一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，该工艺包括以下步骤：将硫化氢气体通入到镍电解液进行一级硫化反应，固液分离，所得一级滤液继续采用硫化氢气体进行二级硫化反应，固液分离，完成对镍电解液的处理。本发明专利技术中，采用两级硫化处理工艺对镍电解液进行深度脱铜处理，在实现除铜达标的前提下，能够有效提高硫化铜渣铜镍比，解决了因硫化铜渣铜镍比低而不能直接返回铜回收系统的问题，以及能够降低镍电解液中的镍损失，从而有利于镍和铜的回收利用，提高经济效益，具有工艺简单、操作方便、成本低廉等优点，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺
本专利技术属于镍湿法冶炼净化除杂
，涉及一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺。
技术介绍
镍湿法冶炼净化除杂过程中针对镍电解液除铜的方法主要有：置换法、电沉积法、萃取法和沉淀分离法。置换法是基于铜镍氧化-还原电位差异的分离方法，但该法会导致渣中镍粉损失量较大，运行成本高、经济效益差。电沉积法利用铜的析出电位比镍低，铜离子优先在阴极析出，从而达到分离目的，但该法除铜后液中铜含量偏高，电耗高，不适合大规模生产。萃取法和离子交换法除铜是一种基于铜镍与有机官能团结合性能差异的分离方法，缺陷在于会导致处理体系水膨胀，不宜工业上大规模应用。沉淀分离法是基于铜镍化合物溶度积差异：水解沉淀法基于铜的氢氧化物溶度积更小，通过调节pH值使得铜生成氢氧化物沉淀析出，但该方法镍的损失量很大，渣中铜镍比较低，难以达到要求。目前，工业实践过程应用最广、技术最成熟的为硫化法沉淀除铜：利用硫化铜溶度积远远小于硫化镍溶度积，铜离子优先被沉淀下来。常用的硫化药剂有镍精矿加阳极泥、活性硫磺粉、多硫化物、活性硫化镍等，它们的原理是基于上述硫化药剂在酸性溶液中释放出的硫离子与铜离子结合形成硫化铜沉淀，但存在的问题是药剂成本高，硫化铜沉淀渣镍损失高导致产出的铜渣Cu/Ni比较低，而当Cu/Ni≤15时，硫化铜渣不能直接返回铜火法系统回收，因而还需要进行二次铜镍分离处理，也会导致工艺流程长、综合处置成本高。另外，采用H2S气体代替上述硫化药剂可以很好的解决镍电解液除铜存在的技术瓶劲和经济成本问题，但是现有采用H2S气体处理镍电解液以实现除铜的方法还存在以下问题：（1）经H2S气体处理后得到的硫化后液中铜的浓度仍然较高，高于0.5mg/L，甚至高达5mg/L，同时在进一步处理过程中还需要使用大量的其它药剂，不仅导致工艺复杂且流程长，而且会增加处理成本以及二次污染风险；（2）为了有效降低硫化后液中铜的浓度，使用了过量的H2S气体，这不利于降低处理成本，同时过量的H2S气体容易造成硫化铜渣中铜镍比过低，甚至铜镍比只能达到5左右，使得产出的铜渣含镍较高无法直接回收处理。因此，针对现有镍电解液除铜工艺中存在的缺点和不足，提出一种工艺简单、操作方便、成本低廉、能够高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，对于镍电解液中镍与铜的回收再利用具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、成本低廉、能够高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，该工艺在实现除铜达标的前提下，能够提高硫化铜渣铜镍比（Cu/Ni）以及降低镍电解液中的镍损失，有利于促进镍与铜的回收利用，提高经济效益。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，包括以下步骤：S1、将硫化氢气体通入到镍电解液进行一级硫化反应，固液分离，得到一级滤液和一级CuS渣；S2、将硫化氢气体通入到步骤S1中得到的一级滤液中进行二级硫化反应，固液分离，得到二级滤液和二级CuS渣，完成对镍电解液的处理。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，还包括以下步骤：将步骤S2中得到的二级CuS渣加入到步骤S1的镍电解液中，与硫化氢气体一起对镍电解液进行一级硫化反应。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述一级硫化反应中，若不添加步骤S2中得到的二级CuS渣，所述硫化氢气体的流速为0.3Nm3/h～0.6Nm3/h；若添加步骤S2中得到的二级CuS渣，所述硫化氢气体的流速为0.3Nm3/h～0.5Nm3/h。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述一级硫化反应中，反应溶液的氧化还原电位为110mv～160mv时，结束一级硫化反应。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述一级硫化反应的时间为20min～30min。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述一级硫化反应在温度为60℃～70℃下进行。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述二级硫化反应中，反应溶液的氧化还原电位为-50mv～60mv时，结束二级硫化反应。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述二级硫化反应的时间为8min～20min。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述二级硫化反应在温度为60℃～70℃下进行。上述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，进一步改进的，所述二级硫化反应中，所述硫化氢气体的流速为0.1Nm3/h～0.3Nm3/h。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）本专利技术提供了一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，以H2S气体作为硫化药剂，先对镍电解液进行一级硫化处理，得到一级滤液和一级CuS渣，其中一级CuS渣占总渣量的90%以上，且硫化铜渣中铜镍比（Cu/Ni）≥30，可以直接返回铜冶炼系统进行铜回收，不需要再进行二次处理，即每次硫化处理均能够保证90%以上的硫化铜渣满足高铜镍比要求，可以直接返回铜火法回收系统；同时该一级CuS渣中的镍含量较低，即经一级硫化反应后镍电解液中镍损失极小；在此基础上，继续对一级滤液进行二级硫化处理，得到二级滤液和二级CuS渣，其中二次滤液中Cu含量≤0.5mg/L，保证了镍电解液除铜效果和指标稳定合格，且满足镍电解要求，从而实现对镍电解液中镍与铜的有效分离。本专利技术中，采用两级硫化处理工艺对镍电解液进行深度脱铜处理，在实现除铜达标的前提下，能够有效提高硫化铜渣铜镍比（Cu/Ni），解决了因硫化铜渣铜镍比（Cu/Ni）低而不能直接返回铜回收系统的问题，以及能够降低镍电解液中的镍损失，从而有利于镍和铜的回收利用，提高经济效益，具有工艺简单、操作方便、成本低廉等优点，有着很高的使用价值和很好的应用前景。（2）本专利技术中，经二次硫化处理后得到的二级CuS渣可返回至一级硫化处理中进行循环利用，通过利用二级CuS渣中含有的活性硫化镍与溶液中铜离子实现置换反应，不仅有利于减少硫化氢气体耗用量，降低硫化处理成本，而且由于二级CuS渣中的硫化镍重新返回至溶液中，有利于进一步减少镍损失。本专利技术中，通过循环利用二次硫化处理后得到的二级CuS渣，不仅能够进一步提高硫化铜渣中的Cu/Ni比以及降低硫化后液中的铜含量，解决了硫化铜渣Cu/Ni比低、硫化后液Cu离子浓度高的问题，而且能够进一步降低硫化处理成本，解决了硫化处理成本高的问题。本专利技术中，采用二级CuS渣逆流返回处理工艺，有效避免镍损失，同时硫化氢的消耗量降低了15%～20%，不同水质的镍电解液的处理成本维持在1～2元/m3。（3）本专利技术中，优化了两级硫化处理的工艺参数，其中一级硫化反应的条件为：采用常压、反应温度维持在60～70℃之间、反应时间20～30min、反应终点溶液氧化还原电位控制在110～160mv，其带来的好处是可以保证一级硫化铜渣Cu/Ni比≥30，一级铜渣中镍损失小。若ORP＞160mv，铜镍比会降低，且随着ORP值升高而降低。ORP＜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将硫化氢气体通入到镍电解液进行一级硫化反应，固液分离，得到一级滤液和一级CuS渣；/nS2、将硫化氢气体通入到步骤S1中得到的一级滤液中进行二级硫化反应，固液分离，得到二级滤液和二级CuS渣，完成对镍电解液的处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硫化氢气体通入到镍电解液进行一级硫化反应，固液分离，得到一级滤液和一级CuS渣；
S2、将硫化氢气体通入到步骤S1中得到的一级滤液中进行二级硫化反应，固液分离，得到二级滤液和二级CuS渣，完成对镍电解液的处理。


2.根据权利要求1所述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：将步骤S2中得到的二级CuS渣加入到步骤S1的镍电解液中，与硫化氢气体一起对镍电解液进行一级硫化反应。


3.根据权利要求2所述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，其特征在于，所述一级硫化反应中，若不添加步骤S2中得到的二级CuS渣，所述硫化氢气体的流速为0.3Nm3/h～0.6Nm3/h；若添加步骤S2中得到的二级CuS渣，所述硫化氢气体的流速为0.3Nm3/h～0.5Nm3/h。


4.根据权利要求3所述的高效分离镍电解液中镍与铜的工艺，其特征在于，所述一级硫化反应中，反应溶液的氧化还原电位为110mv～...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓云，班双，周剑雄，杨传根，
申请(专利权)人：长沙华时捷环保科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43