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溶劑萃取在鑽鎳精煉中的應用

作者:管理員    發布時間:2016/10/7 17:13:10

    由於溶劑萃取具有分離效果好、金屬回收率高、容易實現自動化、對環境友好等特點,特別是隨著新的高選擇性的萃取劑的問世,這項技術己經廣泛地用於核工業、冶金、化工、環保等各個領域,己成為鎳鑽精煉工業中一種重要而有效的提取、分離和富集的方法,己進入鎳精煉工藝的主流,成為鎳精煉工藝中重要的工序。

    近年來在銅工業中處理低品位礦、氧化礦所采用的浸出一一萃取一一電積工藝的大規模應用以及在工程設計上、在設備的製造上所積累的經驗對於溶劑萃取在鎳工業中的應用起到了顯著的推動作用。

工藝流程的選擇和技術的進步是與處理的原料和生產的產品分不開的。世界上可開采的陸地鎳資源有30%的硫化礦和70%的紅土礦。現在世界上70%的鎳都是從硫化礦中提取的,隨著高品位、容易開采的硫化礦越來越少,紅土礦資源就提上了議事日程。近年來,在紅土礦濕法冶金處理工藝中各種組合的溶劑萃取己成為流程中最引入注目的關鍵技術之一。

 

1.高冰鎳濕法精煉技術與溶劑萃取    

除了硫化鎳陽極電解工藝之外,近年來高冰鎳精煉新工藝主要有氯化精煉和硫酸選擇性浸出。

    1. 1氯化精煉

    高冰鎳氯氣選擇性浸出的優點是可以在常溫、常壓下進行,鎳離子濃度高,溶液體積小,可以采用高電流密度電積,氯氣可以循環使用。但是氯化物介質的腐蝕性比較強,對設備、材質的要求比較苛刻。

    在氯化物溶液中鑽可以形成絡陰離子CoCl4,而鎳不能形成絡陰離子,這就是在氯化物溶液中用胺類萃取劑分離鑽/鎳的基礎,通常采用叔胺(三正辛胺或三異辛胺)。這。這個萃取體係的最大缺點就是茹度比較大,有機相容易夾帶鎳溶液而造成鑽反萃液中含鎳偏高。國外為了降低有機相的茹度和夾帶,都使用芳烴類的稀釋劑,但這種稀釋劑閃點很低,容易揮發,腐蝕性也比較強。克裏斯蒂安鬆在上世紀曾使用閃點隻有2 6的二甲苯作為稀釋劑,中國在使用叔胺萃取劑時沒有用芳烴稀釋劑,為了消除第三相加入三相改質劑,如TB P或異辛醇,異辛醇價格比較便宜,對PVC也無腐蝕作用,比TB P有更大的優點。

    我國針對高冰鎳氯化精煉工藝進行了大量的試驗研究,取得了多項研究成果,形成了高冰鎳氯氣浸出一一合金交換沉銅一一浸出液采用叔胺萃取分離一一鎳電積生產電鎳的工藝流程。

    1. 2硫酸選擇性浸出

    硫酸介質是濕法冶金中最通用的體係。高冰鎳采用硫酸加壓選擇性浸出鎳、銅、鐵和鉑族金屬都得到了很好的分離,銅和鐵可以抑製在加壓浸出渣中,常壓浸出液中隻含鎳、鑽,幾乎不含銅、鐵,鉑族金屬富集在終渣中。現在世界上己有多家鎳鑽精煉廠采用了硫酸選擇性浸出工藝。

    在鎳鑽硫酸鹽溶液中己經使用的三代磷()類萃取劑,第一代為D2EHPA(國內同類產品稱為P204),它對鑽/鎳的分離係數很低,因此需要比較多的級數;它比在硫酸鹽溶液中對鑽/鎳的分離係數同樣條件下的P204提高了一個數量級。P507對鑽/鎳的分離係數雖然比P204提高了許多,但對於含鑽很低的高鎳溶液分離仍有困難,而且P507對鈣有一定的共萃,當用硫酸洗滌和反萃時會產生硫酸鈣沉澱而影響正常操作,含鐵的P507有機相反萃也比較困難,需要用4 -}-6摩爾/升的鹽酸反萃;它對鑽/鎳的分離係數比同樣條件下的P507又提高了一個數量級,因此,可以用於高鎳低鑽的溶液中的鑽/鎳分離(例如高冰鎳硫酸選擇性加壓浸出液),而且它基本上不萃鑽,含鐵有機相的反萃也不必采用鹽酸。

    P204, P507Cyanex272這三個萃取劑的結構很相似,彼此隻差一個氧原子,但萃取能力卻有很大的差別。AG亞遊手機版下載曾針對高冰鎳硫酸選擇性浸出的溶液(每升含鎳88 .8克,含鑽1.22)采用5%濃度的的三種萃取劑進行了試驗,得到的分離係數數據列於表2(0八二12 0 0C)

    Canexe272雖然有很優良的萃取性能,但價格比較貴,因此如果料液含鑽較高大於10/升時,不比采用Cyanex272,而用P507即可以得到滿意的分離效果。如果料液含鑽很低,隻有零點幾克至幾克,則應該選用Cyanex272才可以既得到好的鎳產品,又得到好的鑽產品。

    高冰鎳硫酸選擇性浸出的技術在中國己經得到了成功的應用,最初是在吉林鎳業公司用於生產硫酸鎳,常壓和加壓浸出都采用間斷操作。高壓釜容積近40m³,實現了常壓和加壓的連續浸出。浸出液采用黑鎳除鑽,鑽渣酸溶後采用Cyanex272萃取分離鑽/鎳。

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