一种从镍或钴的酸性溶液中除铜的方法
专利名称：一种从镍或钴酸性溶液中去除铜的方法
技术领域：
本发明涉及一种从镍或钴的酸性溶液中除去铜的方法。
由于氯化镍钴冶金技术的发展，镍钴产品质量已接近国际标准，因此有必要研究如何在不破坏原有镍钴液中去除含氯或不含氯的镍钴液中的铜。消除液体和产物造成的污染的新的、经济高效的除铜方法已变得必要且紧迫。
现有的各种除铜方法，如硫化法、置换法、萃取法和离子交换法等，由于经济、技术或地理条件的限制，很难满足上述要求。例如
(1)硫化法采用各种硫化物铜沉淀剂，以硫化物形式除去铜。 其中国外采用H2S法。 此法可将铜去除至0.001g/l。 其缺点是H2S毒性较大，除铜过程中产生的铜渣粒度细，沉降过滤性能差，Ni、Co含量较高。 在国内尚未推广应用。 Na2S和(NH4)2S法由于原液中引入了外部Na+、NH4+以及铜渣中Ni、Co含量较高，尚未得到推广应用。
(2) 更换方法
A、活性镍粉置换法 镍粉置换除铜的深度和速率受到镍粉粒径和活性的限制。 活性镍粉的制备、储存和运输困难、价格昂贵以及铜渣中镍含量高限制了该方法的应用。 特别不适合在没有粗镍阳极电解精炼系统的工厂中使用，也不适合在不想通过外部Ni2+离子引入的钴液中除铜的工厂中使用。
B、镍粉+硫粉法 为了提高镍粉的活性，在除铜液中添加硫粉。 该法的适应性和存在的问题与A相同。
C.目前我国常用Ni3S2+S置换法从含铜镍溶液中除铜。 该法的主要缺点是产生的铜渣中镍含量高达40%，不能作为铜冶炼的原料； 它不适合从引入 Ni2+ 离子的钴溶液中去除铜。
3、萃取法和离子交换法是用无渣工艺代替有渣工艺的除铜方法。 其缺点是反应速度慢、吸附容量小、适应性差等，难以在大规模生产中广泛应用。
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种能够去除酸性镍溶液中的铜和酸性钴溶液中的铜的方法，且结晶的铜渣颗粒较粗，具有良好的沉降和过滤性能。 ，一种镍和钴含量低且不会向原溶液中引入污染离子的除铜方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
向含铜离子的镍和钴的酸性氯化物溶液或氯化物-硫酸盐混合溶液或硫酸盐溶液中添加化学计量量高于生成硫化铜所需量的硫粉，所述硫粉已用润湿剂预处理，并且硫粉是在粉末悬浮状态下，在溶液一定的温度、压力和pH条件下，向溶液中吹入二氧化硫气体，使溶液中的镍、钴不被硫化而铜被硫化，形成结晶铜硫化物。
主要的除铜反应如下
基于上述反应，本发明的主要技术条件和要求如下。
需要从铜中去除镍和钴的溶液可以是氯化物盐溶液、氯化物盐-硫酸盐混合溶液和硫酸盐溶液。 对溶液中的铜、镍、钴含量没有严格要求。 除铜过程可以在原液的较宽酸度范围内进行。
除铜反应中硫粉的加入量为硫/铜摩尔比大于1。硫粉粒径为0.147～0.053mm，反应前用润湿剂进行预处理。 润湿剂为皂苷水、烷基碘酸钠、十六烷基溴化铵、OT。
除铜反应温度应大于50℃，一般控制在70～120℃之间。
除铜反应的总压力取决于溶液中的Cl-含量和除铜深度。 当氯化物含量小于60g/l时，脱铜反应可在常压下进行； 当氯含量高于60g/l时，脱铜反应在超常压下进行，要求总压力≥0.，一般控制在0.103~0.30MPa。
除铜反应可以在小于1的宽酸度范围内进行。 对于含Cu2+≤1g/l且溶液初始酸度pH值为2～3的溶液，反应过程不需要添加中和剂调节pH，即可深度去除铜。 但对于高铜溶液，反应过程中需要添加中和剂。 保持反应液的pH值大于1。中和剂可用于净化除铜液中主要金属的碳酸盐、氢氧化物、硫化物或氧化物。 根据实际情况也可以使用其他中和剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明对原液中铜、镍、钴的含量没有严格要求，酸度范围宽，适应性强。
2、除铜效果显着。 产生的硫化铜渣结晶颗粒粗，沉降和过滤性能良好，铜渣中镍、钴含量较低，可作为铜冶炼的原料。
3、无毒，对原液无污染，除铜反应速度快，容量大。
4、生产的钴、镍产品质量稳定，符合国家标准，经济效益显着。 各项技术指标均符合国家标准要求。
本发明实施例为
实施例1中的试验液为镍生产过程中对含镍、铜、钴的冰铜进行加压氧浸出得到的浸出液。 其成分（克/升）为
调节原液pH值为3.0，反应温度80-90℃，硫粉与铜的摩尔比为1.3:1，硫粉粒径为-0.074mm，对硫进行预处理反应前将粉末与润湿剂混合并添加到脱铜预液中，将二氧化硫气体吹入悬浮的硫粉末中。 除铜过程在常压下进行，不添加中和剂。 反应2小时后，得到以下结果。
实施例2中的试验溶液为钴渣浸出液。 根据本发明的除铜方法去除铜，得到以下结果。
实施例3中的测试溶液为硫化镍阳极电解得到的电解废液，其成分(g/l)为
将原溶液的pH调节至3.0。 反应温度80℃时，硫粉与铜的摩尔比为1.5，硫粉粒径为-0.074mm目。 反应前先用OT液进行预处理，然后加入到预除铜液中。 当硫粉处于悬浮状态且反应体系压力超过常压时，吹入二氧化硫。整个反应过程不调节溶液的pH值。 2小时后，得到以下结果。
实施例4的测试溶液为铜镍合金氯浸出的溶液。 其组成(g/l)是根据本发明的除铜方法来除铜。 反应2小时后，得到以下结果
本发明已在我国镍钴生产中脱铜得到应用。 例如，已用于硫酸钴的工业生产。 受控技术条件为：
温度~80℃；
硫磺粉用量~20kg/吨产品；
二氧化硫用量（常压下）360kg/吨产品；
原液pH为3~4，除铜过程中无需调节酸度；
除铜效果：除铜预液Co 60~80g/l、Cu 0.3~0.5g/l、
pH3～4；
除铜后液态Co为60~80g/l，Cu<0.003g/l，
pH2～3；
铜渣含Co<0.5%；
生产的硫酸钴产品质量均符合国家标准。
使用本发明后，该厂的硫酸钴产品质量非常稳定，经济效益显着。 年均利税223万元以上，累计利税700万元以上。
权利要求
1.一种从镍或钴酸性溶液中脱铜的方法，其特征在于，以含铜的镍、钴酸性氯化物盐溶液或氯化物-硫酸盐混合溶液或硫酸盐溶液为原液； 以硫磺粉和二氧化硫气体为氧化还原剂； 加入适量经润湿剂预处理过的硫磺粉，将硫磺粉悬浮。 在一定的温度、压力和溶液的pH值下，通入二氧化硫气体以除去铜。 过程中加入中和剂进行硫化铜沉淀反应，生成结晶粗粒硫化铜渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原液对铜、镍、钴的含量无特殊要求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将氧化还原剂中的硫粉悬浮在含铜的镍钴酸性溶液中，硫粉中的元素硫与铜的摩尔比为解应大于1，一般控制在1.0～3.0之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于向悬浮硫粉的含铜酸性镍钴溶液中吹入二氧化硫气体，加入量应大于化学计量量，一般为1.0～1.5倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜沉积反应的温度必须大于50℃，通常控制在70～120℃之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜镍钴酸性溶液，当氯化物含量低于60g/l时，脱铜反应可在常压下进行； 当氯化物含量高于60g/l时，脱铜反应在超常压下进行，总压力一般控制在0.103~0.30MPa。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，添加的硫粉的粒径为0.147～0.053mm，在除铜前需要进行预润湿。 所用润湿剂为皂苷水和烷基磺酸钠。 ，十六烷基溴化铵，OT。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当溶液含铜量低于1g/l且溶液初始酸度pH值为2至3之间的铜无需添加中和剂即可去除。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除铜过程中添加的中和剂为待除铜溶液中主要离子的碳酸盐、硫化物、氢氧化物或氧化物。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，本发明不仅适用于镍、钴生产系统中各种溶液中的铜去除，还可以广泛应用于其他金属生产中主要金属离子的电位比铜离子溶液。 从具有负电势的溶液中去除铜。
全文摘要
本发明是一种从镍或钴的酸性溶液中除去铜的方法。 主要工艺步骤是在原溶液中加入高于生成硫化铜所需化学计量且经润湿剂预处理的硫粉，并悬浮硫粉。 在一定的温度、压力和溶液pH值条件下，通入二氧化硫气体进行脱铜反应，生成结晶状硫化铜渣。 与现有技术相比，该技术结晶铜渣颗粒粗大，沉降过滤性能好，镍钴含量低； 除铜反应速度快、容量大、无毒、对原液无污染； 产品质量稳定，经济效益显着。
文件编号C22B3/
公开日期： 1996年1月24日 申请日期： 1994年7月18日 优先权日： 1994年7月18日
发明人 彭继石、帅国权、王成刚、李勤贤、范兴勇 申请人：西安建筑科技大学、金川金属股份有限公司