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；专 蔬 镍 等
硫酸镍工艺流程的选择
刚 蟊
商品硫酸镍生产 我厂已有２０多年历史。
硫酸镍的生产始于１９６５年。当时是为了处理铜 电解车间净液工段富集的粗硫酸镍而试制生产
工业用硫酸镍的，每个月只有兰至四吨。一九七 １Ｆ虽｝
八年开始用８８６厂高镍铜阳极泥作原料，增加
了硫酸镍的产量，一九八一年产量增加到１３０ 后来又因原料减少等原因产量在１Ｏ０吨左
右排徊，现在年产量下降至４０吨左右。由于原 料有限，产量少，除铁用的中和剂容易买到，所
以仍沿用如下流程： ，
碗酸镍生产流程图
二、生产工艺流程的比较
除了我厂现在采用的硫酸镍流程外，国内
些产量较大的生产厂家已普遍采用了通过置 换反应除铜、黄钠铁矾法除铁，萃取除锌，热结
晶、离心、干燥、精制硫镍酸流程。
我厂硫酸镍生产流程与之比较具有如下优 缺点 ’
ｉ 垃：——————… １）投资少、见效快 我厂硫酸镍生产除铁、除铜、锌 浓鲭、除钙
镁、快速结晶、烘干等工序一次投资只需ｌ０—
１５万元。而一些产量较大，采用萃取除锌的设
备，仅此一顼一次投资就需ｌ０多万元，且工艺 要求严格、工人不易掌握。我厂采用的流程由于
投资少、设备简单，生产工人操作易掌握，投资 少、见效快。
ｌ５· ２）占地面积少、基建投资少 ．
我厂硫酸镍生产厂房占地面积只有】０２平 方米，建筑面积】７２平方米，基建投资４万多
元。 ３）缺点是渣量多、回收稍低，有一定污染 我厂由于采用氧化、中和水解除铁、中和剂
是用石灰石粉，所以除铁渣量多，渣含镍未经淘 洗时为６～９ ，淘洗后的废弃渣为０．５～Ｉ 。
由于采用Ｈ Ｓ气体除锌．虽有系气吸收装置，但
是仍有少量Ｈ：Ｓ散布到空气中，污染空气。除锌 过程同样用石灰石粉中和，所以也有一定的渣
量。由于用石灰石粉中和除铁，部份钙镁离子进 入溶液．在浓缩结晶工序又将析出钙镁渣 钙镁
渣如果进入产品超过标准．将严重影响质量。而 用黄钠铁矾除铁、萃取除锌的渣量大大低于我
厂硫酸镍生产的渣量，这对提高回，减少污染是 有好处的。 尽管我厂选用的硫酸镍生产流程渣量多，
回收较低有污染等缺点，但对于镍原料有限，产
量不稳定，操作工人经常变动、废渣可进一步处 理等情况 采用现在的生产流程是合理的。
三、理论基础及生产实践
１）高镍铜阳极电溶分离 ， 由硫酸铜工序来的母液含镍３５一ｄ０克／升
左右，铜５０—７０克／升，硫酸５０—１００克／升，作
电解液、高镍锯板作阳设，铜皮作阴极，温度５０ ６０＇Ｃ，在直流电的作用下．根据金属电化序不
同，阳极中镍和部分杂质溶于电解液中不在阴
极上析出｝部份杂质和化合物不溶解而成阳扳 泥沉落槽底．阴极上得到含有少量杂质的粗铜
主要反应 ． 阳极： Ｎｊ一２ｅ一，Ｎｉ” Ｃｕ一２ｅ一—’Ｃｕ ＋
阴极： Ｃｕ ＋２ｅ ｃｕ
当电解液含Ｃｕ≤５ｇ／１，Ｎｉ７０～８０ｇ／１时就可 以停电出槽。抽出电解液到脱铜槽
２）电积脱铜 电溶分离得到的硫酸镶溶液因含Ｃｕ６ｇ／ｌ
左右，需进一步脱除后才能用作生产粗硫酸镍。
·１６· 电积脱铜是采用硬铅（含ｓｂ５ ）作不溶阳设，
用铜皮作阴极，温度为室温 在直流电作用下，
溶液中铜、砷、锑等有价金属和杂质沉积到阴极 上，得到含铜≤０．５ｇ／Ｊ的脱铜液，阴极为海绵状
含有ＡＳ、Ｓｂ的黑铜；脱铜液经泵输到浓缩锅进
行浓缩，黑铜交铜反射炉熔炼。 主要反应：
阳极：
２０１－ｔ一２ｅ一１－ｔ！。＋专
舳 一２ｅ一一册３＋２０２
阴极： Ｃｕ ＋２ｅ一 ｃ · ３）脱铜液浓缩及粗硫酸镍结晶
脱铜液因含酸高，含镍低．所以需要浓缩和
结晶，使多数酸进入母液，镍成为粗硫酸镍结晶 析出 采用间接加温．温度＞８５ ｃ鼓风加快水份
蒸发，当溶液比重达１．４５一１．５０就可以将浓缩
液泵入结晶池冷却结晶。最后进行固液分离和
水洗，即得到粗硫酸镍结晶。 ４）母液浓缩
困母液含酸较高，含镍底。所以粗硫酸镍结
晶后的母液需要进行处理，回收酸和镍，我厂采
用的是将母液浓缩，当浓缩到１．６０～１．６５的比
重，酸的浓度大于１ ０００ｇ／１时．镍以无水硫酸镍
形态沉淀析出，得到的老酸返回铜电解系统。无
水流酸镍水洗后可作生产硫酸镍的原料。
５）租硫酸镍溶解和除铁
粗硫酸镍含有许多杂质．必须进行精制，才
能作为商品硫酸镍．含量较高的杂质主要有铁、 铜、锌等。·这些杂质影响产品质量。
铁在粗硫酸镶晶体里多数以ＦｅＳＤ··７ＨｚＯ 晶体存在，这种晶体混合在粗硫酸镍晶体里。当
粗硫酸镍加清水溶解时铁以Ｆｅ 形态溶解在
溶液里。 除铁是采用氧化中和水解净化法使铁以
Ｆｅ（ＯＨ）
的形态析出。首先使ＦｅＺ＋氧化成 Ｆｅ“，随后加中和剂石灰石粉使Ｆｅ”水解呈Ｆｅ
（ｏＨ）ｓ析出，生产中所用的氧化剂是空气，往往 把氧化和中和合并在一起进行，具体的操作程
序是：粗硫酸镍加清水通蒸汽加温鼓风搅拌溶 解，当粗硫酸镍完全溶解后，就可认缓慢加入石
灰石粉中和到ＰＨ为４—４．５，继续鼓风使Ｆｅ”
氧化成Ｆｅ”，当取样Ｎｉ：Ｆｅ≤１ ００：０．００３时，为 除铁终点。为什么要使Ｆｅ“氧化为Ｆｅ”，原囡
是：Ｆｅ（ＯＨ） 开始沉淀的理论值ＰＨ＝７．７～８． ８，而Ｆｅ（ＯＨ）ａ开始沉淀的ＰＨ＝２．２～３．２，若不
将Ｆｅ 氧化为Ｆｅ”，将消耗大量的中和剂使
ＰＨ值升到７．０以上。由于渣量多和Ｎｊ”的部份 沉淀，将使镍的回收率降低和增加生产成本。
６）除铜、锌
除铁后经压滤机压滤的滤液因含有２～０． ５ｇ／１铜、锌杂质、除去这些杂质一般采用硫化沉
淀法或用有机溶剂萃取法，除铜也有用铁块置
换法。我厂采用硫化沉淀法、此法设备简单、易 操作，此法是基于各种硫化物的溶度积不同控 制溶液的ＰＨ值就可以选择性地沉淀出溶度积 小的金属，而让溶度积大的金属留在溶液中。当
用硫化剂Ｈ Ｓ气体通入溶液中时将发生下面沉 淀反应：
ｃｕｓｏ‘＋Ｈ２Ｓ—ＣｕＳ‘＋Ｈ２ＳＯ‘ ＺｎＳＯ‘＋Ｈ２Ｓ＝７ｍＳ ＋Ｈ２ＳＯ‘ ‘ＰｂＳＯ‘＋Ｈ２Ｓ＝ＰｂＳ＋＋Ｈ２ＳＯ‘ 生成的ＣｕＳ、ＺｎＳ、ＰｂＳ有的漂浮在除锌锅 里的上面，有的悬浮在锅内 由于通入Ｈ２Ｓ气体
反应后使酸度提高、ＰＨ值下降，停止通入ＨｚＳ 气体后，部份ＣｕＳ、ＺｎＳ硫化物会反溶，故需在
反应结束前要用石灰石粉调整ＰＨ值为５～５．
４ 当取结束样达到Ｎｉ：Ｃａ：Ｚｎ＝１ ００：０．００１ ：０．００４时，即为合格并压滤，滤液泵入浓缩
锅，渣经淘洗后单独堆放。 、
１）浓缩和除钙镁
经除杂质后的硫酸镍溶液要经过浓缩，浓 缩采用间接加温，鼓大风加快蒸发，当浓缩到比
重为１．４８－－Ｉ．５２时，温度控制在８５℃，很快进
行压滤除钙镁。钙、镁渣经淘洗后弃去，浓缩液 经压滤后进入结晶机冷却结晶。
８）结昌、烘干和包装
我厂采用快速结晶法。进入结晶机的浓缩 液在夹套内通冷却水，机械搅拌，当冷却到
４５Ｃ左右进行固液分离 固液分离在三足离心
机中进行，分离出的母液杂质合格时可返回浓
缩锅，不合格时则要求除杂质 结晶体是颗粒状 翠绿色晶体，表面还带有少量水份，需要烘干才
能达到产品质量标准。包装时耍注意过磅准确 等要求。
四、结语
硫酸镍生产流程的选择应根据具体情况而 定。原料短缺，产量不高，可采用我厂现行的生
产工艺流程。 ／
（上接３５页） ．
不能进行粗、中碎。而且因质量还不够理想，至 今未能被普遍应用。近来，有的制样设备厂家已
制造出破碎比较大的膊式破碎机，进料块度
８０ｒａｍ，出料粒度，当生产率为每小时５３ｋｇ，使
用特殊规格的腭板时，可小至Ｉｍｍ。这就缩短
了制样的时间，简化了操作，对制样人员的健康 是有益的。不过这种破碎机，因聘板材质不太理 想，用于钨铁等坚硬试样的破碎，还显得十分费
力，腭板本身也磨损得厉害。这有求于有关厂家 研制出合适的聘板材料，以满足铁合金等特殊 试样的加工。
三、结语 ．
本文所谈的防尘问题，以及相关的消除噪
音等问题，是比较粗浅的，因为作者调查研究还
不够，也因人们在这方面的研究和做的工作还 比较少。我们希望随着环境治理工作的深入开
展和对取制样工作重视程度的提高，制样室的 防尘措施也将日趋完善和先进。
·１７·