硫化鎳加壓浸出研究進展與應用

硫化鎳加壓浸出研究進展與應用蔣開喜，王玉芳，鄭朝振，李相良北京礦冶研究總院國家自然科學基金項目：硫化礦加壓濕法冶金的機理研究(51434001)摘要：硫化鎳是鎳冶煉的重要原料，加壓浸出技術在硫化鎳冶煉中占有重要地位，本文對硫化鎳加壓浸出研究及應用進行了簡單的介紹。根據(jù)反應體系的不同，鎳加壓浸出分為酸性加壓浸出和氨性加壓浸出兩大類，工業(yè)生產中氨性加壓浸出應用較少，以酸性加壓浸出為主。硫化鎳加壓浸出處理原料靈活多樣，主要包括硫化鎳精礦、鎳锍、鎳鈷硫化物等。另外，其在鎳冶煉渣、低品位復雜物料處理方面也有一定的研究應用。加壓浸出工藝靈活，綜合回收率高，可同時生產鎳、鈷、銅、鉑族金屬等多種產品，主產品即可為硫酸鎳，也可為電鎳或鎳粉，產品質量高，環(huán)境污染小，具有一定的市場競爭力。關鍵詞：硫化鎳，加壓浸出，研究進展，應用ResearchDevelopmentandUtilizationofpressureleachingonnickelsulfideKaixiJiang,YufangWang,Chaozhenzheng,XiangliangLiBeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgyAbstract：Nickelsulfideisthemainrawmaterialfornickelextraction,andpressureleachinghastheimportantstatusinnickelsulfideextraction.Theresearchdevelopmentandutilizationofpressureleachingonnickelsulfideareintroducedinthispaper.Accordingtothereactionsystem,thenickelsulfidepressureleachingcanbedividedintotwokinds:ammoniapressureleachingandacidpressureleaching,theutilizationoftheformerinindustriesisverylittle,andthelatteraccountsmainly.Therawmaterialsfornickelsulfidepressureleachingareflexible,mainlyincludenickelconcentrate,nickelmatteandnickel/cobaltsulfideetc.Furthermorethistechnologycanalsobeusedtotreatnickelsmeltingslagandlowgradecomplexmaterials.Pressureleachinghastheadvantagesofflexibility,comprehensiverecoveryofvaluablemetalssuchasnickel,cobalt,copperandPGM.Themainproductscanbenickelsulfate,electrolysisnickelornickelpowderwithhighquality.Keywords:Nickelsulfide,Pressureleaching,Researchdevelopment,Utilization1前言鎳具有抗腐蝕、耐高溫、抗氧化、延展性好、強度高等優(yōu)良性能，是生產各種高溫高強度合金、磁性合金和合金結構鋼的主要添加劑，廣泛用于冶金、化工、石油、建筑、機械制造、儀器儀表以及航天航海等領域。鎳冶煉原料主要有硫化礦和氧化礦(鎳紅土礦)兩大類，雖然近些年紅土礦鎳產量比例逐年增加，但硫化礦產量仍占60%以上。硫化鎳冶煉分為火法和濕法兩大類，且以火法為主，即硫化鎳礦經熔煉產出高冰鎳，高冰鎳經高锍磨浮—硫化鎳陽極電解精煉生產電鎳，如加拿大Inco公司湯普遜廠和我國金川鎳冶煉廠等；或高冰鎳氯化浸出—電積生產電鎳，如加拿大鷹橋公司克里斯蒂安松廠、法國勒阿弗爾廠以及日本新居濱廠等；或采用羰基法生產鎳粉、鎳塊，如俄羅斯諾里爾斯克北鎳公司和英國克萊達奇精煉廠等。加壓浸出法在鎳濕法冶煉中占有重要地位。早在1950s年國外圍繞鎳鈷加壓浸出就進行了大量研究工作[1,2]，之后該技術在鎳冶煉行業(yè)進行了廣泛應用，處理原料主要有硫化物和氧化物（鎳紅土礦）兩大類，本文重點針對硫化鎳加壓浸出研究進展及應用進行簡單闡述，紅土鎳礦加壓浸出暫不贅述。硫化鎳加壓浸出處理的原料根據(jù)性質的不同，主要分為：硫化鎳精礦(含鎳磁黃鐵礦)、鎳熔煉產物鎳（鎳冰銅、高冰鎳），及冶煉中間產物鎳鈷硫化物等，工業(yè)生產中以處理鎳锍為主，其它應用較少。另外，處理原料還可為鎳冶煉渣（轉爐渣）、合金及低品位復雜物料等。根據(jù)反應體系的不同，鎳加壓浸出又可分為酸性加壓浸出和氨性加壓浸出兩大類，氨性加壓浸出應用較少，僅兩家企業(yè)進行了工業(yè)應用，以酸性加壓浸出為主。國內外典型硫化鎳加壓浸出生產企業(yè)見表1。表1硫化鎳加壓浸出生產企業(yè)Table1Typicalpressureleachingplantsofnickelsulfide主要工藝企業(yè)名稱投產時間處理原料設計規(guī)模產品備注加壓氨浸加拿大薩斯喀切溫堡鎳精煉廠(FortSaskatchewan)1954年硫化鎳礦7700t/a鎳粉1976年礦山關閉1992年鎳鈷硫化物2.49萬t/a鎳粉現(xiàn)3.4萬t/a澳大利亞西部礦業(yè)公司克溫那那廠(Kwinana)1970年鎳精礦+鎳锍1.5萬t/a鎳團和鎳粉2005年擴至6.5萬t/a加壓酸浸美國國家鉛公司弗雷德里克精煉廠(FrederickTown)1950s硫化銅鎳鈷礦635t/aCo鎳、鈷粉1960年關閉美國阿邁克斯鎳港精煉廠(Amax)1959年鎳鈷硫化物鎳粉6個月后關閉1974年高冰鎳4萬t/a鎳粉1985年結束南非英帕拉鉑公司(ImpalaPlatinumSprings，Implats)1969年鎳冰銅7000t/a鎳粉日本礦業(yè)公司日立精煉廠1975年鎳鈷硫化物電鎳、電鈷日本住友金屬礦山公司新居濱鎳廠1975年鎳鈷硫化物電鎳諾理爾斯克聯(lián)合公司(Norilsk)1979年含鎳磁黃鐵礦硫化鎳南非Amplats(Anglo-AmericaPlatinum)勒斯滕堡鎳精煉廠(Rustenburg，RBMR)1980年鎳冰銅1.9萬t/a電鎳芬蘭奧托昆普哈賈瓦爾塔精煉廠(Harjavalta)(現(xiàn)屬Norilsk)1981年高冰鎳1.7萬t/a電鎳現(xiàn)擴產至5.4萬t/a南非LonminPlatinum1985年鎳冰銅3000t/a硫酸鎳南非西部鉑業(yè)WesternPlatinum1985年鎳冰銅12t/d硫酸鎳1991年鎳冰銅60t/d硫酸鎳南非巴普勒茲(BarplatsPlatinum)1989年含銅鎳锍3t/d硫酸鎳阜康冶煉廠1993年高冰鎳2000t/a電鎳2006年擴至1萬t/a南非諾森鉑廠(NorthanPlatinum)1993年鎳冰銅2000t/a硫酸鎳津巴布韋賓杜拉冶煉廠(Bindura)1995年銅鎳锍1.45萬t/a美國NorilskStillwater1996年鎳冰銅100t/a硫酸鎳吉林鎳業(yè)公司2000年高冰鎳1萬t/a硫酸鎳2012年高冰鎳2000t/a硫酸鎳重慶吉恩冶煉有限公司2012年高冰鎳+氫氧化鎳1.5萬t/a硫酸鎳新鄉(xiāng)吉恩鎳業(yè)有限公司金川有色金屬公司1991年鎳轉爐渣26~30t/d鎳粉原料處理量2006年高鎳锍2.5萬t/a+5000t-Ni/a電鎳+硫酸鎳2硫化鎳精礦硫化鎳精礦中主要礦物為鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦(Fe7S8)、黃銅礦、輝銅礦、銅藍及黃鐵礦等，即可進行酸性加壓浸出亦可進行氨性加壓浸出。由于精礦品位較低，原料處理量大，工業(yè)應用相對較少，僅三家企業(yè)進行了工業(yè)應用，其中加拿大薩斯喀切溫堡采用加壓氨浸法處理硫化鎳礦，1954年建成投產；美國國家鉛公司FrederickTown(弗雷德里克，菲德雷克城)精煉廠50年代采用加壓酸浸法處理硫化銅鎳鈷礦，1979年納杰日金斯克采用酸性加壓浸出處理鎳磁黃鐵礦精礦。2.1氨性加壓浸出加壓氨浸過程中，鎳精礦中的銅、鈷、鎳均以氨絡合物形式進入溶液，鐵以三氧化二鐵形式進入渣中，硫最終氧化為硫酸鹽和氨基磺酸鹽。鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦主要發(fā)生如下反應：NiS＋2O2＋6NH3＝Ni(NH3)6SO4 4FeS+9O2+8NH3+4H2O=2Fe2O3+4(NH4)2SO4該法工藝簡單，鎳、鈷、銅的回收率可分別達到90~95%、50~75%和88~92%，還能回收精礦中大部分硫，特別是能有效的分離和回收難以分選的多金屬礦石。但反應速度慢，溶液中金屬離子濃度低，設備龐大，且鈷浸出率低，適于處理鈷和鉑族金屬含量較低的物料ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>巴爾巴特</Author><Year>1981</Year><RecNum>5</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[5]</style></DisplayText><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">5</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"size="100%">B.</style><styleface="normal"font="default"charset="161"size="100%">Φ.</style><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">巴爾巴特</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">列什著</style></author><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">東北工學院有色重金屬冶煉教研室譯</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">鎳鈷冶金新方法（高壓浸出，離子交換、溶劑萃?。?lt;/style></title></titles><dates><year>1981</year></dates><pub-location><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">北京</style></pub-location><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">冶金工業(yè)出版社</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"巴爾巴特,1981#5"3]。1954年SherrittGorden公司薩斯喀切溫堡(FortSaskatchewan)鎳精煉廠建成投產，該廠是世界首家加壓氨浸生產企業(yè)，也是最早采用加壓液相氫還原法生產鈷粉的工廠，處理原料為LynnLake礦產出的硫化鎳礦，典型成分為(%)：Ni10、Cu2、Co0.5、Fe38、S31及脈石14等，不含貴金屬。由于該礦儲量低，運輸距離遠，周邊缺乏原料，使得傳統(tǒng)工藝難以適用，決定采用全濕法流程生產鎳產品，主工藝流程為：加壓氨浸、浸出液蒸氨除銅、加壓液相氫還原制取鎳粉和鎳粉壓塊，設計產能為7700t/a鎳粉。該廠共配備8臺加壓釜，兩段浸出，在80~90℃和900kPa的總壓下用空氣做氧化劑，浸出渣在壓濾機上進行逆流洗滌。1976年LynnLake礦關閉，1992年開始處理古巴毛阿廠的鎳鈷硫化物，工藝及配置也進行了多次調整，反應溫度和壓力最終調整至110~120℃和790~895kPa，但浸出均是采用同樣的八臺加壓釜，通過配置的不同實現(xiàn)產量的擴張，現(xiàn)已擴產到3.4萬t/a[4]。2.2酸性加壓浸出目前報道的采用加壓酸浸法處理硫化鎳鈷礦的企業(yè)共有三家。1953年美國卡來拉(Calera)礦冶公司加菲爾德(Garfield)鈷精煉廠采用加壓酸浸法處理愛達荷州黑鳥礦(Blackbird)產出的鈷精礦，主要礦物為輝砷鈷礦(CoAsS)、黃鐵礦和少量黃銅礦，鈷產量1100t/a，1959年由于原料中斷而關閉。第二家是美國密蘇里州的國家鉛公司弗雷德里克(FrederickTown，菲德雷克城)精煉廠，該廠在50年代采用加壓酸浸處理硫化銅鎳鈷礦，平均成分為(%)：Ni5.0，Co4.2，Cu4.8，Pb1.0，F(xiàn)e30，S40。在浸出溫度232℃、總壓5.3MPa條件下用空氣作氧化劑，鎳鈷浸出進入溶液，經氫還原生產金屬粉末，年產鈷635t，由于原料短缺于1960年關閉。1969年前蘇聯(lián)諾里爾斯克礦冶股份公司就提出采用酸性加壓浸出法處理含鎳磁黃鐵礦精礦，1979年該技術在納杰日金斯克冶煉廠進行了應用，輔助處理選礦產出的鎳磁黃鐵礦精礦，主系統(tǒng)采用閃速熔煉處理鎳精礦、銅精礦[5]。鎳磁黃鐵礦精礦成分為(%)：Ni3.2，Cu1.4，F(xiàn)e48.9，S27.6。在110~135℃下進行加壓浸出，硫以元素硫的形式進入渣中，大部分鎳、鈷、銅浸出進入溶液，鐵以氧化物形式沉淀進入渣中，鎳浸出率可達到67%，渣含硫3%。加壓浸出液經硫化沉淀回收鎳，返回主系統(tǒng)熔煉工序。2004年NorilskNickel在博茨瓦納Tati礦建立了示范廠處理鎳銅礦，精礦處理量8t/d，計劃將Bulong廠改造為AvalonActivox精煉廠，設計規(guī)模為4萬t/a，原計劃2005年底開始建設，但由于市場原因暫被擱置[6]。2003~2008年間，ValeInco公司針對加拿大Voisey’sBay礦選礦產出的鎳精礦分別在安大略湖米西索加研發(fā)中心和紐芬蘭阿珍舍進行了擴大試驗，試驗用精礦主要成分為(%)：Ni18~24，Co0.8~1.0，Cu1~2，F(xiàn)e40及S35。精礦經細磨后，加入廢電解液、氯化鈉漿化后在150℃下進行連續(xù)氧化浸出，銅鎳等浸出進入溶液，鐵以赤鐵礦形式沉淀進入渣中，最終生產電鎳、鈷和銅。2008年11月決定采用加壓浸出工藝進行工廠建設，2009年4月動工，原計劃2013年建成。3鎳锍鎳锍由于品位較高、經濟效益好，是鎳加壓浸出處理的主要原料，國內外多家企業(yè)進行了工業(yè)應用，且氨性加壓浸出和酸性加壓浸出系統(tǒng)均有應用。與硫化鎳精礦不同，髙鎳锍(鎳冰銅)中主要以黃鎳鐵礦Ni3S2存在，銅則主要為久輝銅礦Cu1.96S，另有部分銅、鎳金屬存在于合金相中。3.1氨性加壓浸出加壓氨浸法最早開發(fā)用于處理硫化鎳精礦，后來證明該法處理髙鎳锍更有優(yōu)勢。主要反應為：2Ni3S2+9O2+32NH3+2(NH4)2SO4=6Ni(NH3)6SO4+2H2O迄今為止世界共有硫化鎳氨性加壓浸出生產企業(yè)兩家，除加拿大薩斯喀切溫堡鎳精煉廠處理鎳精礦外，澳大利亞西部礦業(yè)公司下屬的克溫那那廠(Kwinana)是世界上唯一一家采用加壓氨浸法處理高鎳锍的工廠，處理原料為卡爾古利熔煉廠產出的閃速熔煉高鎳锍，1970年投產，最初同樣處理硫化鎳精礦，設計能力為年產1.5萬噸鎳，1973年之后逐步增加鎳锍比例，到1985年全部用鎳锍代替，年產能為3.5萬噸金屬鎳，現(xiàn)鎳產能達到6.5萬t/a，另副產硫化銅、鎳鈷硫化物及硫酸銨等產品。全部處理鎳锍后，對工藝亦進行了調整，將原有兩段浸出改為三段浸出。該廠共配置160m3加壓釜6臺，采用2+3+1三級布置，浸出溫度在85~95℃，壓力在750~1000kPa之間ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>MWoodward</Author><Year>2007</Year><RecNum>49</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[51]</style></DisplayText><record><rec-number>49</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">49</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>MWoodward,Travis</author><author>ABahri,Parisa</author></authors></contributors><titles><title>Steady-stateoptimisationoftheleachingprocessatKwinanaNickelrefinery</title><secondary-title>ComputerAidedChemicalEngineering</secondary-title></titles><periodical><full-title>ComputerAidedChemicalEngineering</full-title></periodical><pages>557-562</pages><volume>24</volume><dates><year>2007</year></dates><isbn>1570-7946</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"MWoodward,2007#49"7]，鎳總浸出率99%以上，浸出液經蒸氨除銅、氧化水解、液相氫還原生產鎳團，尾液經硫化沉淀回收殘余鎳鈷，沉淀后液經蒸發(fā)結晶生產硫酸銨。3.2酸性加壓浸出1960s年SherrittGordon提出采用酸性加壓浸出工藝處理高銅鎳锍，綜合回收銅和鎳。高鎳锍加壓酸浸過程中，多采用常壓-加壓浸出聯(lián)合工藝，實現(xiàn)銅鎳的選擇性浸出與分離，鎳優(yōu)先浸出進入溶液，銅以硫化銅形式沉淀進入渣中。加壓浸出液經脫銅、凈化后送鎳回收工序，產品多樣，可氫還原生產鎳粉，或電解生產電鎳，或蒸發(fā)結晶生產硫酸鹽。該法尤其適于處理鉑族金屬和銅含量較高的鎳锍，鎳、銅等浸出率均可較高，一般可達到99.9%以上，得到的渣中鉑族金屬含量較高，可直接送精煉廠進行處理回收鉑族金屬。高冰鎳硫酸選擇性浸出法具有工藝流程短，對原料適應性廣；金屬綜合回收率高，可綜合回收鎳、鈷、銅等產品；環(huán)境污染??；產品純度高，產品選擇靈活的優(yōu)點。浸出過程中主要發(fā)生如下反應：2Ni+O2+2H2SO4=2NiSO4+2H2ONi3S2+2CuSO4=Cu2S+NiS+2NiSO42Ni3S2+O2+2H2SO4=4NiS+2NiSO4+2H2ONiS+CuSO4＝NiSO4＋CuS酸性加壓浸出處理高鎳锍富集回收PGM在南非多家企業(yè)進行了工業(yè)應用。1969年南非英帕拉鉑公司(ImpalaPlatinum)斯普林(Spring)精煉廠建成投產，采用Sherritt公司兩段逆流酸性加壓浸出工藝處理含鉑族金屬高冰鎳，鎳銅浸出率均達到99%以上，鉑族金屬富集在浸出渣中，送鉑金屬精煉廠處理。之后，該技術在多家企業(yè)進行了應用，如南非Rustenburg(1980年)、Lonmin(1985年)、Northam、WesternPlatinum(1985年)、美國的Stillwater(1986年)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>蘭興華</Author><Year>2002</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">9</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>蘭興華</author></authors></contributors><titles><title>鎳的高壓濕法冶金</title><secondary-title>世界有色金屬</secondary-title></titles><periodical><full-title>世界有色金屬</full-title></periodical><pages>25-26</pages><number>01</number><keywords><keyword>高壓濕法冶金:5718</keyword><keyword>鉑族金屬:4152</keyword><keyword>含鎳紅土礦:3606</keyword><keyword>鎳冰銅:3332</keyword><keyword>硫化鎳礦:2959</keyword><keyword>高壓釜:2594</keyword><keyword>火法冶金:2257</keyword><keyword>礦物學特性:1493</keyword><keyword>鈷:1266</keyword><keyword>高壓酸浸:1233</keyword></keywords><dates><year>2002</year></dates><isbn>1002-5065</isbn><call-num>11-2472/TF</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"蘭興華,2002#9"8]等。1981年，芬蘭奧托昆普公司哈賈瓦爾塔(Harjavalta)精煉廠(現(xiàn)屬Norisk公司)采用“三段常壓—一段加壓硫酸選擇性浸出”工藝處理轉爐高冰鎳，對其原有三段逆流常壓浸出工藝流程進行改造，產出銅渣含鎳低，可直接送銅冶煉廠，鎳總回收率由85~90%提高到99%左右。1995年熔煉系統(tǒng)改用奧托昆普直接熔煉(DON)工藝，取消轉爐，閃速爐渣直接電爐貧化，熔煉過程中產出兩種鎳锍，一種是閃速爐高冰鎳，典型成分為(%)：Ni65~71，Cu5~6，F(xiàn)e3~4，S19~21，Co0.5，MgO≤0.1，SiO2≤0.1；一種是電爐高冰鎳，典型成分為(%)：Ni50~55，Cu5~7，F(xiàn)e30~35，S6~7，MgO≤0.1，SiO2≤0.13ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[9]。由于物料差別較大，浸出工藝進行了調整，并采用溶劑萃取除鈷。閃速爐高冰鎳采用原有系統(tǒng)進行處理，且更改為“兩段逆流常壓浸出—兩段加壓浸出”，又稱為“脫銅—鎳常壓浸出—鎳加壓浸出—銅加壓浸出”工序，鎳加壓浸出段為非氧化浸出，主要是使溶液中的硫酸銅與NiS發(fā)生置換反應。銅加壓浸出段使銅鎳浸出進入溶液，主要是為了給系統(tǒng)提供足夠的銅，浸出渣主要為硫化銅渣，且富集了鉑族金屬，送銅冶煉廠回收銅。電爐鎳锍主要成分為金屬化合金，新建浸出系統(tǒng)進行處理，采用“常壓浸出—加壓浸出”聯(lián)合工藝，使銅、鎳和鈷全部浸出進入溶液，鐵以鐵釩或赤鐵礦形式沉淀。電鎳產量由1.7萬t增加至4萬t/a，1999年產量達到5.2萬t/a。圖1Harjavalta鎳精煉廠改造后工藝流程Fig.1thetransformedflow-sheetofHarjavaltaNickelRefinery1960s年我國開始進行鎳鈷加壓浸出技術研究。1968年在白銀建成中冰鎳加壓浸出試驗裝置處理金川公司中冰鎳，日處理量4~5t。中冰鎳系由低冰鎳經轉爐吹煉而成，主要成分為(%)：Ni22.0，Co0.62，Cu19.7，F(xiàn)e26.0，S27.0。加壓浸出在5臺串聯(lián)Φ0.8×4.5m帕丘克槽中進行，鋼殼搪鉛內襯耐酸磚，采用壓縮空氣攪拌。反應溫度160~170℃，總壓2.2~2.4MPa，礦漿液固分離后，上清液凈化后送氫還原工序，底流經過濾、洗滌后送提取貴金屬。因未解決浸出渣中提取貴金屬問題而未進行工業(yè)應用。1989年北京礦冶研究總院、新疆有色金屬公司及北京有色冶金設計研究總院合作，針對新疆喀拉通克銅鎳礦產出的高冰鎳進行了“選擇性常壓浸出—加壓酸浸”試驗研究，1993年5月完成半工業(yè)聯(lián)動試驗。1993年10月阜康冶煉廠建成投產，是國內首家采用濕法冶金工藝生產鎳的廠家，設計規(guī)模為年產電鎳2000t，主工藝流程為“硫酸選擇性浸出(一段常壓、一段加壓)—黑鎳除鈷—不溶陽極電積”[10]。2006年經擴建改造，工藝流程改為二段常壓、二段加壓，電鎳產量達到1萬t/a，電銅1.2萬t/a，電鈷87.3t/a，硫酸1.2萬t/a。2000年，吉林鎳業(yè)公司與北京礦冶研究總院合作建設1萬t精制硫酸鎳生產線，主工藝流程為一段常壓、兩段加壓，溶液經萃取、蒸發(fā)結晶生產硫酸鎳，設計規(guī)模為年產硫酸鎳1萬t/a，其中電子級硫酸鎳6000t/a，精制硫酸鎳4000t/a。2001年12月10日投料試生產，同月30日產出合格的硫酸鎳產品，2002年5月達到設計的生產能力，產品質量和主要技術經濟指標也同步達到并優(yōu)于設計的要求。之后，吉鎳在河南新鄉(xiāng)、四川重慶等地建設了分廠，均采用該工藝。4鎳鈷硫化物加壓酸浸還可用于處理冶煉過程中產出的鎳鈷硫化物，如紅土礦冶煉過程中產出的鎳鈷硫化物等，典型企業(yè)如日本住友金屬礦業(yè)公司新居濱廠和日本礦業(yè)公司的日立精煉廠等。另外，美國的鎳港精煉廠在1959年采用酸性加壓氧化浸出和液相氫還原處理古巴毛阿鎳廠的鎳鈷硫化物，但開工幾個月后因為原料中斷而停產。新居濱廠和日立精煉廠在1975年相繼建成投產，均采用加壓浸出技術處理鎳鈷硫化物，控制反應溫度150~160℃，鎳、鈷浸出率均達到99%，但在溶液溶劑萃取凈化過程有一定區(qū)別。日立精煉廠溶液經氧化中和除鐵、硫化除銅、萃取提鋅后，首先萃取分離鎳鈷，采用P507萃取提鈷，反萃得到的硫酸鈷溶液經電積生產電鈷。鈷萃余液采用Lix64N萃取提鎳，最終生產電鎳。新居濱鎳廠先采用鎳電解凈化過程中產出的鈷渣除鐵錳，再硫化除銅，再采用叔碳羰酸作為萃取劑，將鎳鈷全部萃取進入有機相，經鹽酸反萃使鎳鈷轉變?yōu)槁然矬w系，然后用叔胺類萃取劑分離鎳鈷，與硫酸體系相比，鎳鈷分離系數(shù)較高。反萃得到的氯化鈷溶液和氯化鎳萃余液分別采用全氯化物體系電積生產電鈷和電鎳[11]。5冶煉渣銅鎳冶煉過程中產出大量的冶煉渣，有價金屬含量較高，直接堆存不僅造成資源的浪費，且存在潛在的環(huán)境污染。在常壓浸出過程中，鐵大量溶出，造成酸耗及溶液鐵濃度較高。Klein等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Klein</Author><Year>1972</Year><RecNum>110</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[112]</style></DisplayText><record><rec-number>110</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">110</key></foreign-keys><ref-typename="Patent">25</ref-type><contributors><authors><author>Klein,L.C.</author><author>Stevens,L.G.</author></authors></contributors><titles><title>Recoveryofcoppervaluesfromslags</title></titles><dates><year>1972</year></dates><pub-location>US</pub-location><isbn>3,632,308</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Klein,1972#110"12]1972年申請專利采用加壓浸出法處理細磨后的粒化銅渣，銅浸出率達到95%以上。Anand等ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Anand,1983#111"13]采用加壓浸出法從含Cu4.03%、Ni1.97%、Co0.49%的銅轉爐渣中浸出銅鎳鈷，在氧分壓0.59MPa、130℃條件下浸出4h，銅浸出率達到92%，鎳鈷浸出率達到95%以上。SobolADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Sobol</Author><Year>1993</Year><RecNum>112</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[114]</style></DisplayText><record><rec-number>112</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">112</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Sobol,SI</author></authors></contributors><titles><title>ChemistryandKineticsofOxidativeSulfuricAcidLeachingofCobalt-BearingConverterSlags</title><secondary-title>ExtractiveMetallurgyofCopper,NickelandCobalt.</secondary-title></titles><periodical><full-title>ExtractiveMetallurgyofCopper,NickelandCobalt.</full-title></periodical><pages>813-826</pages><volume>1</volume><dates><year>1993</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Sobol,1993#112"14]認為Anand工藝中礦漿濃度過低，導致系統(tǒng)物料處理規(guī)模較大，其將礦漿濃度提高至20%，反應溫度提高至150℃和190℃，60min內鎳鈷銅浸出率達到90%以上。Baghalha等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Baghalha</Author><Year>2007</Year><RecNum>113</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[115]</style></DisplayText><record><rec-number>113</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">113</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Baghalha,M</author><author>Papangelakis,VG</author><author>Curlook,W</author></authors></contributors><titles><title>FactorsaffectingtheleachabilityofNi/Co/Cuslagsathightemperature</title><secondary-title>Hydrometallurgy</secondary-title></titles><periodical><full-title>Hydrometallurgy</full-title></periodical><pages>42-52</pages><volume>85</volume><number>1</number><dates><year>2007</year></dates><isbn>0304-386X</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Baghalha,2007#113"15]對含Ni-Co-Cu渣高溫加壓浸出條件下影響因素進行了考察，結果表明保持渣中鐵橄欖石晶型是保證鎳鈷銅浸出的關鍵。IlyaPerederiy等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Perederiy</Author><Year>2011</Year><RecNum>116</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[118]</style></DisplayText><record><rec-number>116</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">116</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Perederiy,Ilya</author><author>Papangelakis,VladimirosG.</author><author>Buarzaiga,Mohamed</author><author>Mihaylov,Indje</author></authors></contributors><titles><title>Co-treatmentofconverterslagandpyrrhotitetailingsviahighpressureoxidativeleaching</title><secondary-title>JournalofHazardousMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofHazardousMaterials</full-title></periodical><pages>399-406</pages><volume>194</volume><number>0</number><keywords><keyword>Pressureoxidativeleaching</keyword><keyword>Fayalitedissolution</keyword><keyword>Pyrrhotiteoxidation</keyword><keyword>Conductivitymeasurements</keyword><keyword>Freeacidmeasurements</keyword></keywords><dates><year>2011</year></dates><isbn>0304-3894</isbn><urls><related-urls><url>/science/article/pii/S030438941101017X</url><url>/S030438941101017X/1-s2.0-S030438941101017X-main.pdf?_tid=cb2046b2-0a59-11e3-82e1-00000aab0f6c&acdnat=1377086832_fc121d456e257b99a4b14ae4895c1a1f</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>/10.1016/j.jhazmat.2011.08.012</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Perederiy,2011#116"18]針對加拿大薩德伯里Vale廠產出的緩冷轉爐渣進行了直接加壓浸出研究，該渣含Ni1.05~1.07%，Cu0.68~0.69%，Co0.63~0.67%，F(xiàn)e52%，在250℃、氧分壓0.6MPa、初始硫酸濃度70g/L條件下浸出15~20min，鎳、鈷、銅浸出率可達到90%以上，浸出45min可達到95~97%，研究中還采用磁黃鐵礦尾礦代替硫酸進行了試驗，對金屬浸出率無影響。1991年金川鈷合金加壓浸出生產線建成投產，從轉爐渣中回收鈷，日處理量為26~30t。轉爐渣經貧化電爐、磁選產出鈷合金，再經“預浸—加壓浸出”工藝進行處理，鎳、鈷、銅的浸出率分別達到91.0%、94.0%和90%ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>康南京</Author><Year>1995</Year><RecNum>11</RecNum><DisplayText><styleface="superscript"font="TimesNewRoman">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="txeefa2vl5effrerr24pzrzoad9ev0ws0sa0">11</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>康南京</author></authors></contributors><auth-address>北京有色冶金設計研究總院</auth-address><titles><title>我國鎳鈷冶煉應用熱壓浸出技術的進展</title><secondary-title>有色冶煉</secondary-title></titles><periodical><full-title>有色冶煉</full-title></periodical><pages>1-7</pages><number>02</number><keywords><keyword>鎳鈷冶煉</keyword><keyword>熱壓浸出</keyword><keyword>酸浸</keyword><keyword>氨浸</keyword></keywords><dates><year>1995</year></dates><isbn>10028943</isbn><call-num>112071TF</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"康南京,1995#11"19]。浸出渣返回鎳系統(tǒng)，浸出液經萃取、氫還原等生產鎳粉及氧化鈷粉。過程中采用硫粉代替硫酸，浸出率無影響，且避免備料漿化過程中硫酸與冰銅反應釋放出硫化氫氣體，及避免泵和閥門腐蝕。6研究進展除上述研究應用外，國內外針對硫化鎳加壓堿浸也進行了大量研究工作。美國猶他州巴里克公司Mercur礦山曾采用加壓氧化堿浸處理銅鎳硫化礦，日生產能力達750t，加壓浸出溫度為215℃，壓力為3.4MPa，鉑族金屬富集比大于20倍。Kyung-HoPark等利用氧壓氨浸法研究了Cu-Ni-Co-Fe硫化物的共熔體在(NH4)2SO4/NH3體系中的浸出行為。巨少華、李啟厚等對氨性體系處理低品位鎳礦進行了研究。2005年7月，北京礦冶研究總院針對贛州含銅鈷鎳多金屬復雜硫化精礦進行了加壓浸出試驗研究，該精礦含Co2.40%、Ni0.78%、Cu2.10%，F(xiàn)e11.30%、S12.73%，在160C條件下浸出2.0h，鈷、鎳和銅浸出率分別達到了97.2%、96.5%和95.8%。2008年針對吉林白山大橫路低品位銅鈷礦，在160℃、總壓0.85MPa條件下，鈷浸出率達到93%以上，鎳銅浸出率大于90%。2007年針對低冰鎳進行了加壓氧化浸出工藝研究，對含Ni5.5%、Cu20.62%的低冰鎳，鎳、銅的浸出率可分別達到91%和99%以上，溶液中和除鐵后，經中和、酸溶、萃取、電積生產電鎳，該技術在湖南郴州及內蒙等地進行了工業(yè)應用。7結論硫化鎳是鎳冶煉的重要原料，加壓浸出技術在硫化鎳冶煉中占有重要地位，無論是在硫化鎳精礦、高鎳锍、鎳鈷硫化物處理方面，均有工業(yè)應用，且以酸性加壓浸出為主，僅兩家企業(yè)采用了氨性加壓浸出法。高鎳锍由于金屬品位高、處理規(guī)模小，更有經濟優(yōu)勢，工業(yè)應用中占較大比重，除澳大利亞西部礦業(yè)公司下屬的克溫那那廠(Kwinana)廠采用氨性加壓浸出外，其余均采用酸性加壓浸出。芬蘭奧托昆普公司哈賈瓦爾塔(Harjavalta)精煉廠是世界上首家采用硫酸選擇性浸出法處理高鎳锍的工廠，改法原料適應性廣，可綜合回收鎳、鈷、銅、P