粗硫酸镍生产工艺的改进

2007 l 2

铜 业 工 程文章编号:1009-3842(2007)02-0023-02

粗硫酸镍生产工艺的优化

肖炳瑞

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424)

摘 要:介绍了贵冶电解车间冷冻结晶法生产粗硫酸镍项目的生产运行情况,以及为扩大产量在工艺流程、操作方式、挖掘设备潜能等各方面所作的改进优化工作。

关键词:粗硫酸镍;冷冻法;优化

中图分类号:T F815文献标识码:B

1 前言

江西铜业集团公司贵溪冶炼厂(以下简称贵冶)三期工程建成投产后,随着生产能力的不断扩大,原料结构发生了较大变化。特别是2004年以来,阳极铜中的含镍量比往年平均增加了3倍左右。使电解液中的镍浓度急剧上升,2004年2月初电解液含镍仅为7.5g/L,至9月底上升到了15g/L 以上,而且还有进一步上升的趋势。

为稳定阴极铜的生产并回收电解液中的有价金属镍,2005年10月份冷冻结晶法生产粗硫酸镍项目投产。

2 生产现状

贵冶粗硫酸镍生产采用连续冷冻结晶工艺流程,流程图如图1。

收稿日期:2007-05

-28

图1 冷冻法生产粗硫酸镍工艺流程图

脱铜终液从脱铜终液槽中连续泵入板式换热器,用压滤机滤液进行预冷却,将温度从65e 降至40e ,然后送入4个冷冻结晶槽进行连续冷冻结晶,

最后一个冷冻结晶槽的结晶温度控制在-15e 至-20e (见图2)。为强化冷冻效果,防止结晶的粗硫酸镍沉降,结晶槽的搅拌装置对槽内溶液进行连续低强度的搅拌。结晶槽内粗硫酸镍料浆泵入厢式压滤机进行固液分离,滤渣为粗硫酸镍,滤液流入滤液槽,

由泵送入板式换热器对脱铜终液进行预冷却。

图2 冷冻结晶槽连接方式

冷冻结晶法生产粗硫酸镍项目设计阳极铜含镍为0.08%、年产粗硫酸镍660t 、粗硫酸镍含镍17%。该工艺2005年10月投产,当月就实现了达产达标。但阳极铜含镍持续上升,最高达到了0.13%。因此急需对粗硫酸镍生产工艺进行优化,在现有设备基础上扩大产能,消除镍在电解液中的累积对铜电解生产的影响。

3 工艺的优化

3.1 降低装液温度

原设计充分利用低温的硫酸镍滤液对脱铜终液进行预冷却,将脱铜终液由65e 降至40e 。为进一

步降低脱铜终液温度,换热器增加了工业水冷却管道。通过工业水冷却,脱铜终液温度接近工业水温,提高了冷却效果,尤其是气温低的时候。

其次充分利用冷冻机的能力,将低于-15e 的

23

铜 业 工 程 2007 l 2

低温盐水通过列管换热器进一步对板式换热器冷却后的脱铜终液进行冷却。列管换热器投入生产后,脱铜终液的温度可再下降10e 。

通过以上2个措施,即使在气温高的夏天,脱铜终液装入冷冻结晶缸的温度也只有20e 左右,装液温度大大降低,缩短了冷冻结晶时间。3.2 冷冻结晶过程的改进

冷冻结晶槽的连续冷冻结晶方式是:预冷却的脱铜终液24h 连续进入1#冷冻结晶槽,由1#冷冻结晶槽溢流到2#

槽,2#

溢流到3#

,3#

再溢流到4

#

冷冻结晶槽,通过控制脱铜终液的流量使4#

冷冻结晶槽的温度保持在-18e 以下,4#冷冻结晶槽液位达到2m 开始压滤。该工艺劳动强度低、操作简单,但生产稳定性差,有一处故障则整个连续过程就中断;如某一冷冻结晶槽因内壁结晶、结垢严重需清理,则整个生产也中断;且由于硫酸镍结晶颗粒较大,在温度较低的2#

、3#

冷冻结晶槽产生的结晶不易溢流到下一冷冻结晶槽,导致2#

、3#

冷冻结晶槽的冷冻效果差。

为了消除上口溢流不能很好地将结晶颗粒带出和清理冷冻结晶槽内壁结晶、结垢而导致连续性生产中断的影响,改4个冷冻结晶槽连续生产为每个冷冻结晶槽单槽进液单槽压滤生产(见图3)。改工艺后增加了工作量,但生产过程稳定,可计划性地对

冷冻结晶槽内壁进行清理。

图3 冷冻结晶槽单槽作业方式

3.3 缩短压滤时间

硫酸镍生产配置了1台厢式压滤机,厢式压滤机压滤慢(压滤1槽需要1h)、吹风时间长(吹风需要1h 以上),压滤机的作业制约了生产。为此修复了1台废旧压滤机用于硫酸镍生产,并且将2台厢式压滤机改为板框压滤机,板框压滤机的压滤速度大大加快(压滤1槽只需40min),吹风时间也缩短到40min 。由于增加了1台压滤机和单台压滤机压滤速度的加快,压滤过程不再制约生产。3.4 硫酸镍滤后液进行再结晶

压滤后的硫酸镍滤液温度低于-14e ,含镍在13g/L 左右。通过实验发现将硫酸镍滤液保温静置,仍然有硫酸镍结晶析出。因此增加了1台经过保温处理的低速搅拌的浓密机。压滤后的硫酸镍滤液先进入浓密机,再溢流到滤液槽。定期从浓密机底部将硫酸镍结晶抽出压滤。通过再结晶提高了硫

酸镍结晶效率。

图4 改进后冷冻法生产粗硫酸镍工艺流程图

4 结语

冷冻法生产粗硫酸镍工艺的优化,基本上是利用原有的设备能力和闲置设备,使粗硫酸镍的产量由设计的660t/a 提高到了1000t/a 以上,经济效益可观。

Optimization of C ourse Nickel Sulphate Production

XIAO Bing -rui

(J iangx i Cop p er Cor p or ation Guix i S melter ,Guix i,J iangx i 335424,China)

Abstract:T his ar ticle illustr ates pro duction o per atio n of co urse nickel sulphate pr oductio n by freezing and cr ystallizatio n met ho d in the tank ho use o f G uix i Smelter,and some modification and optim izat ion in pro cess flow sheet,o per atio n style and e -quipment potential-seeking in a im to increase output.

Key Words:Course nickel sulphate;Freezing method;O ptimizatio n

24