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浙江科技学院学报,第19卷第3期,2007年9月Jo ur na l of Zhejiang U niv ersity of Science and T echnolog y Vo l.19No.3,Sep.2007收稿日期:2007-06-11基金项目:浙江省自然科学基金项目(Y406053)作者简介:诸爱士(1966) ),男,浙江湖州人,副教授,主要从事单元操作教学和化工产品开发与应用研究。
钴与镍的分离技术研究综述诸爱士1,徐 亮2,沈芬芳2,成 忠1(1.浙江科技学院生物与化学工程学院,杭州310023;2.浙江工业大学化学工程与材料学院,杭州310014)摘 要:由于钴与镍在矿床中常共生、伴生,并随着其资源的日益枯竭,对它们的分离与回收就显得十分重要。
通过对相关文献进行调研,总结了目前国内外钴与镍的分离与回收技术的现状:目前常用的方法有化学沉淀法、萃取法和树脂法;详细介绍了相关的研究和应用,对其他方法进行了简单介绍,同时介绍了笔者的耦合分离技术的设想和实践。
关键词:钴;镍;分离中图分类号:T Q028;T F 803.23 文献标识码:A 文章编号:1671-8798(2007)03-0169-06Review of Separation Technology Study of Cobalt and NickelZH U A-i shi 1,XU Liang 2,SH EN Fen -fang 2,CH EN Zhong1(1.School of Biolog ical and Chemical Eng i neering,Zhejiang U niversity of Science and Technolog y ,Hangzhou 310023,China;2.College of Chemical Eng ineering and Materials Science,Zhejiang University of Technolo gy ,H angzhou 310014,China)Abstract:As Co and Ni are o ften sy mbio sised or associated in deposit and their r esources are shortage,the separatio n and reco ver y o f Co and N i become m ore important.T hr oug h the invest-i g ation of relative literatures,the technical status at hom e and abro ad is summarized.T he curr ent conventional m ethods are chemical precpitation,ex traction and io n -exchange resin.T he related re -search and application are introduced in detail.T he other methods ar e biefly intro duced.M ean -w hile,the author p s ideas and practice of co upling separation technolog y ar e introduced.Key words:cobalt;nickel;separ ation由于钴、镍的化学性质非常相似,在矿床中常共生、伴生,因此在各种含钴废渣中常有镍,如镍冶炼转炉渣、铜冶炼含钴转炉渣、镍精炼含钴渣等;在各种特殊合金材料、电池材料、催化剂中,也都同时含有钴和镍;而且随着钴与镍资源的日益枯竭,对它们的分离与回收就显得十分重要。
硫化镍矿加压浸出创建时间：2008-08-02硫化镍矿加压浸出(pressure leaching of nickel sulphide ore)用加压浸出法使硫化镍精矿或细磨高镍锍浆料中的镍和某些有价金属转入溶液而被提取的过程。
为硫化镍矿处理方法之一。
加压浸出必须选用合适的浸出剂，利用金属硫化物的氧化顺序，控制溶液的成分、温度、氧分压、浸出时间和物料的粒度等条件，使镍和其他有价元素在不同的阶段选择性地浸出分离，有效地减少浸出液的净化负荷，从而提高金属回收率、降低加工费用和保护环境。
硫化镍矿的加压浸出工艺分加压氨浸出和加压酸浸出两大类。
加压氨浸出以氨和硫酸铵为浸出剂，使原料中的硫化镍矿物与氧、氨反应，将镍和伴生的铜、钴转化为稳定的可溶性氨配(络)合物，硫氧化为各种硫一氧离子，铁转变为不溶性的含水三氧化二铁，其他脉石保留在渣中。
1954.年加拿大谢里特一高登矿业公司(Sherritt Gordon Mines Ltd.)的萨斯喀彻温堡(FortSaskatchewan)精炼厂首先在工业上采用加压氨浸出法从林湖地区的硫化镍精矿中提镍。
该法的主要过程为：两段逆流加压氨浸出，浸出液蒸氨除铜，高温水解除不饱和硫，高压氢还原生产镍粉及镍粉压块。
该厂所用精矿的成分(质量分数ω／％)为：Ni 10，Co 0.5，Cu 2，Fe 38，S 31，脉石14。
精矿在卧式机械搅拌釜中，于温度343～363K、总压0.7～1MPa的条件下进行加压氧化氨浸出，使镍、铜、钴和部分硫分解进入溶液。
其主要化学反应有：NiS+4FeS+7O2+10NH3+4H2O=Ni(NH3)6SO4+2Fe2O3•H2O+2(NH4)2S2O3CoS+2O2+6NH3=Co(NH3)6SO4CuS+2O2+4NH3=Cu(NH3)4SO42(NH4)2S2O3+2O2=(NH4)2S3O6+(NH4)2SO4(NH4)2S3O6+2O2+4NH3+H2O=NH4SO3•NH2+2(NH4)2SO4浸出富液的成分(g／L)为：Ni 40～50，Co 0.7～1，Cu 5～10，(NH4)2SO4120～180，游离氨85～100，不饱和硫5～10。
沉淀法向废水中投加某种化学物质，使它和水中某些溶解物质产生反应，生成难溶于水的盐类沉淀下来，从而降低水中这些溶解物质的含量。
这种方法称为水处理中的化学沉淀法。
化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。
一、原理从普通化学得知，水中的难溶盐类服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐MmNn(固体)的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为LM m N n：式中，Mn＋表示金属阳离子；Nm-表示阴离子；［］表示物质的量浓度，mol／L。
上式对各种难溶盐都应成立。
而当时，溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合时为止；如果溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合时为止。
为了去除废水中的Mn+离子，可以向其中投加具有Nm-离子的某种化合物，使形成MmNn沉淀，从而降低废水中的Mn＋离子的沉淀。
通常称具有这种作用的化学物质为沉淀剂。
从式LM m N n=[M n+]m[N m-]n可以看出，为了最大限度地使[M n+]m值降低，也就是使M n+离子更完全地被去除，可以考虑增大[N m-]n值，也就是增大沉淀剂的用量；但是沉淀剂的用量也不宜加得过多，否则会导致相反的作用，一般不超过理论用量的20％～50％。
某种无机化合物的离子是否可能采用化学沉淀法与废水分离，首先决定于是否能找到适宜的沉淀剂。
沉淀剂的选择可参看化学手册中的溶度积表。
根据该此表，可以用硫化物(例如硫化钠)或氢氧化物(例如氢氧化钠)使废水中的锌离子成为硫化物或氢氧化物沉淀出来。
同样，从此表可以看出，废水中的汞、镉、铅、铜、六价铬化合物、硫和氟的离子都有可能用化学沉淀法从水中分离出来。
二、类型根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法等。
(一)氢氧化物沉淀法采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。
还原硫化法从镍转炉渣中富集钴镍铜①喻正军,冯其明,欧乐明,卢毅屏,张国范(中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083)摘 要:考察了转炉渣还原硫化生产钴冰铜过程中还原剂焦炭与转炉渣质量比、硫化剂黄铁矿与转炉渣的质量比、熔炼温度及保温时间对钴镍铜的回收率的影响。
试验结果表明,还原剂焦炭用量对金属钴镍收率影响最大,用量过大或过少都不利于钴镍的回收,而对铜的回收率影响不明显;增大硫化剂黄铁矿用量及提高贫化温度、延长保温时间都有利于钴镍铜的回收。
当还原剂、硫化剂与炉渣的质量百分比分别为3.5%、25%,熔炼温度为1360℃,保温时间为3h时,钴镍铜在钴冰铜中的回收率分别达到了91.50%、96.08%、92.89%。
关键词:转炉渣;还原;硫化;回收率;钴冰铜中图分类号:TF803.12文献标识码:A文章编号:0253-6099(2006)01-0049-03R ecovery of Cobalt,Nickel and Copper from Nickel Converter Slagby R eduction2sulfurization ProcessY U Zheng2jun,FE NG Qi2ming,OU Le2ming,LU Y i2ping,ZH ANG G uo2fan (School o f Resources Processing&Bio2engineering,Central South Univer sity,Changsha410083,Hunan,China) Abstract:A study was made on the effects of the mass ratio of coke to slag,the mass ratio of pyrite to slag,the smelting tem2 perature and holding time on the recovery of cobalt,nickel and copper during the manufacture of cobalt matte by reduction2sul2 furization.The experiment results showed that the dosage of coke had the largest effect on the recovery of cobalt and nickel, but no obvious influence on the recovery of copper.Increasing the dosage of pyrite,smelting tem perature and holding time could im prove the recovery of nickel,cobalt and copper.The recovery of cobalt,nickel and copper could reach91.50%, 96.08%and92.89%respectively under the conditions such as a coke2to2slag ratio of3.5%,pyrite2to2slag ratio of25%, smelting tem perature of1360℃and holding time of3hours.K ey w ords:converter slag;reduction;sulfurization;recovery;cobalt matte 镍转炉渣中存在着大量的有价金属,如果将这部分渣直接返回到低镍锍中冶炼,渣中以氧化态存在的有价金属不能被还原硫化进入锍体中[1～2],从而造成大量的有价金属钴镍得不到有效的回收,为有效回收渣中钴镍铜就应单独处理转炉渣。
金银分离富集技术沉淀、共沉淀分离富集法之无机共沉淀剂在还原剂的存在下，如二氛化锡、抗坏血酸、亚硝酸钠、莫尔盐、卑磷酸盐等，三价金能够被还原为单质金，采用无机共沉淀剂，如啼、硒、砷、汞、氢氧化铁、硫化物等为载体，与金共沉淀而与贱金属分离。
在3-4mol几盐酸溶液中，抓化亚锡能够将三价金还原为单质金。
有啼的化合物存在时，还原生成碎化金，与啼一起沉淀。
其他贵金属，如铂、把、佬同时定量沉淀。
锗、铱沉淀不完全。
除试样中存在的硒、汞同时还原沉淀外，可与大量残金属元素分离。
当有大量铜存在时，少量亚铜沾污沉淀。
硝酸的存在会干扰测定，因为具有强氧化性的硝酸能够把还原出来的蹄沉淀重新溶解，失去分离富集作用。
为此，在溶液中加人少量尿素，或用浓盐酸将溶液反复蒸干.以便将硝酸除去。
该法的回收率可达99.8%，对于微克量级的金也能定量沉淀。
如用还原性较弱的亚硫酸和盐酸肪还原蹄时，带下的杂质更少，空白值更低，用人u198示踪检查此沉淀法富集微克量金的回收率为97%,采用啼共沉淀法分离富集已用于滴定法，吸光光度法测定金。
例如，将蹄共沉淀物进行灼烧、王水溶解，水浴蒸干，采用氢酿滴定法，可测定矿样中。
.5pg 馆以上的金[71。
该法可用于铜、铅阳极泥、粗铅、贵铅和秘铅合金、方铅矿、闪锌矿黄铁矿及毒砂中金的分离富集和测定。
在p为10%-25%盐酸酸度下，氮化亚锡将金(m)还原成单质金。
加人硒酸后，抓化亚锡将硒还原成单质硒沉淀，与单质金共沉淀。
将沉淀进行过滤、灰化，王水溶解后，再以吸光光度法分别测定金、铂、把。
1-205g的铂、把，在该条件下定量沉淀。
单用硒作载体共沉淀金、铂、把时，对铂、把的共沉淀不完全。
当加人银、铜、砷混合接触剂能使金、铂、把定量沉淀，并与大量常见元素分离。
共沉淀物中的硒、汞、佗、砷、锑等干扰元素在灼烧和燕发时除去。
啼可加人碘化按于低温升至800℃灼烧lh挥发除去。
金、铂、把分别用孔雀绿和DDO光度法测定。
该法曾用于测定铜镍矿、炭质页岩、超基性岩等矿石中的金、铂、把。
二步法富集分离含铝贵金属液体中贵金属的方法摘要：贵金属在国防、科研以及人民生活中起着非常重要的作用。
由于贵金属的储量有限，开采生产困难，废物中的贵金属回收利用被引起广泛关注与重视。
本文提出了一种二步法富集分离含铝贵金属液体中贵金属的方法。
把“离子交换”和“置换”两个步骤有机的结合在一起，使得液体中的贵金属大部分通过“离子交换”被分离富集在阴离子选择性树脂上，少量没有被富集的贵金属离子则通过“置换”富集后予以循环利用。
该工艺方法生产周期短，生产效率高，克服了单一富集法生产生产效率低、回收率低的缺点，真正实现了简单和高效的统一。
关键词：二步法富集分离含铝贵金属液一、前言贵金属由于其独特的物理化学性质被广泛应用于石油化工、计算机、航空航天、电子等工业领域中。
然而，贵金属的矿产资源储量非常有限、开采困难，其价格极其昂贵，因此，贵金属废弃物的有效回收利用，已经成为贵金属的重要来源之一。
在工业发达国家，贵金属废料的循环回收利用已经成为一个独立的生产体系。
美国铂族贵金属消耗总量的10%～15%来自于废料的再回收；日本的贵金属回收体系较为完善，有人甚至宣称日本是全球贵金属回收的中心，日本将成为贵金属富有的国家[1]。
我国贵金属的回收利用起步较晚，技术落后，经营粗犷，回收率不高[2]。
近年来，很多学者、研究机构、生产单位对贵金属的循环回收利用加大了研究力度，取得了很好的成果。
贵金属再生技术可分为火法冶金和湿法冶金两大类。
火法冶金包括熔炼、火法氯化及高温挥发、焚烧等工艺流程[3]。
秦川[4]等利用火法冶金的基本原理成功从电子废料中回收了贵金属。
黄昆[5]等提出了火法氯化用于贵金属废物的回收，在高温条件下，用氯气氯化贵金属致贵金属挥发。
湿法冶金有电沉积法、氧化沉淀法、离子树脂交换法、溶剂萃取法、金属置换法等分离技术。
姚红等[6]首先将废催化剂粉碎，然后再用盐酸及氯酸钠氧化浸出，在滤液中加入Fe将海绵钯置换出来，属于金属置换法。
