镍冶炼过程中产生的废弃物及伴生元素的走向和回收

1.镍冶炼过程中产生的废弃物及伴生元素的走向

镍造锍：镍铜钴金银和铂族金属富集于低镍锍中，烟尘-稀散金属；

转炉吹炼：镍铜钴金银和铂族金属富集于高镍锍中，控氧可使钴部分进入转炉渣或镍锍。高镍锍缓冷分选出镍精矿-金银和铂族金属在镍电解阳极泥；通镍合金-回收铂族金属主要原料。

左半部：多金属共同富集、贵贱金属分离、贱金属多阶段分离，制取铜、钴、镍。

右半部：贵金属提取冶金技术。

2.镍冶炼过程伴生元素的回收

（1）镍冶金中钴的综合回收

A. 转炉渣提钴

高温高压下，氧气将镍钴铜氧化成可溶性硫酸盐，使铁留在渣中，选择性浸出。先用硫代硫酸钠除铜后，再用P204深度除铜。萃余液用P507进行镍钴分离，之后萃余液硫酸镍，用草酸铵沉钴，草酸钴煅烧得氧化钴粉末。

B. 镍电解净液钴渣提钴

镍净化钴渣的主要成分：镍、铜、铁、钴的氢氧化物。钴渣于65~75℃硫酸溶液中进行，亚硫酸钠将Co3 还原成Co2 并溶解。95℃，氯化钠将Fe2 氧化水解沉淀除去。P204除铜和铁，后液再用P507分离镍钴，得到CoCl2，隔膜电解生产钴，或草酸沉钴再煅烧生产氧化钴粉。（难点：镍钴分离。）

C. 镍电解净液钴渣中生产氧化钴

a 钴溶液净化：黄钠铁矾法除铁（钴渣浆化、加硫酸、通二氧化硫还原溶解。黄钠铁矾法除铁，后液用次氯酸钠沉钴生成氢氧化钴，二次溶解与沉钴后的氢氧化钴反射炉煅烧和电炉还原熔炼，铸成钴阳极板，在氯化物介质中，通过可溶阳极电解成电解钴，钴电解阳极液净化-硫化钠除铜、通氯氧化中和除铁。硫酸镍溶液返回镍电解系统。）；萃取剂净化提纯：P204-镍钴分离；P507-优良镍钴分离萃取剂

b 草酸铵沉钴：

草酸铵从氯化钴溶液中提取钴，反应式：

CoCl2 (NH4)2C2O4=CoC2O4 2NH4Cl

D. 从硫酸钴（氯化钴）溶液中电解沉积金属钴

从水溶液中电解沉积金属钴的电化学系统

E. 钴的电解精炼

（a）氢氧化钴Co(OH)3物料的反射炉焙烧：Co(OH)3脱水后Co3O4，再转化为CoO，在石油焦还原下与C反应生成Co CO2

（b）氧化钴烧结块的还原熔炼：

CoO被碳还原成Co，炉料中CaO与硫化钴生成CaS进入炉渣，脱硫。（CoS CaO C-Co CaS CO）【炉料中铅锌生成金属蒸气挥发，氧化锰生成氧化亚锰进入炉渣】

（c）钴电解精炼过程电极反应（阳极：Co-4e=2Co2 ,阴极：Co2 2e=Co，2H 2e=H2,H 具有更高的正电性，先放电析出。）

（d）钴电解过程中杂质行为：

Ni、Fe、Zn、Cu、Pb、Mn、有机物

（e）钴电解精炼得阳极液净化：

除镍-硫磺及钴粉；除铜铅-硫化钠溶液和钴粉，生成硫化物沉淀；除铁-氯气氧化中和水解除铁

（2）镍冶金中贵金属的综合回收

传统工艺：

贵金属分离提纯传统工艺流程图

贵金属精矿首先采用焙烧-浸出法使贱金属溶解，得到的浸出渣再用王水溶解，使金属进入溶液。再用氯化亚铁、硫酸亚铁或二氧化硫作还原剂，使金呈海绵状沉淀，再经反复溶解、还原或用电解法提纯制取纯金。沉金后液加入氯化铵，铂呈氯铂酸铵沉淀，经反复溶解、沉淀制取纯氯铂酸铵，再煅烧后得纯海绵铂。沉铂后加氯化铵与氨水，使钯呈二氯二氨络亚钯沉淀，经过反复酸化溶解与配合沉淀，得纯二氯二氨络亚钯，再经煅烧、还原得到纯海绵钯。

从二次合金富集贵金属精矿的工艺流程，可看出来，主要过程包括盐酸浸出、控制电位氯化浸出、浓硫酸浸煮和四氯乙烯脱硫等工作。

贵金属精矿分离提纯方法（1）氧化蒸馏分离提取锇钌；（2）铜粉置换和铂、钯、铑、铱、金的分离提纯。