硫化鎳電解精煉

硫化鎳電解精煉創(chuàng)建時(shí)間:2008-08-02硫化鐐電解精煉(electrorefiningofnickelsesquisulphide)以硫化鐐精礦為可溶陽(yáng)極，經(jīng)電解精煉獲得純鐐的鐐電解方法。硫化鐐精礦為鐐銃的分選產(chǎn)物。電解精煉可以制得特號(hào)、一號(hào)或二號(hào)鐐。該方法于20世紀(jì)50年代首先在加拿大湯普遜(Thompson)鐐精煉廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。中國(guó)于70年代開(kāi)始用于工業(yè)生產(chǎn)后，各鐐冶煉廠相繼采用這種工藝。工藝特點(diǎn)與粗鐐電解精煉類(lèi)似，但也有其特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在五個(gè)方面。(1)可溶陽(yáng)極由硫化鐐澆鑄而成，陽(yáng)極反應(yīng)為：2+NiS(s)-6e=3Ni(aq)+2S(s)322+(2)由于陽(yáng)極含硫高，陽(yáng)極的鈍化程度較粗鐐陽(yáng)極嚴(yán)重，導(dǎo)致電解液的Ni和pH迅速降低，為使電解過(guò)程中的電解液體積，以及電解液的鐐離子濃度和pH保持在一定范圍，而需設(shè)置造液工序。(3)陽(yáng)極雜質(zhì)含量高，電解液凈化工藝復(fù)雜。(4)硫化鐐陽(yáng)極容易脆裂，除了運(yùn)輸和裝槽要多加小心外，還需嚴(yán)格控制澆鑄后的冷卻速率。(5)電解液中起提高電導(dǎo)率作+2+用的Na，隨著電解液中Ni的減少會(huì)不斷升高，導(dǎo)致陽(yáng)極電位急劇上升，需定期排除。電解在流動(dòng)式隔膜電解槽中進(jìn)行，主要工藝參數(shù)如表。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與粗鐐電解精煉基本相同。,E■■■■rr-K.騫伉耳 Cl娜J.-1.N蕓a-t1*陽(yáng)極過(guò)程陽(yáng)極絕大部分為NiS、CuS、CoS、PbS、ZnS及FeS等金屬硫化物，還322含有少量的金屬鎳。其典型的組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)3,,)為:Ni76,Cu2.6,Co0.5,Fe0.5,S20。硫在陽(yáng)極過(guò)程中起著十分重要的作用。當(dāng)陽(yáng)極含硫量很小時(shí)，硫以共晶體存在金屬晶體間的界面上，金屬硫化物此時(shí)實(shí)際不參與電極反應(yīng)而直接進(jìn)入陽(yáng)極泥中。當(dāng)陽(yáng)極含硫增加，但不足以使全部金屬形成硫化物時(shí)，由于金屬優(yōu)先放電溶解，陽(yáng)極表面留下一層硫化物薄膜，從而提高了陽(yáng)極實(shí)際的電流密度，使陽(yáng)極電位變得更正，促進(jìn)以下反應(yīng)的進(jìn)行:2++2-NiS(s)+8HO(aq)-18e=3Ni(aq)+2SO(aq)+16H3224此反應(yīng)使大量電流消耗在硫的氧化上，并導(dǎo)致電解液pH降低及鎳離子貧化。直到陽(yáng)極含硫增加至足以使全部金屬形成相應(yīng)的硫化物時(shí)，陽(yáng)極過(guò)程才能正常進(jìn)行。工業(yè)實(shí)踐表明，，為宜。陽(yáng)極含硫以大于20造液通常的方法是將一部分陽(yáng)極液引出，用鹽酸、硫酸或二者的混合酸液將其酸度調(diào)整到含游離酸50,55g,L，然后注入不帶隔膜的電解槽中電解。電解槽的陽(yáng)極可選用較好的殘極、合金陽(yáng)極或硫化鎳陽(yáng)極，陰極可用鎳殘極、銅板或石墨。造液過(guò)程中應(yīng)充分利用氫離子陰極極化電位比鎳離子低而平衡電位比鎳正的條件，促進(jìn)氫離子在陰極上放電，使鎳2+的陰極電流效率遠(yuǎn)低于陽(yáng)極的電流效率，從而提高電解液中的Ni濃度。在電解精煉過(guò)程中，隨著硫化鎳陽(yáng)極陸續(xù)溶解和鎳在陰極上的析出，電陽(yáng)極液凈化解液中的雜質(zhì)和酸度不斷增加，鎳濃度不斷降低。為使電解液保持在最佳狀態(tài)，從電解槽流出的陽(yáng)極液須經(jīng)凈化除雜質(zhì)、補(bǔ)充鎳量和調(diào)整酸度的處理，然后再返回電解槽。陽(yáng)極液中需除去的雜質(zhì)有鐵、銅、鉆以及微量的鉛和鋅。凈化方法主要有沉淀法、溶劑革取法及離子交換法，工業(yè)實(shí)踐中可以單獨(dú)或同時(shí)使用這些凈化方法。2+3+沉淀法除鐵是在343,353K溫度下往用過(guò)的陽(yáng)極液中鼓入空氣，把Fe氧化成Fe;并3+加入碳酸鎳調(diào)整pH到3.5,4.2，使Fe水解成難溶的Fe(OH)沉淀除去。除銅是加入硫化鎳3粉，過(guò)量硫磺粉、鎳粉或HS，使銅生成CuS沉淀而被除去。除銅陽(yáng)極液的溫度為333,343K，2pH值維持2,2.5。除鉆通常采用氯氣氧化，用碳酸鎳調(diào)整陽(yáng)極液pH，使鉆生成Co(OH)沉3淀而被除去：2CoSO(aq)+Cl(g)+3NiCO(aq)+3HO(aq)=2Co(OH)(s)+2NiSO(aq)+NiCl(aq)+3CO(g)42323422在鉆沉淀的同時(shí)，有部分鎳水解沉淀，使鉆渣中的鎳、鉆含量達(dá)到2:1，沉淀渣可作為提鉆原料。除微量鉛、鋅在除鉆之后進(jìn)行，將溶液的pH調(diào)高到5.5,5.8并鼓風(fēng)攪拌，鋅及殘余的銅便生成氫氧化物沉淀，鉛則呈PbSO和PbO沉淀而被除去。42溶劑萃取凈化法是利用各種金屬雜質(zhì)離子被