铜电解废液中提取硫酸镍

第 2l卷第 4期 2007年 12月 玉有毛童唐 Jian i NonfeITOIIS Metals Vo1．21,No．4 Dec．2OO7 文章编号：1005—2712(2007)04—0024-03 铜电解废液中提取硫酸镍 李志”2叉=- 于 心 (梅州市金雁实业集团公司，广东 梅州 514021) 摘 要：在负压的条件下，利用锅炉蒸汽回收铜电解废液中的硫酸镍，其回收率达到98％~i。该 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 操作简便． 为回收铜电解废液中的硫酸镍提供了一条新途径。 关键词：铜；废液；硫酸镍 ． 中图分类号：TF805．2 文献标识码：A 0 引 言 国内铜冶炼普遍采用火法精炼的生产工艺。随 着铜矿资源越来越紧缺．火法工艺的原料有相当一 部分为再生铜资源。这部分资源成分复杂、含量不 一 ，含有镍等价高且有广泛用途的稀贵金属。它们在 冶炼过程中通过阳极反射炉被富集到阳极铜中。然 后又在电解时随铜进入硫酸铜溶液介质．其中镍在 介质中逐渐积聚的含量仅次于 Cu2+。当 Ni2+达到 15 L时成为影响阴极铜质量的主要有害杂质元 素，所以必须定期排放以保持硫酸铜溶液的稳定． 并将排出溶液进行回收加以利用。目前，国内从电 解废液中提取镍主要有电积法和直火法两种传统 方法 。其中电积法是将电解废液经脱铜后通入直 流电进行提取，缺点是当废液中含硫酸镍浓度为 10～20 g／L，电积效率低，处理成本高，此方法很少被 应用；而直火法虽应用比较广，但存在浓缩析出无定 形结晶时，使固溶物吸热不均出现液体飞溅现象，对 安全操作影响较大．同时要求加热容器必须是耐酸 耐热特殊不锈钢或金属钛材料．工艺设备投资比较 大。并且这两种方法还存在能耗高．环境污染严重等 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 [1-2]。针对传统处理方法的不足，笔者介绍一种 在负压低温条件下利用锅炉蒸汽加热回收硫酸镍的 高效处理新工艺。 1工艺参数的试验选择 1．1含镍水样 实验采用铜冶炼中以部分再生铜为原料电解 时产生含镍废液作水样。取得 200 mL经电积脱铜 后的水样置于烧杯中。测得主要成分及含量参见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 表 1 电解废液主要成分及含量 g／L 成分 H2SO, Ni Cu As Sb Bi 含量 280 15，86 O，05 O，97 O．09 O．1 3 1．2实验仪器 主要仪器：原子吸收仪；723型分光光度计：44B 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 电解器。 1．3 实验方法 移取 200 mL含镍水样子 2 000 mL锥形瓶中． 加入 98％ H SO 100 mL，在室温下搅拌摇匀，取 适量上层清液测定此溶液中硫酸浓度及硫酸镍含 量 。 · 1．4 不同硫酸用量对硫酸镍溶解度、沸点的影响 (1)按照上述试验操作，改变硫酸加入量，测得 不同加入量时溶液中硫酸浓度及硫酸镍含量如表2 所示。从图 1可以看出硫酸镍在不同浓度的硫酸中 表 2 硫酸镍的不同硫酸浓度及含量 注：数据为连续 3次试验平均值 溶解度变化较大，当硫酸浓度>1 000 g／L时，硫酸镍 收稿日期：2007—09—1O 作者简介：李志坚(1965一)，男，广东梅州人，工程师，主要从事工程机械、电气、生产工艺技术工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 李志坚：铜电解废液中提取硫酸镍 25 在硫酸溶液中的溶解度较小，硫酸浓度越大，硫酸镍 在硫酸溶液介质中溶解度越小，相应硫酸镍回收率 就越高。 蚓 如 图1硫酸镍在不同硫酸浓度中的溶解曲线 (2)按照 1．3试验方法加入硫酸后缓慢加热，测 得不同加入量时硫酸镍溶液沸点见表3。由图2可看 出随着硫酸浓度不断增大，而沸点也随着不断升 表3 硫酸镍在不同硫酸浓度的沸点 注：数据为连续 3次试验平均值 呱 蟋 疑 肄 醛 梧 硫酸浓度，(g·L- ) 图2 硫酸浓度与溶液沸点曲线 高，当溶液介质中硫酸浓度从 275～986 g／L时．沸点 也为 110-155℃。根据物理化学原理，溶液的沸点 与溶液蒸气压成正比，蒸气压减小，沸点降低f】-31。按 照这些特性，梅州市金雁实业集团公司自创 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 出 负压低温提取硫酸镍技术．突破了加热温度和加热 方式的局限。故选择反应罐内控制负压为 0．01～ 0．08 MPa，反应温 度 75～120℃ ，硫酸浓度 大于 1 000 g／L的工艺指标。 2 生产工艺流程设计 2．1 生产工艺流程 按照试验选择的负压低温提取技术和电解废液 含镍较高的特性，设计一套处理含 Ni ≥12 g／L、游 离酸浓度≥240 g／L的生产工艺流程(见图3)。 电解废液脱铜液 图3 硫酸镍提取工艺流程图 2．2 操作步骤 把经电积脱铜至含 Cu +<0．1 ，含 Ni2+≥12 的废液加入反应罐，控制加入量为额定容积的80％， 开启搅拌器，转速为25 r／rain，通入蒸汽，蒸汽压力大 于0．1 MPa，开启真空泵反应罐内抽真空，控制反应 罐内负压为 0．01～0．08 MPa。当罐内液体开始下降 时，均匀补加脱铜液，并保持一定的液面。当罐内负 压为0．08 MPa，温度为 120℃时停止补加脱铜废液， 并保持 1 h(保证酸浓度在 1 000 g／L以上)，关闭蒸汽 转为冷水冷却。当温度降至 60℃左右时．即可放料 至衬塑澄清槽静置，待进一步冷却至≤30℃时．上层 为废液(黑酸)输入储存罐待处理，下层沉积物为硫 酸镍，经离心机固液分离，可得粗品硫酸镍产品。 粗品硫酸镍含镍达 24％～25％。由于镍的单质 及化合物用途大，价值高，它作为再生原料售给专门 生产厂家进行深加工提取金属镍。粗品硫酸镍的品 位如表 4所示。 表 4粗品硫酸镍的品位 ％ 维普资讯 http://www.cqvip.com 26 茵毛童唐 第21卷 2．3构成工艺流程主要设施 提取硫酸镍工艺流程主要设施见表 5。 表5 工艺流程主要设施 3 工艺效果 (1)硫酸镍产品回收率 98％以上，产品质量稳 定含镍达 24％～25％，含 Cu +<0．2％能够满足精制 硫酸镍产品原料要求。 (2)由于硫酸具有很强的吸水性，水分子要脱离 硫酸的吸力需要吸收较大能量后才能从游离酸中汽 化逸出，在通常锅炉蒸汽加热条件下，难以达到这一 能量。采用负压真空蒸发浓缩，负压越大，沸点越低， 混合液体沸点可降至 70℃以下．解决了蒸汽加热难 以使稀H2sO 浓缩脱水的难点。 (3)负压真空装置采用离心水泵+SBP喷头提供 负压。真空度最大可达 0．09 MPa，具有抽空气体不 与机械部件直接接触的特点，突破了抽真空不能抽 取水汽酸雾介质的技术瓶颈，蒸发速度快，每罐蒸发 速度可达 100—150 I 。 (4)反应罐内蒸发的含酸蒸汽与循环离心泵内 加碱水介质进行水汽混合后被中和，蒸发气体不放 空，因此具有更好的环保特性。 (5)铜电解废液中提取硫酸镍主要是通过蒸发 废液中的水分，提高游离酸浓度，降低硫酸镍的溶解 度来实现的。根据降低液体蒸发压力会使液体沸点 降低的原理，增加反应罐内负压真空状态，通过降低 液体沸点来提高蒸发。缩短单位量液体中水分的蒸 发时间，提高效率。 4 经济效益分析 负压低温蒸汽加热回收硫酸镍工艺于 2005年 6月建成并投入运行 ，总投资为 50万元，设计处理 电解废液能力 7 500 mYa。运行结果表明，电解废液 经负压低温蒸汽加热提取后，硫酸镍回收率 98％以 上 ，每年能回收硫酸镍粗品 300 t，扣除运行费用每 年可创利润 1 000万元。 5 结 论 (1)利用锅炉蒸汽在负压低温条件下加热回 收硫酸镍，效果好。当反应罐内负压控制为 0．01～ 0．08 MPa，温度为 75～120 oC时，硫酸镍产品回收 率可保持在 98％以上。 (2)在负压低温整个操作体系中，蒸发浓缩、冷 却过程都是在密封反应罐内进行，具安全、环保、易 操作等特点。 参考文献： [1l 黄锦江．铜冶炼与高性能铜合金生产加工新工艺新技术及相关 标准规范实用手册[M]．北京：北方工业出版社，2007：3o1—306． [2】 韦斯利 艾肯费尔德 W．工业水污染控制[M】．陈忠明，译．北京：化 学工业出版社．2004：94． [3】 程述武，蔡文娟、物理化学[M】．北京：冶金工业出版社，1982：124— 136 Extract Nickel Sulfate from the Liquid W aste of Copper Electrolysis LI Zhi-]ian (Meizhou Jinyan Industrial Co．，Ltd、，Meizhou 514021，Guan gdong，China) Abstract：Under negative pressure，nickel sulfate can be recovered from the liquid waste of copper electrolysis through the boiler stream．The recovery rate of nickel sulfate comes up to 98％ ．Th e process is simple and gains good economic benefits，providing a new way for the recovery of nickel sulfate from the liquid waste of copper electrolysis． Key words：Cu；liquid waste；nickel sulfate (编辑：尹晓星) 维普资讯 http://www.cqvip.com