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溶剂萃取在钻镍精炼中的应用

编辑:管理员    发布时间:2016/10/7 17:13:10

    由于溶剂萃取具有分离效果好、金属回收率高、容易实现自动化、对环境友好等特点,特别是随着新的高选择性的萃取剂的问世,这项技术己经广泛地用于核工业、冶金、化工、环保等各个领域,己成为镍钻精炼工业中一种重要而有效的提取、分离和富集的方法,己进入镍精炼工艺的主流,成为镍精炼工艺中重要的工序。

    近年来在铜工业中处理低品位矿、氧化矿所采用的浸出一一萃取一一电积工艺的大规模应用以及在工程设计上、在设备的制造上所积累的经验对于溶剂萃取在镍工业中的应用起到了显著的推动作用。

工艺流程的选择和技术的进步是与处理的原料和生产的产品分不开的。世界上可开采的陆地镍资源有30%的硫化矿和70%的红土矿。现在世界上70%的镍都是从硫化矿中提取的,随着高品位、容易开采的硫化矿越来越少,红土矿资源就提上了议事日程。近年来,在红土矿湿法冶金处理工艺中各种组合的溶剂萃取己成为流程中最引入注目的关键技术之一。

 

1.高冰镍湿法精炼技术与溶剂萃取    

除了硫化镍阳极电解工艺之外,近年来高冰镍精炼新工艺主要有氯化精炼和硫酸选择性浸出。

    1. 1氯化精炼

    高冰镍氯气选择性浸出的优点是可以在常温、常压下进行,镍离子浓度高,溶液体积小,可以采用高电流密度电积,氯气可以循环使用。但是氯化物介质的腐蚀性比较强,对设备、材质的要求比较苛刻。

    在氯化物溶液中钻可以形成络阴离子CoCl4,而镍不能形成络阴离子,这就是在氯化物溶液中用胺类萃取剂分离钻/镍的基础,通常采用叔胺(三正辛胺或三异辛胺)。这。这个萃取体系的最大缺点就是茹度比较大,有机相容易夹带镍溶液而造成钻反萃液中含镍偏高。国外为了降低有机相的茹度和夹带,都使用芳烃类的稀释剂,但这种稀释剂闪点很低,容易挥发,腐蚀性也比较强。克里斯蒂安松在上世纪曾使用闪点只有2 6的二甲苯作为稀释剂,中国在使用叔胺萃取剂时没有用芳烃稀释剂,为了消除第三相加入三相改质剂,如TB P或异辛醇,异辛醇价格比较便宜,对PVC也无腐蚀作用,比TB P有更大的优点。

    我国针对高冰镍氯化精炼工艺进行了大量的试验研究,取得了多项研究成果,形成了高冰镍氯气浸出一一合金交换沉铜一一浸出液采用叔胺萃取分离一一镍电积生产电镍的工艺流程。

    1. 2硫酸选择性浸出

    硫酸介质是湿法冶金中最通用的体系。高冰镍采用硫酸加压选择性浸出镍、铜、铁和铂族金属都得到了很好的分离,铜和铁可以抑制在加压浸出渣中,常压浸出液中只含镍、钻,几乎不含铜、铁,铂族金属富集在终渣中。现在世界上己有多家镍钻精炼厂采用了硫酸选择性浸出工艺。

    在镍钻硫酸盐溶液中己经使用的三代磷()类萃取剂,第一代为D2EHPA(国内同类产品称为P204),它对钻/镍的分离系数很低,因此需要比较多的级数;它比在硫酸盐溶液中对钻/镍的分离系数同样条件下的P204提高了一个数量级。P507对钻/镍的分离系数虽然比P204提高了许多,但对于含钻很低的高镍溶液分离仍有困难,而且P507对钙有一定的共萃,当用硫酸洗涤和反萃时会产生硫酸钙沉淀而影响正常操作,含铁的P507有机相反萃也比较困难,需要用4 -}-6摩尔/升的盐酸反萃;它对钻/镍的分离系数比同样条件下的P507又提高了一个数量级,因此,可以用于高镍低钻的溶液中的钻/镍分离(例如高冰镍硫酸选择性加压浸出液),而且它基本上不萃钻,含铁有机相的反萃也不必采用盐酸。

    P204, P507Cyanex272这三个萃取剂的结构很相似,彼此只差一个氧原子,但萃取能力却有很大的差别。大家曾针对高冰镍硫酸选择性浸出的溶液(每升含镍88 .8克,含钻1.22)采用5%浓度的的三种萃取剂进行了试验,得到的分离系数数据列于表2(0八二12 0 0C)

    Canexe272虽然有很优良的萃取性能,但价格比较贵,因此如果料液含钻较高大于10/升时,不比采用Cyanex272,而用P507即可以得到满意的分离效果。如果料液含钻很低,只有零点几克至几克,则应该选用Cyanex272才可以既得到好的镍产品,又得到好的钻产品。

    高冰镍硫酸选择性浸出的技术在中国己经得到了成功的应用,最初是在吉林镍业企业用于生产硫酸镍,常压和加压浸出都采用间断操作。高压釜容积近40m?,实现了常压和加压的连续浸出。浸出液采用黑镍除钻,钻渣酸溶后采用Cyanex272萃取分离钻/镍。

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