一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，涉及一种湿法生产电积镍过程中，脱除电积系统铜离子的方法。
背景技术：
目前，生产电积镍过程中的工艺过程主要包括加压浸出-萃取-电积工序。在生产过程中，处理原料中铜含量的升高，会导致生产体系中铜离子浓度在二段加压浸出液中富集，增加后续工序的除铜压力，影响电积镍的化学成分。寻找直接有效的方法对二段加压浸出液进行除铜，降低后续工序的除铜压力，将铜离子抑制在浸出尾料中，将产出的高铜尾料作为原料进入铜熔炼系统，产出铜阳极板，显得十分重要。
吴新民等人在《化工冶金》1995年第4期阐述了活性硫化镍除铜的机理研究。结果表明：研究了活性硫化镍的性质，分析了镍电解阳极液的组成，对活性硫化镍的除铜[cu(ⅱ)]过程进行了动力学实验并对中间产物进行了分析，提出了活性硫化镍的除铜机理：活性硫化镍有较大的比表面积，cucl2-4不在活性硫化镍表面上作用较快，形成的ni2+进入了溶液，由cus于有强的吸附性，在整个除铜过程中cus的脱附和扩散成为控制步骤.由于活性硫化镍孔结构的存在，这种除铜的扩散控制步骤可能由三维扩散控制经一中间过渡态转为一维扩散控制。
王开毅等人在《湖南冶金》1993年9月第五期发表的论文《硫化镍沉淀转化法从镍电解液中深度净化除铜的研究》。表明了硫化镍沉淀转化法除铜原理及硫化镍除铜的最佳工艺条件。
综上，如何有效降低电积系统铜离子浓度，产出高铜尾料的方法尚未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提从一种操作简单、生产成本低，能有效降低电积系统铜离子浓度，产出高铜尾料的电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于其脱除铜离子的过程的步骤包括：
(1)将硫化钠液与镍电积液进行反应，制备硫化镍液；
(2)将制备的硫化镍液加入到加压浸出液进行除铜反应；
(3)反应后的除铜反应后液进行过滤，产出的滤渣作为高铜尾料外付至铜熔炼系统进行火法冶炼，滤液返回作浸出配液。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(1)硫化钠液与镍电积液反应制备硫化镍后，再加入水合肼，保证硫化镍液的还原性。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(1)硫化钠液与镍电积液反应条件为：镍电积液中的镍离子浓度与硫化钠液的摩尔比1:0.8～1，反应温度为50-70℃，反应时间3-4h。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(2)的加压浸出液为二段加压浸出液。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(2)中，加压浸出液进行除铜反应前，先加入亚硫酸钠固体保证除铜反应过程中的反应活性，然后再加入硫化镍液进行除铜反应。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(2)除铜反应条件为：加入亚硫酸钠的量按照摩尔比cu2+:na2so3＝1:0.4-0.8，加入硫化镍液得量按照摩尔比cu2+:nis＝1:0.4-1，其中cu2+为二段加压浸出液铜离子，反应温度为65℃—75℃，反应时间30min-60min。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(3)中，将步骤(2)产出的硫化镍除铜后液，经压滤机过滤后，其滤液返回作二段常压浸出配液，高铜滤渣外付。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(1)中，硫化钠液与电积液反应生成硫化镍液后，加入水合肼保证硫化镍液的反应活性，硫化镍液加入水合肼的量为：每升硫化镍液加入0.1-0.5毫升水合肼。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(1)中的镍电积液为镍电积新液。
本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，先通过镍电积新液与硫化钠液反应制备硫化镍液，制备后的硫化镍液与二段加压浸出液发生反应，将二段加压浸出液中的铜离子以硫化铜的形式抑制在渣中。在降低二段加压浸出液铜离子浓度的同时产出高铜低镍的高铜尾料，将高铜尾料作为原料进入铜熔炼系统进行冶炼。其过程操作简单、生产成本低。
本发明的方法，相对于现有技术具有以下优点：
(1)与传统工艺相比，具有流程短，尾料含镍低等特点。
(2)采用原设备进行作业，工艺配制成熟，岗位操作简单，未增加岗位劳动强度；
(3)降低了电积系统铜离子浓度，产出高铜尾料，该方法采用单槽作业，一是在保证较高镍浸出率的前提下，降低了二段加压浸出液的铜离子浓度，二是产出了高铜低镍的高铜尾料。因此，在不改变现有工艺流程的情况下，采用直接有效的方法对二段加压浸出液进行除铜作业，降低后续工序的除铜压力，将铜离子抑制在浸出尾料中，将产出符合工艺要求的二段加压浸出液用于二段常压浸出配液，同时将产出的高铜尾料作为原料进入铜熔炼系统，产出铜阳极板。
附图说明
图1为本发明的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，包括以下步骤：
步骤①:将硫化钠液与镍电积新液反应，制备硫化镍液。
其中，硫化镍液制备后续加入水合肼，保持反应过程中还原气氛。反应时间3～4h；
步骤②:先根据二段加压浸出液铜离子浓度，通过吊车将过亚硫酸钠加入至二段加压浸出液中，再将步骤①中制备完成的硫化镍液通过溶液输送泵泵入二段加压浸出液除铜槽中，与二段加压浸出液进行除铜反应；其中，反应温度为65℃—75℃，反应时间30min-60min；
步骤③:将步骤②反应后的除铜后液，经管道输送至压滤机进行过滤，产出的滤渣作为高铜尾料外付至铜熔炼系统进行火法冶炼，滤液返回二段常压浸出配液。
所述步骤②中，二段加压浸出液进行除铜反应前，需加入亚硫酸钠保证除铜反应过程中的反应活性。
产出含镍≤5％、含铜≥50％的高铜尾料，产出的高铜尾料作为生产铜阳极板的原料进行火法冶炼。滤液则返回电积系统进行常压浸出。本方法操作简单，现场设备改造少，无污染，除铜效果好。
以下结合附图对发明的一种降低电积系统铜离子浓度，产出高铜尾料的方法做进一步的详细说明。
如图1，先用罐车将硫化钠液拉运至生产现场，将300g/l的硫化钠液通过溶液输送泵泵入滤渣浆化槽内，并用新水稀释至100-110g/l。硫化镍制作采取单槽作业，根据冶金计算，先将镍电积新液泵入浆化槽内，再将稀释后的硫化钠液泵入浆化槽内，搅拌3-4h后制得硫化镍液。再将水合肼按照每升硫化镍液加入0.1-0.5毫升比例加入。
根据二段加压浸出液铜离子浓度，按照摩尔比cu2+:na2so3＝1:0.4-0.8比例在二段加压浸出液中加入亚硫酸钠。再将配置好的硫化镍液按照摩尔比cu2+:nis＝1:0.4-1及固定流量缓慢泵入除铜槽内与二段加压浸出液进行除铜反应。其中，65℃—75℃，反应时间30min-60min。反应完成后，将溶液泵入压滤机进行过滤，将过滤后的滤渣洗涤后外付至铜熔炼系统进行冶炼。滤液返回二段常压浸出槽用于配液。
实施例1
参见附图1，将2165ml硫化钠液与2500ml电积新液发生化学反应，反应时间3h后，制备硫化镍液。再将0.5ml水合肼加入至硫化镍液中保证还原性。再根据二段加压浸出液铜离子浓度情况，按照cu2+:na2so3＝1:0.4的摩尔比在二段加压浸出液中加入亚硫酸钠。然后将制备后的硫化镍液按照cu2+:nis＝1:0.4比例加入至二段加压浸出液中，反应30min后过滤，得到滤渣含镍3.32％，含铜66.45％。二段加压浸出液铜离子浓度由38.13g/l降低至21.01g/l。
实施例2
参见附图1，将2165ml硫化钠液与2500ml电积新液发生化学反应，反应时间4h后，制备硫化镍液。再将0.8ml水合肼加入至硫化镍液中保证还原性。再根据二段加压浸出液铜离子浓度情况，按照cu2+:na2so3＝1:0.8的摩尔比在二段加压浸出液中加入亚硫酸钠。然后将制备后的硫化镍液按照cu2+:nis＝1:0.6比例加入至二段加压浸出液中，反应30min后过滤，得到滤渣含镍4.08％，含铜55.89％。二段加压浸出液铜离子浓度由38.13g/l降低至25.3g/l。
技术特征：
1.一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于其脱除铜离子的过程的步骤包括：
(1)将硫化钠液与镍电积液进行反应，制备硫化镍液；
(2)再将制备的硫化镍液加入到加压浸出液进行除铜反应；
(3)反应后的除铜反应后液进行过滤，产出的滤渣作为高铜尾料外付至铜熔炼系统进行火法冶炼，滤液返回作浸出配液。
2.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(1)硫化钠液与镍电积液反应后，加入水合肼。
3.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(1)硫化钠液与镍电积液反应条件为：镍电积液中的镍离子浓度与硫化钠液的摩尔比1:0.8-1，反应温度为50-70℃，反应时间3-4h。
4.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(2)的加压浸出液为二段加压浸出液。
5.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(2)中，加压浸出液进行除铜反应前，先加入亚硫酸钠固体保证除铜反应过程中的反应活性，然后再加入硫化镍液进行除铜反应。
6.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(2)除铜反应条件为：加入亚硫酸钠的量按照摩尔比cu2+:na2so3＝1:0.4-0.8，加入硫化镍液得量按照摩尔比cu2+:nis＝1:0.4-1，其中cu2+为二段加压浸出液铜离子，反应温度为65℃—75℃，反应时间30min-60min。
7.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述的步骤(3)其滤液返回作二段常压浸出配液。
8.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(1)中，硫化钠液与电积液反应生成硫化镍前，先加入亚硫酸钠固体保证反应过程中的还原性；制备硫化镍液完成后，加入水合肼保证硫化镍液的反应活性，镍电积液加入水合肼的量为：每升电积新液加入0.1-0.5毫升水合肼。
9.根据权利要求1所述的一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，其特征在于所述步骤(1)中的镍电积液为镍电积新液。
技术总结
一种电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法，涉及一种湿法生产电解镍过程中，脱除电积系统铜离子的方法。其特征在于其脱除铜离子的过程的步骤包括：(1)将硫化钠液与镍电积液进行反应，制备硫化镍液；(2)将制备的硫化镍液加入到加压浸出液进行除铜反应；(3)反应后的除铜反应后液进行过滤，产出的滤渣作为高铜尾料外付至铜熔炼系统进行火法冶炼，滤液返回作浸出配液。本发明的方法在降低二段加压浸出液铜离子浓度的同时产出高铜低镍的高铜尾料，将高铜尾料作为原料进入铜熔炼系统进行冶炼。其过程操作简单、生产成本低。
技术研发人员：马磊;张文生;赵重;程应峰;张雯雯;卫媛;王维;王永正
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021.07.23
声明：
“电积生产镍过程中的脱除铜离子的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：金川集团股份有限公司
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2024年06月14日 ~ 16日 
