对我国电镍生产工艺的分析与改进研究

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2013.06.001

对我国电镍生产工艺的分析与改进研究

黄振华，林江顺，王忠，何德礼，苏立峰

（北京矿冶研究总院，北京100160）

摘要：对我国电镍生产主要工艺存在的问题进行分析，并提出工艺改进方案。在现有不溶阳极电积精炼工艺基础上，采用常压浸出渣添加焙砂加压选择性浸出固定硫、浸铜后渣电炉还原熔炼、产出的铜镍锍用返液及镍和铜电积的阳极液分段浸出等措施解决现有工艺的内在矛盾和缺陷，提高对原料成分波动的适应性，分阶段集中和提高各有价金属的回收率。

关键词：高冰镍；加压浸出；选择性浸出；铜镍锍；精炼

中图分类号：TF815 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2013）06-0000-00

Analysis of Nickel Production Technology and Its Improvement Study

HUANG Zhen-hua, LIN Jiang-shun, WANG Zhong, HE De-li, SU Li-feng

(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China)

Abstract：Analysis of nickel production technologies in China was carried out to find out problems and put forward the according improvements. Based on nickel refining technology of insoluble anode electrodeposition, sulfur was selectively precipitated with pressure leaching from atmospheric pressure leaching slag by adding calcining. The copper leaching residue was reduction smelted in electric furnace. The copper-nickel matte was paragraphing leached with recurrent liquid and anode solution from nickel electrowinning and copper electrowinning. In this way, the internal contradiction and defect in the existing process were eliminated. The new process adapts more to composition fluctuation of raw materials. The valuable metals are concentrated by stage and the recovery rates are improved.

Key words: high grade nickel matte; pressure leaching; selective leaching; copper-nickel matte; refining

目前我国电镍的生产工艺主要有高锍磨浮—可溶阳极电解精炼和高冰镍选择性浸出—不溶阳极电积精炼两种。生产原料为高冰镍、镍红土矿提取产出的中间产品以及其他杂料。其中高冰镍的成分波动较大，其组成大致含Ni 23%~71%，Cu 3%~50%，Co 0.5%~1.2%，Fe 1%~5%，S 17%~22%及伴生贵金属。随着镍红土矿的开发增多，中间产品的比例将增加。因此，改进我国电镍的生产工艺、增大对原料的兼容性、降低试剂及能耗、提高效率、降低成本、减少工艺的排放物、可持续地发展生产是一项非常重要的课题。

1 对我国高冰镍精炼工艺的分析

1.1 高锍磨浮—可溶阳极电解精炼工艺[1-3]

该工艺借鉴加拿大汤普逊精炼厂的高冰镍直接电解精炼工艺[4]及前苏联对铜、镍高冰镍缓冷磨浮的研究。高锍磨浮工序使各有价金属初步分离并产出镍精矿、铜精矿及合金，然后分别提纯。由于各选矿产品中有价金属的互含，镍精矿铸成阳极电解时镍、铜、铁全部溶出，部分硫氧化为酸。因此，阳极液净化环节多会带入新酸，负荷大，净化渣再处理负担重。此外，由于镍在阴阳极电流效率的差值，工艺中需单独造镍液，为了保持酸、水、钠的平衡需消耗大量的纯碱并且需要制取碳酸镍，与此同时排出大量含化学试剂的废水。镍直收率低，总实收率96%~97%，与国际一般99%的回收率差距明显。在铜精矿吹炼成粗铜时，为了脱除粗铜中的镍，需增设脱镍工序，使其互含的镍又重新返回熔炼做冷料，操作较为复杂。合金中的贵金属仅占~70%，银绝大部分在铜系统，分散非常显著。所以从工艺结构整体来看，由高锍磨浮开头的精炼工艺内在矛盾众多，各环节间缺乏有机协调，缺陷明显。该工艺从工艺矿物学角度看，不能有效地利用各相组成的化学特性科学地加以引导[5-6]，有必要根据具体情况进行有序改造。

1.2 高冰镍选择性浸出—不溶阳极电积工艺[7-11]

该工艺最初应用于铜镍比大于1.5的金属化高冰镍精炼，并获得较好的效果。浸出工序废液为零排放，系统中溶液反复循环，试剂消耗很少。但随着原料的多样化，铜镍比小于1，使加压浸出时部分原料中的硫被氧化成酸。此后在生产中对浸铜后渣采用加浓酸焙解回收铜、镍的余量并富集贵金属，引起全系统酸不平衡。需增设纯碱中和余酸并制取碳酸镍的工序，导致整个系统溶液含钠升高和大量排出含化学试剂的废水。要解决上述矛盾必须改善加压浸出工艺，使硫固定于渣中以及取消浸铜后渣添加硫酸焙解工序，才能重新使阳极液全部闭路循环。此外，在原料上可逐步采用普通转炉高冰镍取代金属化高冰镍，降低对吹炼的要求。

收稿日期：2013-03-12

作者简介：黄振华（1938-），男，福建厦门人，博士，研究员.