最近看到許多(duō)報道都在講硫酸鎳對動力電(diàn)池如何重要和關鍵,而硫酸鎳怎麽來的呢(ne),目前主流工藝還是從金屬鎳而來。今天專注君就和大家聊聊金屬鎳的濕法冶金工藝。
1979年,前蘇聯諾裏爾斯克鎳聯合企業納傑日達冶煉廠處理(lǐ)含鎳磁黃鐵礦的車(chē)間投産,采用(yòng)的工藝是含鎳2%的磁黃鐵礦精(jīng)礦,以含氧80%的富氧空氣進行加壓浸出,再利用(yòng)硫化沉澱法使溶解的鎳、钴沉澱,用(yòng)浮選法分(fēn)别選出鎳精(jīng)礦和元素硫,鎳精(jīng)礦送火法處理(lǐ),浸出渣可(kě)作(zuò)為(wèi)鐵精(jīng)礦。
采用(yòng)濕法冶金工藝從氧化礦中提取鎳的方法有還原焙燒—常壓氨浸法和加壓酸浸法。
古巴尼加羅鎳廠于1943年将常用(yòng)氨浸法首次用(yòng)于工業生産,70年代以來,澳大利亞的雅布羅鎳廠、菲律賓的蘇裏高鎳廠、印度蘇金達廠等都先後采用(yòng)了該法處理(lǐ)含鎳紅土礦。尼加羅廠的主要生産過程是将礦石處理(lǐ)到90%小(xiǎo)于200目後在多(duō)膛爐中進行選擇性還原焙燒,将礦石中的鎳還原,而三價鐵大部分(fēn)還原成磁性氧化鐵,少量還原成金屬鐵。焙燒用(yòng)NH3-(NH4)2CO3溶液進行三段逆流浸出。第一段浸出濃密機的溢流為(wèi)富液,經淨化、蒸氨後産出一種碳酸鎳漿料,送往回轉窯幹燥和煅燒,産出含Ni 76.5%、Co 0.6%的氧化鎳粉,并大量還原出金屬鎳,以便更适合用(yòng)于工業應用(yòng)。還原焙燒—常壓氨浸法在工業上應用(yòng)已有40餘年,說明該法能(néng)成功的從含鎳紅土礦中提取鎳。現在氨浸法已有改進,如用(yòng)H2S沉澱産出鎳钴硫化物(wù),以利于钴的回收。中冶瑞木(mù)項目是采用(yòng)苛性鈉沉澱得到氫氧化鎳钴。
古巴毛阿項目采用(yòng)加壓酸浸工藝處理(lǐ)紅土鎳礦,其礦石含氧化鎂低,含鐵高,比較适合用(yòng)加壓酸浸工藝處理(lǐ),鎳、钴回收率可(kě)分(fēn)别達到96.5%和94%。主要過程為(wèi):紅土礦在加壓釜内用(yòng)硫酸浸取,鎳及钴進入溶液,鐵則留在渣中。浸出礦漿經六段濃密機逆流洗滌後,浸出渣作(zuò)為(wèi)煉鐵原料、第一段濃密機的溢流為(wèi)富液,在加壓釜内通入硫化氫,沉澱出鎳、钴、銅等,鎳钴硫化物(wù)再經精(jīng)煉處理(lǐ)。
對于高鎳锍的處理(lǐ),鎳銅分(fēn)離和精(jīng)煉一直是鎳冶煉工藝中的關鍵問題。在鎳冶金發展的早期階段,通常采用(yòng)分(fēn)層熔煉法、優先浸出法處理(lǐ)高鎳锍。
緩冷選礦分(fēn)離高鎳锍和硫化鎳陽極電(diàn)解是五六十年代鎳冶煉技(jì )術的重大進展,我國(guó)于60年代建設的金川鎳冶煉廠即采用(yòng)此技(jì )術。
70年代以來,國(guó)内外高鎳锍鎳銅分(fēn)離的濕法提取工藝取得了巨大進展,即選擇性浸出法。其次氣化冶金的羰基法也取得成功。
采用(yòng)選擇性浸出工藝的廠家,比較著名的有芬蘭奧托昆普公司哈賈法爾塔廠采用(yòng)的硫酸選擇性浸出法;加拿(ná)大鷹橋公司采用(yòng)的氯化浸出法和加拿(ná)大謝(xiè)裏特-高爾頓公司采用(yòng)的加壓氨浸法。這些方法中,以硫酸選擇性浸出法發展較快。20多(duō)年來,除了芬蘭奧托昆普公司應用(yòng)而外,國(guó)外已有多(duō)家新(xīn)建的鎳精(jīng)煉廠采用(yòng)該工藝進行工業生産。
硫酸選擇性浸出法的基本過程是高鎳锍經細磨後,采用(yòng)常壓和加壓相結合的方法分(fēn)段進行浸出。鎳、钴被選擇性浸出進入溶液,銅、鐵、貴金屬則抑制于浸出渣中。第一段浸出的浸出液富含鎳、钴,幾乎不含銅、鐵等雜質(zhì),因而浸出液的淨化作(zuò)業采用(yòng)比較簡單的NiOOH除钴法。經淨化後的浸出液用(yòng)電(diàn)解沉積法或氫還原法産出金屬鎳。此工藝過程簡單,建設投資省,藥劑用(yòng)量少,生産成本也較低。我國(guó)新(xīn)疆阜康冶煉廠已成功應用(yòng)。