冶金冶炼
M etallurgical smelting
无电沉镍王永斌1，王 军1，秦 令2
（１．西北矿冶研究院，甘肃 白银 ７３０９００；２．重庆长风化学工业有限公司，重庆 ４０００００）
摘 要：本文以适量的沉镍试剂添加到铜电解液净化后的脱铜终液中，经加热搅拌反应使沉镍试剂与脱铜终液中的镍离子结合形成不溶于稀硫酸的镍盐沉淀，通过过滤得到镍含量较高的镍盐，并同时得到不带入外来杂质且酸浓度同铜电解初始溶液中游离酸浓度相当的稀硫酸溶液；回收的镍盐经简单焙烧即成为氧化镍原料，脱镍溶液可直接返回铜电解系统循环使用。 关键词：沉镍试剂；脱铜终液；电解
中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１０－０００８－２
Study on the New Process Technology of Purifying Nickel in the Final Liquid of
Copper Electrolytic Copper Removal
WANG Yong-bin1, WANG Jun1, QIN Ling2
（１．Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， Ｂａｉｙｉｎ ７３０９００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａｎ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔ ｉｓ ａｄｄｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｉｓ ｐｕｒｉｆｉｅｄ． Ａｆｔｅｒ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｔｉｒｒｉｎｇ， ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｒｅａｇｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ ｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｆｏｒｍ ａ ｎｉｃｋｅｌ ｓａｌｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｉｎ ｄｉｌｕｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ． Ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ ｓａｌｔ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｅｒ ｎ
ｉｃｋｅｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ａ ｄｉｌｕｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｎｏ ｆｏｒｅｉｇｎ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ａｎｄ ａｎ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｆｒｅｅ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ； ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ｎｉｃｋｅｌ ｓａｌｔ ｂｅｃｏｍｅｓ ｎｉｃｋｅｌ ｏｘｉｄｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｆｔｅｒ ｓｉｍｐｌｅ ｒｏａｓｔｉｎｇ Ｔｈｅ ｎｉｃｋｅｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ．
Keywords: Ｎｉｃｋｅｌ ｓｉｎｋｉｎｇ ｒｅａｇｅｎｔ； ｃｏｐｐｅｒ ｒｅｍｏｖａｌ ｆｉｎａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ； ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ
铜冶炼企业的铜电解净化系统目前仍普遍采用“二段脱铜液还原后液蒸发结晶制备粗硫酸镍”的脱镍的传统工艺[1]，该工艺具有电能消耗大、蒸发罐内温度操作不易控制、生产成本高、生产效率低下、硫酸镍产出率低、脱除效率不高、能耗较高、劳动强度较大、环保压力较大、经济效益不高等缺点[2]。
针对上述技术问题，本项目将研究开发一种“从铜电解脱铜终液中直接提取镍并制备电解液”的新技术。新技术方案为：以适量的沉镍试剂添加到铜电解液净化后的脱铜终液中，经加热搅拌反应使沉镍试剂与脱铜终液中的镍离子结合形成不溶于稀硫酸的镍盐沉淀，通过过滤得到镍含量较高的镍盐，并同时得到不带入外来杂质且酸浓度同铜电解初始溶液中游离酸浓度相当的稀硫酸溶液；回收的镍盐经简单焙烧即成为氧化镍原料，脱镍溶液可直接返回铜电解系统循环使用。
本项目将研发出一种新型沉镍试剂和一种从铜电解脱铜终液中直接提取镍并制备电解液的新技术。该技术对于含镍10g/L~20g/L、游离酸150g/L~250g/L的脱铜终液，脱镍后的溶液中的镍含量可下降到1g/L~4g/L，游离酸含量保持不变，且不带入新的杂质，可直接返回电解车间循环使用。同时每升脱铜终液脱镍后产生的镍盐量可达36g~64g，镍品位为24%~27%。目前铜业公司电解车间年产“脱铜终液”约8000m³/a，因而本技术每年可回收镍盐51.2吨，直接效益达113万元。
本项目新技术具有工艺操作简单、能耗低、投入小、除杂效果显著、不引入新的杂质、无三废排放、经济效益突出等特点。经济效益、环保效益、社会效益十分显著。
1 试验部分
1.1 主要仪器及试剂
表1 试验主要仪器设备
设备名称生产厂家规格型号
pH计上海雷诺
电动搅拌金坛大地自动化仪器厂DJC-100（100W）循环水真空泵天津华鑫仪器厂SAZ-D(Ⅲ) 电热恒温水浴锅北京靖卫科学仪器厂HHS.21-Ni6B 电子天平
梅特勒-托利多仪器（上海）
有限公司
烘箱金坛大地自动化仪器厂0-300℃
表2 试验主要化学试剂
药剂名称分子式纯度生产厂家
硫酸H
2
SO
4
分析纯白银化学试剂厂
草酸H
2
C
2
O
4
分析纯天津市大茂化学试剂厂
聚丙烯酰胺(CH
2
CH)
n
NCONH
2
分析纯
天津市凯信化学工业有
限公司
氢氧化钙Ca(OH)
2
分析纯
天津市凯信化学工业有
限公司
1.2 试验原料
试验原料为铜业公司铜电解车间净液工段脱铜终液。对该脱铜终液进行了检测分析，其化学成分结果如下：
表3 化学成分表
元素Cu Pb Zn Fe Sb Bi Ni As H
2
SO
4脱铜
终液
0.380.00651 1.120.0770.09520.280.74263.84
根据脱铜终液的化学成分分析可知该脱铜终液中Ni超标，通过添加沉镍试剂-加热搅拌-过滤得到镍含量较高的镍盐。
收稿日期：２０２０－０５
作者简介：王永斌，男，生于１９６９年，汉族，江苏扬州人，硕士研究生，教授级高级工程师，研究方向：二次资源的回收利用。
世界有金属2020年 5月下
8
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