硫酸镍生产工艺解析：从铜电解精练到结晶法脱镍的全过程

硫酸镍生产工艺解析：从铜电解精练到结晶法脱镍的全过程

硫酸镍：​​随着三元材料应用的不断增多，硫酸镍的需求量也逐渐增大，铜冶炼厂可以制备硫酸镍，下面康景辉小编就给大家讲讲硫酸镍的生产工艺。

在铜电解精炼过程中，镍经常以离子形式聚集并富集在电解液中，镍是铜阳极板中的主要杂质之一，在铜电解过程中，一般要求电解液中镍离子浓度不大于15g/L，通常采用电解废液除铜，再利用除铜液除镍。

硫酸镍生产工艺

去除镍的主要方法有结晶法、萃取法、离子交换法等。

目前我们主要采用结晶法生产粗硫酸镍，过去主要采用直火浓缩法、电加热浓缩法、冷冻结晶法，目前比较常用的是真空蒸发浓缩结晶法、真空蒸发冷冻结晶法。

1、直火浓缩法由于具有设备简单、操作简便、镍直接回收率高等优点，早期被广泛应用。但由于酸挥发量大导致操作环境恶劣、能耗高、劳动强度大等因素，随着人们对环境保护要求的提高和对劳动安全卫生的重视，该法已不再是一种过时的工艺。

2、电热浓缩法由于具有自动化程度高、环保效果好、镍脱除率高等优点，早期也被一些工厂采用，但由于所需设备复杂，投资较大，生产粗硫酸镍成本较高，限制了其使用。

3、冷冻结晶法由于所需设备多、占地面积大、镍去除率低，应用不广泛。蒸汽间接加热浓缩法（在一定压力下用间接蒸汽加热使溶液蒸发的方法）一般受到中小型铜冶炼厂的青睐，因为所有冶炼厂都会产生大量的过剩蒸汽，利用成本较低。

随着硫酸镍生产工艺的日趋成熟，硫酸镍的制备多采用真空蒸发和冷冻结晶两种方法，为了提高生产效率，将真空蒸发和冷冻结晶两种方法结合起来。

1.电热浓缩法

电热浓缩工艺原理与直火浓缩法基本相同，都是利用电直接加热浓缩溶液，再用水冷却结晶生成粗硫酸镍。

电热浓缩法是将三根石墨电极插入盛有溶液的浓缩槽中，电源装置输出大电流给电极，通过溶液本身的电阻产生热量使溶液沸腾，在常压下蒸发水分，使溶液浓缩，蒸发出的气体送往硫酸雾吸收塔净化后排空，浓缩后的溶液在水冷结晶槽中冷却，经真空过滤，即可得到粗硫酸镍产品。

由于电热浓缩法需要耗费电能，对于电力供应紧张、电价高、粗硫酸镍成本高的地区不太有利，而且电热浓缩产生的高温腐蚀气体对气体净化系统、生产设备、厂房等腐蚀严重，目前只有少数厂家采用该工艺。

2. 冷冻结晶法

冷冻结晶是将镍浓度较高的铜冷冻溶液预冷后，流经冷冻结晶槽进行连续冷冻结晶，一般控制在-25至-10℃。每个结晶槽内开启连续低强度搅拌，将结晶槽内结晶出来的粗硫酸镍过滤，滤饼即为粗硫酸镍。滤液为铜冷冻溶液预冷用。因为除铜后的液镍不是很高，所以冷冻结晶的效率一般。有些厂家将电解系统内的浓度提高到一定程度，采用冷冻结晶间歇生产硫酸镍。

3.真空蒸发浓缩结晶法：

真空蒸发浓缩结晶法利用溶液中的硫酸浓度与不同温度下硫酸盐溶解度之间存在一定的平衡关系，即溶液中硫酸盐溶解度会随着其酸度和温度的变化而变化；同时，在不同酸度和压力下溶液的沸点不同，它们之间也存在一定的平衡关系。

利用蒸汽通过钛板或加热圈加热反应器内的除铜液，并将反应器抽真空，降低水的沸点，加快蒸发速度。真空蒸发生产粗硫酸镍主要利用冶炼厂产生的富余蒸汽，生产成本相对较低。

4、真空蒸发浓缩冷冻结晶法：

真空蒸发浓缩冷冻结晶法是先将脱铜液真空蒸发，然后预冷，再冷冻结晶，最后过滤。真空蒸发浓缩冷冻结晶效率较高，但由于流程较长，浓缩脱铜液需要经过一些管道和冷冻结晶设备，对设备腐蚀严重，增加了维护和生产成本。