镍冶炼过程中产生的废弃物及伴生元素的走向

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1.镍冶炼过程中产生的废弃物及伴生元素的走向

镍造锍:镍铜钴金银和铂族金属富集于低镍锍中,烟尘-稀散金属;

转炉吹炼:镍铜钴金银和铂族金属富集于高镍锍中,控氧可使钴部分进入转炉渣或镍锍。高镍锍缓冷分选出镍精矿-金银和铂族金属在镍电解阳极泥;通镍合金-回收铂族金属主要原料。

镍冶炼过程伴生金属的走向提取多种伴生金属的工艺

左半部:多金属共同富集、贵贱金属分离、贱金属多阶段分离,制取铜、钴、镍。

右半部:贵金属提取冶金技术。

2.镍冶炼过程伴生元素的回收

(1)镍冶金中钴的综合回收

A.转炉渣提钴

高温高压下,氧气将镍钴铜氧化成可溶性硫酸盐,使铁留在渣中,选择性浸出。先用硫代硫酸钠除铜后,再用P深度除铜。萃余液用P进行镍钴分离,之后萃余液硫酸镍,用草酸铵沉钴,草酸钴煅烧得氧化钴粉末。

氧化钴粉末

B.镍电解净液钴渣提钴

镍净化钴渣的主要成分:镍、铜、铁、钴的氢氧化物。钴渣于65~75℃硫酸溶液中进行,亚硫酸钠将Co3+还原成Co2+并溶解。95℃,氯化钠将Fe2+氧化水解沉淀除去。P除铜和铁,后液再用P分离镍钴,得到CoCl2,隔膜电解生产钴,或草酸沉钴再煅烧生产氧化钴粉。(难点:镍钴分离。)

镍电解净液钴渣提钴工艺流程

C.镍电解净液钴渣中生产氧化钴

a钴溶液净化:黄钠铁矾法除铁(钴渣浆化、加硫酸、通二氧化硫还原溶解。黄钠铁矾法除铁,后液用次氯酸钠沉钴生成氢氧化钴,二次溶解与沉钴后的氢氧化钴反射炉煅烧和电炉还原熔炼,铸成钴阳极板,在氯化物介质中,通过可溶阳极电解成电解钴,钴电解阳极液净化-硫化钠除铜、通氯氧化中和除铁。硫酸镍溶液返回镍电解系统。);萃取剂净化提纯:P-镍钴分离;P-优良镍钴分离萃取剂

钴溶液净化

b草酸铵沉钴:

草酸铵从氯化钴溶液中提取钴,反应式:

CoCl2+(NH4)2C2O4=CoC2O4+2NH4Cl

草酸铵沉钴沉淀草酸钴工艺流程

D.从硫酸钴(氯化钴)溶液中电解沉积金属钴

从水溶液中电解沉积金属钴的电化学系统

E.钴的电解精炼

(a)氢氧化钴Co(OH)3物料的反射炉焙烧:Co(OH)3脱水后Co3O4,再转化为CoO,在石油焦还原下与C反应生成Co+CO2

(b)氧化钴烧结块的还原熔炼:

CoO被碳还原成Co,炉料中CaO与硫化钴生成CaS进入炉渣,脱硫。(CoS+CaO+C-Co+CaS+CO)

(c)钴电解精炼过程电极反应(阳极:Co-4e=2Co2+,阴极:Co2++2e=Co,2H++2e=H2,H+具有更高的正电性,先放电析出。)

(d)钴电解过程中杂质行为:

Ni、Fe、Zn、Cu、Pb、Mn、有机物

(e)钴电解精炼得阳极液净化:

除镍-硫磺及钴粉;除铜铅-硫化钠溶液和钴粉,生成硫化物沉淀;除铁-氯气氧化中和水解除铁

(2)镍冶金中贵金属的综合回收

传统工艺:

贵金属分离提纯传统工艺流程图

贵金属精矿首先采用焙烧-浸出法使贱金属溶解,得到的浸出渣再用王水溶解,使金属进入溶液。再用氯化亚铁、硫酸亚铁或二氧化硫作还原剂,使金呈海绵状沉淀,再经反复溶解、还原或用电解法提纯制取纯金。沉金后液加入氯化铵,铂呈氯铂酸铵沉淀,经反复溶解、沉淀制取纯氯铂酸铵,再煅烧后得纯海绵铂。沉铂后加氯化铵与氨水,使钯呈二氯二氨络亚钯沉淀,经过反复酸化溶解与配合沉淀,得纯二氯二氨络亚钯,再经煅烧、还原得到纯海绵钯。

从二次合金富集贵金属的工艺流程

从二次合金富集贵金属精矿的工艺流程,可看出来,主要过程包括盐酸浸出、控制电位氯化浸出、浓硫酸浸煮和四氯乙烯脱硫等工作。

贵金属精矿分离提纯方法(1)氧化蒸馏分离提取锇钌;(2)铜粉置换和铂、钯、铑、铱、金的分离提纯。



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