电解冶炼湿法流程课件

正常镍电解生产中创造条件控制氢的析出，而在造液过
程中则恰恰相反，是创造条件使氢优先在阴极上析出， 镍在阳极上正常溶解，结果使镍的阴极电流效率远远低 于阳极电流效率，从而使电解液中的镍离子得以富集。 造液过程是在不带隔膜的电解槽中进行的，常用铜
3、阴极过程：
主反应： Ni2+＋2e＝Ni 2H++2e＝H2 另外：Cu2＋、Pb2+等电位比Ni2+正，在阴极上有可能析出， 所以要控制其浓度。 在实际生产过程中，仍有微量的杂质元素与镍共同析出： Fe2+＋2e＝Fe Cu2+＋2e＝Cu Co2+＋2e＝Co Zn2+＋2e＝Zn Pb2+＋＝Pb
镍的电解精炼
有色金属的电化学冶金工艺可分为可溶阳极电解与不 溶阳极电解： 可溶阳极电解：阳极是可溶的（粗镍或合金阳极），简
称电解精炼。
不可溶阳极电解：阳极是不可溶的（从纯镍盐水溶液中 提取镍）
一、镍精炼的发展：
1、粗镍阳极： 20世纪初，粗镍阳极电解精炼就在工业上应用，该工
艺具有阳极杂质含量低（杂质约为6-8%，含硫约2%，主
海绵钯、金锭、铑粉、饿粉、钌粉和铱粉等 三、工艺流程
高冰镍 磨浮 镍精矿 镍熔铸 高锍阳极板 二次合金 铜精矿 铜熔炼 铜阳极板 铜电解 一次合金 硫化
贵金属
镍电解
电镍 钴渣 钴系统
阴极铜
草酸钴
电积钴
Hale Waihona Puke 四、冶金名词：湿法冶金：在低温下（一般低于100℃），用适当
的溶剂来处理矿石、精矿或半成品，使其中要提取的金属
95%上升到99.5%，电解精炼生产能力处于同类工艺的先进
水平。
镍系统有三大工序：净化、电解和造液。
硫化镍阳极电解过程 1、原理： 阳极：硫化镍 阴极：镍始极片（或钛种板） 通电过程中，硫化镍阳极溶解，Ni、Fe、Cu、Co、 Pb、Zn等元素以离子状态进入溶液中，同时溶液中的
镍离子在阴极上析出，形成阴极产物－－电镍。
面，并保持一定的液面差，使阴极液依靠静压差通过隔 膜袋微孔渗出的速率大于阳极液中杂质离子在扩散及电 泳作用下向阴极区反渗透的速率，阻止阳极液进入阴极 区，从而维持了隔膜袋内电解液的纯度，保证了电镍的
质量。
2、阳极过程：
阳极主要是由Ni3S2组成的，还有少量的金属合金相及 CuS、FeS、CoS等。 Ni＞65％、Cu＜5%、Fe ＜1.9%、Co：0.8-1.0%、 S ＜25%、Zn ＜0.004％、Pb ＜0.003％ 反应： Ni3S2－2e ＝ Ni2+＋2 NiS 2 NiS－4e＝2 Ni2+＋2 S 总反应： Ni3S2－6e ＝3Ni2+＋2 S
为了防止阳极溶解下来的Co2+、Cu2+、Fe2+、
Pb2+、Zn2+等杂质离子及H＋在阴极上析出， 镍电解 精炼采用的是隔膜电解（用隔膜袋将阴极套上），将阴 极和阳极隔开，经净化后的纯净电解液（新液）从高位 槽经分液管流入隔膜袋内（即阴极区），控制一定量的
新液流量，可使隔膜袋内的液面始终高于阳极区的液
内容提要：
精炼厂概况
镍电解精炼 铜电解精炼
精炼厂简介：
金川公司是大型的集采、选、冶于一体的联合型企 业，精炼厂承担着有色金属精炼的生产任务，它的生产 系统主要有：
1、铜、镍分离系统 2、镍阳极板生产系统 3、镍精炼系统
4、铜精炼系统
5、钴电积系统 6、贵金属生产系统
一、原料
1、火法生产的高冰镍 2、火法生产的粗铜 3、外购原料（钴） 二、产品 电镍、阴极铜、电积钴、草酸钴、海绵铂、
强。
发展趋势：不溶阳极的氯化镍电积工艺将是大势所 趋。
二、镍系统：
镍系统采用的是硫化镍阳极电解工艺，有40年的历史 了，几经技术改造和革新，工艺日趋完善，1995年在一期 生产实践的基础上，建成了二期生产系统，并对一期的电 解设备、工艺都有不同程度的改进。
目前，镍的直收率由60年代55%上生到75%，回收率由
溶解进入溶液，从而与不溶的脉石或其它杂质分离，并随 后从溶液中提取我们所需金属的方法。 电解：电解质在电流作用下引起氧化还原反应的过程
叫电解。
电解精炼：用粗金属或金属化合物做阳极，通过电解进 一步脱除杂质以得到高纯度金属的冶金方法，称为电解 精炼。
电解液净化：用化学或物理的方法，将电解液中的杂质
金属或不溶物去除的工艺过程。
造液： 在电解过程中，由于阳极杂质的影响，使得 阳极电流效率（86%)低于阴极电流效率 （97%)，再加之电解液在净化过程中各种渣夹带 而造成的损失，使得电解液中的Ni2+浓度不断贫 化，为了维持生产的正常进行，就必须维持镍离 子的平衡，电解造液是补充电解液中镍离子的有 效方法之一。
氢离子在阴极上析出电位比镍正，能优先析出，所以在
由于阳极板成份复杂，含杂质较高，为获得高质量的电
解镍，必须采用隔膜电解。
3、目前镍业的发展：
芬兰挪威等精炼厂分别采用70年代发展起来的硫酸镍 溶液电积和氯化镍电积工艺，此外，1996年建成投产的希 腊某精炼厂采用镍铁（Ni+Co≥90％）合金阳极电解精炼 工艺。
4、发展趋势：
尽管电解法在镍冶金中应用如此广泛，但它并非是获得 纯镍的唯一途径，羰基Ni、高压氢还原法等也可以获得纯 镍，但它们远不如电解法应用范围广产品在市场适应性
金属大于75%），电耗低、阳极液净化流程简单等优点， 但由于粗镍阳极的制备需要进行高镍锍的焙烧与还原熔 炼过程，整个过程复杂，建设投资大，目前，加拿大某 精炼厂、前苏联某精炼厂采用它。
2、镍的化合物阳极
缓冷、选矿分离高镍锍。镍的硫化物阳极电解是20世纪
五、六十年代镍冶金技术的重大发展。最早采用此工艺的 是加拿大国际镍业公司的精炼厂，此后，该工艺被广泛应 用，我国金川公司和成都电冶厂以及日本的志村精炼厂等 也应用了此技术。 镍的硫化物阳极电解是对粗镍阳极电解的一大改革，取 消了高镍锍的焙烧与还原熔炼过程，从而简化了流程， 但硫化镍阳极含硫较高（一般含硫20-25%，含镍6575%），电耗大，残极返回量大，阳极板易破裂，同时
同时：Cu2S-4e＝2Cu2+＋S
FeS-2e＝Fe2+＋S
CoS－2e＝Co2+＋S Co－2e＝Co2+ Ni－2e＝Ni2+ 另外：阳极还可发生 Ni3S2 ＋8H2O-18e＝3Ni2+＋2SO42+＋16H+ 4OH－－4e＝O2＋2H2O 这两个造酸反应消耗阳极电流的5-7%，会使阳极液Ph降低。