用镍铜混合料生产硫酸镍和硫酸铜的方法

本发明是关于用镍铜混合料及含镍铜废料、废 渣、废水生产硫酸镍和硫酸铜的一种方法。

在工业生产与矿山冶炼中，有许多含镍铜原 料、废料，所有这些原料都可以加工成硫酸镍和硫 酸铜，但这些原料至今没有被充分利用。其主要原 因是现在分离硫酸镍和硫酸铜的方法大都根据 Ni(OH)2、Cu(OH)2、NiCO3、CuCO3或NiS、 CuS在沉淀时的不同pH值加以分离。用这种方法 分离硫酸镍与硫酸铜都要烧碱或纯碱或硫化钠，使 硫酸铜化成氢氧化铜、硫酸铜或硫化铜沉淀析出， 使其与硫酸镍溶液分离。采用这种方法在处理含铜 量高的原料时，则产生大量的铜渣，这种渣会降低 镍的回收率。采用这种方法进行镍铜分离还要消耗 大量的辅助原料，生产流程长，劳动强度大，迫切 需要有一种更合理的方法来利用这些原料、废料。

本发明的目的是提供一种分离镍铜混合料的方 法。采用这种方法不是加碱调整硫酸镍硫酸铜混合 溶液的pH值，使铜的化合物沉淀析出，得到硫酸 镍溶液，而是利用暗室结晶直接分离硫酸镍和硫酸 铜。这种方法可以降低铜镍消耗，可以减少辅助原 料，可以广泛利用各种镍铜原料及废料，简化生产 工艺，降低生产成本。

本发明提出的新方法是发现有7个结晶水的无 机化合物的过饱和溶液具有在静止的暗室中不会结 晶析出，只有当放液时的曝光、震动影响，才结晶 析出的特性设计的。硫酸镍在31.5℃以上时为6 水化合物，其过饱和溶液在静止的暗室中能结晶析 出。在31.5℃以下时因转化为7水硫酸镍，其过 饱和溶液在静止的暗室中不会结晶析出。硫酸铜是 5水化合物其过饱和溶液在静止的暗室中能够结晶 析出。所以，当硫酸镍和硫酸铜的浓热溶液在静止 的暗室中冷却，便会出现以下情况：1.在31.5℃以 上时只析出硫酸铜，没有析出硫酸镍，则继续冷却 也只析出硫酸铜，硫酸镍只能以过饱和状态留在溶 液中，在放出溶液后才析出硫酸镍，便使硫酸镍和 硫酸铜分离。2.在31.5℃以上时析出硫酸镍和硫酸 铜的混合料，则在31.5℃以下时便继续析出硫酸 铜，硫酸镍则以过饱和状态留在溶液中，在放液时 才析出硫酸镍。结晶析出的硫酸镍和硫酸铜混合 料，必须作第2次或更多次的暗室结晶分离，直至 析出硫酸铜时止，便可使硫酸镍和硫酸铜分离。

本发明分离镍铜混合料的方法是先将混合料用 硫酸硝酸酸化成硫酸镍和硫酸铜的混合热液，以后 将热液转入暗室冷却结晶，在结晶过程中会出现两 种情况：一是一次结晶析了硫酸铜，硫酸镍则以过 饱和状态留在溶液中，只有在放出溶液以后，才有 硫酸镍结晶析出，使硫酸镍和硫酸铜分离。二是多 次结晶析出硫酸铜，一次结晶析出不是硫酸铜而是 硫酸镍和硫酸铜的混合料，便需作第2次以致多次 暗室结晶，直至结晶析出硫酸铜时止，每次暗室结 晶后放出溶液时都有7水硫酸镍从其过饱和溶液中 结晶析出，使硫酸镍和硫酸铜分离。

暗室结晶分离硫酸镍和硫酸铜的次数由原料的 镍铜比例、溶液浓度及结晶时的温度而定。原料中 铜的比例越大，结晶次数越少；溶液浓度越大，结 晶次数越多；结晶时室温越低，结晶次数越少。

暗室结晶分离出来的粗硫酸铜，经过水洗或重 结晶含量可达96％以上，附合国家一级标准。暗 室结晶分离出来的粗硫酸镍，含量达96.5％，要 作精制处理。处理方法是先将粗硫酸镍加水溶解， 以后加碳酸镍，调整溶液的pH值，使碳酸铜沉淀 析出，再经过滤、蒸发、结晶便能得到含量为 98％以上的硫酸镍。

下面提供一个用本法进行镍铜分离的实施例：

附图是镍铜分离实施例的生产流程图。

本实施例取由硫酸镍200克、硫酸铜100克 组成的镍铜混合料300克，在室温为22℃进行静 止暗室结晶分离硫酸镍与硫酸铜，具体记录于下： 第一次分离：上述混合料加水加热至完全溶 解，得混合热液280毫升，以后转入暗室静止冷 却结晶，经18小时后，进行固液分离，得溶液 200毫升与一些硫酸镍、硫酸铜混合料。溶液曝光 5小时后，析出粗硫酸镍21.6克，含量96.3％， 析硫酸镍后的母液作第二次分离用。

第二次分离：用第一次分离所得的混合料与析 硫酸镍后的母液加水加热至完全溶解，得浓热溶液 280毫升，以后转入暗室结晶，经18小时后进行 固液分离，得溶液220毫升及一些硫酸铜硫酸镍 混合料。溶液曝光5小时后析出粗硫酸镍22.5 克，含量为96.5％，析硫酸镍后母液作第三次分 离用。

第三次分离：用第2次分离所得的混合料与析 硫酸镍后的母液混合，加热至完全溶解，得浓热液 230毫升，以后转入暗室静止冷却结晶，经18小 时后进行固液分离，得硫酸铜47克，含量为 95％，溶液200毫升。溶液曝光5小时后得粗硫 酸镍22克，含量96.6％，析硫酸镍后母液为185 毫升，此母液作第2轮生产用。

上述粗硫酸镍与粗硫酸铜的提纯：通过以上3 次分离，共得粗硫酸镍67.1克，平均含量为 96.5％，粗硫酸铜47克，含量95％。粗硫酸镍加 碳酸镍(系外加料)处理，得精制硫酸镍66克， 含量99.5％。粗硫酸铜经水洗处理得45克，含量 96.3％。

综上所述，用暗室结晶法分离硫酸镍和硫酸铜 以代替用调整pH值法分离硫酸镍与硫酸铜具有以 下优点：

1.碱、硫酸消耗量降低：用暗室结晶法分离硫 酸铜不消耗碱，只需酸化时的一番硫酸。分离硫酸 镍只需计算量3％的碱与一番硫酸。调整pH值法 要消耗镍铜计算量120％的碱与2倍硫酸。

2.镍、铜原料消耗低：暗室结晶法，除操作上 损耗极少量的镍铜外，在生产过程中不消耗镍铜原 料。调整pH值法，工艺流程长、操作损耗大。在 生产过程中水洗排钠盐时要溶解损失镍铜盐。在调 整溶液pH值时铜碱中夹带镍碱要有镍铜消耗，特 别是处理含铜量高的原料时，消耗更大。

3.工艺流程简单：暗室结晶法除用一般的酸化 结晶设备外，只需增加暗室，作逐步的结晶分离。 调整pH值法除用一般的酸化结晶设备外，还要增 加碱化，水洗再酸化设备，且生产流程长、劳动强 度大。

4.废渣、废水极少：暗室结晶法镍铜可以全部 回收，很少废渣、废水。调整pH值法，有大量的 钠盐废水，还有镍铜废渣。