硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨

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1、万方数据·6·中固有色冶金A卷生产实践篇·国外工程技术硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨苏平摘译(中国有色工程有限公司，北京100038)【摘要】在湿法冶金工艺中，近几十年来使用金属硫化沉淀代替氢氧化物沉淀取得了突破。选择此法的理由是可在相对较低的pH值下，达到较高的金属沉淀率；硫化物沉淀的难溶性；有利沉淀的特点和稳定的金属硫化物。然而，当选择金属硫化物沉淀的路线，会遇到各种困难，本文描述了其中两个。第一个问题是，这些金属硫化沉淀工艺，具有低溶解度和过饱和度的特点，由于均相成核机理、聚合和磨损，易于形成微粒。第二个问

2、题是，在硫化物局部浓度过高的地方，硫化物过量可导致形成水溶的多硫化物，消耗硫化反应荆，影响金属去除效果。【关键词】硫化铜；硫化镍；沉淀；混合硫化物；金属硫化物；微粒；多相反应嚣；颗粒的形成[中图分类号】TF803[文献标识码1A[文章编号】1672—6103(2009)04-0006—051介绍在湿法冶金工艺中．近几十年来使用金属硫化物代替氢氧化物沉淀取得了突破。选择此法的理由是可在相对较低的pH值下，达到较高的金属沉淀率；硫化物沉淀的难溶性，优良的沉淀特性及稳定的金属硫化物。然而，当选择金属硫化物沉淀的路线，会遇到各种困

3、难，本文描述了其中两个。第一个问题是在金属硫化物沉淀时形成的颗粒的性质。由于大多数金属硫化物盐类具有极低的溶解度．硫化物水溶液和金属反应所产生的过饱和度非常高(高达103s或更高)。因此，控制沉淀的机理是均相成核和有限的晶体生长。由于震动产生的硫化物晶体磨损。再加上形成微粒．这些都可能对下游工艺中产生影响，应当避免。本文分别介绍了使用水溶液和气体硫化物为原料的一些初步工作，对比了两者的转换率和金属去除率。第二个问题是在硫化物过量的条件下形成水溶性多硫化物，这种情况可能发生在局部或全部区域。当沉淀分离铜时，可观察到这种现象。

4、相同的现象在小型混合沉镍钴间歇试验中，也可观察到。从纯溶解度的角度考虑．这一现象使金属不可能彻底沉淀，主要是因水溶性多硫化物消耗过量的硫化[作者简介]苏平(1965一)，女，成都市人．高级工程师。[收稿日期]2008-06-18物。1．1材料与方法所有试验均使用分析纯的NiSO。·6H：O，CoSO。·7H20或CuS04"5H：O试剂进行。用蒸馏水配制到所需的溶液浓度。1．2流化床反应器流化床反应器，如图1所示，由一个高1．5m、内径25mm、气密封的硼硅玻璃柱组成。柱子充填净高90cm滩沙(二氧化硅)(250—500I

5、xm)作为晶种。富含金属的水溶液与循环液一起从柱子底部进入。硫化钠溶液从反应器一侧的三个入口进入．三个人口点彼此相隔10cm等间距。第一点距离反应器底部10cm。将硫化物溶液一分为三是为了减少人口处的局部过饱和。反应器另一侧五个同等间距采样点，用来采集反应柱装置的数据。第一点位于距反应器底部15cm处。另外几点相隔10cm间距。抽样El位于距柱底部5cm处．除掉覆盖的砂粒后做进一步分析。pH值探头安装在出液端平面，位于最高床高之上，监测出口pH值。探头连接到时定的pH值控制单元，通过位于距柱底部2cm的加酸口，控制加酸(0

6、．1MH：SO。)速度来保持pH值。从抽样El采集的液体样品(10毫升)，包括循环液和出液，通过一个0．45斗m尼龙膜过滤器过滤和万方数据2009年8月第4期苏平摘译：硫化物沉淀法及其对金属硫化物去除率的探讨．7．CpH日6极图1硫化床反应器设备示意图分析，以确定pH值和溶液金属浓度。已过滤和未过滤的样品都进行分析，未过滤的样品加人盐酸以溶解其中的沉淀。颗粒用扫描电子显微镜和能量色散光谱分析。溶液中的总硫化物(H2S(溶于水的)，HS一和S})采用硫化物与对苯二胺反应的比色法确定。微粒的量由总的金属浓度与溶解的金属浓度之差

7、确定。建立浓度分布与床层高度的函数关系来说明这一点。柱子的效率根据金属沉淀率和金属转换率确定。金属沉淀率：叼(％)：—M-面M一×100(1)M=进El的金属浓度(ppm)M总=出口的金属浓度(包括微粒)(ppm)’金属转换率：11(％)：毕×100(2)』V／M=进口的金属浓度(ppm)M溶解=过滤后的出口金属浓度(不包括微粒Lom)1．3鼓泡柱半间歇鼓泡反应柱，如图2所示。为一个高1m内径50mm的圆柱形玻璃柱。硫化物气源为10％(±3％)的H2s和N：90％。N：一H2S混合物通人沉淀反应器，气体靠安装在柱底部的多孔

8、烧结材料分布。未反应的H2s在释放N：气之前通过氢氧化钠吸收去除。通过加入氢氧化钠调整pH值。1．4间歇试验间歇试验在500mL连续磁力搅拌的烧杯中进行。金属浓度为Ni250ppm(低过饱和度)和2000ppm(高过饱和度)，Col00ppm和l000ppm。图2鼓泡柱反应器设备示意图硫化钠水溶液添加到