渣率低，贵金属富集倍数较高，可送贵金属厂处理，产出酸溶液进入下一工序；
[0042]
(3)中和除杂：为了避免引入杂质元素，采用含固量10％碳酸镍作为中和剂，反应温度85℃，反应时间3h，调整酸溶液ph值4.5，脱除铁等杂质元素；
[0043]
(4)硫化氢沉铜：将硫化氢通入溶液中，控制反应温度70℃，反应时间2h，控制反应压力0.5mpa，使铜离子形成硫化铜沉淀送铜系统，同时产出纯净的硫酸镍溶液，用于制备硫酸镍结晶。
[0044]
本实施例公开的反应过程中无氢气产生，无危险隐患，镍的浸出率为99.06％，铜的浸出率为98.82％，铁的浸出率为97.37％，浸出渣渣率为2.14％，贵金属富集倍数45.78倍。
[0045]
实施例3
[0046]
一种镍铜合金的高效浸出方法，本实施例中镍铜合金原料组成如表3所示。
[0047]
表3镍铜合金原料组成(wt％)
[0048]
镍铜合金原料nicufe其它wt％85.6211.742.130.51
[0049]
本实施例所述方法包括以下步骤：
[0050]
(1)氧压转型：镍铜合金原料与水按照液固比10:1混合，控制浆料ph值5.0、控制反应温度100℃，反应时间6h，控制氧分压1.2mpa，在缺酸、高氧压环境下进行氧压转型，将铜转型为氧化铜，镍转型为氧化镍；
[0051]
(2)酸溶：待镍铜合金转型完成后，立即加入原料量1.5倍的浓硫酸，酸溶时间1h。酸溶后的物料液固分离，产出含贵金属浸出渣渣率低，贵金属富集倍数较高，可送贵金属厂处理，产出酸溶液进入下一工序；
[0052]
(3)中和除杂：为了避免引入杂质元素，采用含固量20％碳酸镍作为中和剂，反应温度85℃，反应时间2h，调整酸溶液ph值4.5，脱除铁等杂质元素；
[0053]
(4)硫化氢沉铜：将硫化氢通入溶液中，控制反应温度60℃，反应时间4h，控制反应压力0.5mpa，使铜离子形成硫化铜沉淀送铜系统，同时产出纯净的硫酸镍溶液，用于制备硫酸镍结晶。
[0054]
本实施例公开的反应过程中无氢气产生，无危险隐患，镍的浸出率为98.27％，铜的浸出率为98.41％，铁的浸出率为97.65％，浸出渣渣率为2.69％，贵金属富集倍数36.43倍。
[0055]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氧压转型：将镍铜合金原料与水按照液固比(8-10):1混合，得到混合浆料，控制混合浆料的ph值为5-7，使混合浆料在氧分压为1.0-1.5mpa、温度为90-130℃的条件下进行氧压转型反应；(2)酸溶：待氧压转型反应结束后，立即向混合浆料中加入硫酸溶液，控制硫酸与镍铜合金原料的质量比为(1.4-1.7):1，进行酸溶反应；(3)固液分离：将酸溶后的浆料固液分离，得到浸出渣和酸溶液；(4)中和除杂：向酸溶液中加入含固量10-20％碳酸镍作为中和剂，调整酸溶液的ph为3.5-4.5，进行中和除杂反应，控制反应温度为75-85℃；(5)硫化氢沉铜：向中和除杂后的溶液中通入硫化氢，进行硫化氢沉铜反应，控制反应温度为50-70℃；(6)固液分离：将硫化氢沉铜后的反应体系进行固液分离，得到硫酸镍溶液和硫化铜。2.根据权利要求1所述的一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(1)的氧压转型反应时间为5-6h。3.根据权利要求1所述的一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(2)的酸溶反应时间为0.5-1h。4.根据权利要求1所述的一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(4)的中和除杂反应时间为2-3h。5.根据权利要求1所述的一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(5)的硫化氢沉铜反应时间为2-4h。6.根据权利要求1所述的一种镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(5)的硫化氢沉铜反应在0.3-0.5mpa的压力下进行。7.根据权利要求1-6任一项所述的镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述步骤(3)的浸出渣渣率≤3％，富集倍数≥30。8.根据权利要求1-6任一项所述的镍铜合金的高效浸出方法，其特征在于，所述镍铜合金原料的成分及质量含量为：ni79-89％、cu10-17％、fe1-3％、其他成分0-1％。

技术总结
本发明公开了一种镍铜合金的高效浸出方法，将氧压浸出反应过程分成氧压转型和酸溶两个反应过程，一方面避免了反应过程中释放出氢气，大大提高了反应过程的安全性，更加符合安全生产的要求；另一方面控制氧压转型反应中镍铜合金原料与水的液固比为(8-10):1、混合浆料的pH值为5-7、氧分压为1.0-1.5Mpa、温度为90-130℃，并且在氧压转型反应结束后，立即向混合浆料中加入硫酸溶液，控制硫酸与镍铜合金原料的质量比为(1.4-1.7):1等，本发明公开的方法极大的提高了铁的浸出率，进而大大降低了得到的浸出渣中的杂质含量，降低了浸出渣的渣率，提高了浸出渣中贵金属的富集倍数，本发明公开的方法可控制浸出渣的渣率≤3％，贵金属富集在30倍以上。在30倍以上。在30倍以上。


技术研发人员：贺来荣 郭金权 苏俊敏 赵秀丽 宗红星 张媛庆 陈彩霞 张彦儒 姜海燕 苏玉娟 欧晓健 马军虎 陈小林 席海龙 李全 徐文芳
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/5