电镍生产工艺技术规程.doc
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1、电镍生产工艺技术规程 电镍生产工艺技术规程1. 产品说明产品名称:川星牌电解镍1.2 标准及代号:符合国标GB/T65161997中零号镍或一号镍规定。 1.3 质量标准1.3.1 化学标准:符合下表品规定 电解镍成份(GB/T65161997) 1.3.2 物理规格(1) 各品号电解镍应洗净板面及夹层电解液。镍板平均厚度不应小于。(2) 电解镍应切除镍板边缘的树枝状结粒及密集气孔。 (3) 镍板面不得有直径大于的密集的气孔。直径.52mm的密集气孔总面积不得超过镍板单面面积的。(4) 电解镍不得有高度大于的密集结粒。大于的密集结粒区总面积不得超过镍板单面面积的。(5) 如需方有特殊要求,可由
2、供需双方协议。 1.4 产品包装(1) 出口电解镍采用木箱包装,火车发运的电解镍采用铁皮“井字形打捆。也可由供需双方协议。(2) 各品号电解镍每批应有化验单,每件应有生产厂家标记。(3) 每批产品应附有质量证明书,注明:供方名称,产品名称,品号,批号,净重,化学成份,标准编号,出厂日期。2. 原辅料、半成品、返回品、废弃品技术规格。2.1原料:高冰镍阳极2.1.1化学成份Ni6064%,Cu12%,Fe4%,S2024% ,Pb0.004% Zn.002%,As0.005%2.1.2物理规格(1) 外形尺寸620430m,重量3540kg。(2) 厚薄均匀,平直,外表及边缘飞边毛刺及杂物。凸凹
3、及弯曲度均小于10mm。(3) 紫铜线挂耳。2.2 辅料(1) 硫酸(工业纯):符合GB53489标准。(2) 盐酸(工业纯):符合GB32083标准。(3) 硼酸(工业纯):符合GB53882标准(一级品)(4) 纯碱(工业纯):符合GB21089标准(一级品)(5) 硫化钠(工业纯):符合GB1050089标准(一等或优等品 )。(6) 液氯:符合GB513885标准。高压钢瓶半装0.5吨。(7) 离子交换树脂:717强碱性阴离子交换树脂,701弱碱性阴闻子交换树脂。2.3 半成品2.3.1 镍始极片(1) 化学成份:Ni+Co99.98%。(2) 物理规格01 尺寸:(720730)(5
4、30540)(0.50.8)02 外表清洁、光滑平直,无粒子及气孔,切边整齐无缺,无孔洞,无飞边毛刺。2.3.2钴渣(1) 化学成份:Co69%,Ni:Co=(34):1,H2O<60%(2) 黑色料泥,无夹 泥砂及其他杂物。2.32. 海绵铜粉(1) 化学成份:Cu7075%,Ni8%,H2O15%。(2) 物理规格:海绵粉状,无可见高冰镍残片及其他杂物。2.3.4 镍阳极泥(1) 化学成份:Ni24%,S6070%,H2O<25%。(2) 物理规格:粉状,无可见高冰镍残片及其他夹杂物。2.4 返回品(1) 镍残极化学成份同高冰镍阳极。洗净外表阳极泥,无其他夹杂物。(2) 碳酸镍
5、Ni:Na8:1,无其他可见夹杂物。(3) 硫化氢除铜渣Cu20%,Ni10%,Fe12%,S520%,HO55%,粉泥状,无其他可见夹杂物。(4) 3#镍(始极片边角料、镍耳等)不规那么片大或条状,外表清洁,无电解液及其他可见夹杂物。2.5 废弃品各种废水及洗水:Ni1mg/l,经一步净化器处理回收Ni、 等有价金属后排放。生产工艺根本原理及工艺流程.1 根本原理电镍生产采用高冰镍直接电解工艺。高冰镍经火法熔化铸成阳极,种板杯槽产出的纯镍始极片置于隔模中作阴极,在以硼酸为缓冲剂的NiCl、NiSO及Cl、SO体系的电解液中进行电解经过深度净化的纯洁电解液流入阴极室,阴极室液位始终高于阳极室液
6、位,保证只能让阴极室溶液不断渗入阳极室,而含杂质高的阳极液不能进入阴极室,使电镍产品符合质量标准。电解过程的主要电极反响如下:阳极:eS2ee2+S阴极:Ni2+2e=Ni在电解过程中,Ni、Co、Fe、b、Zn等从阳极溶解进入阳极液,硫以单质进入阳极泥。阴极室中小部份i有阴极析出产品电镍,大部份i那么穿过阴极隔膜进入阳极室成为阳极液。阳极液进入脱铜槽,利用铜镍两种金属离子析出电位不同,控制铜在阴极上呈粉状析出回收,实现铜镍初步别离。电溶脱铜后液采用深度净化除铜,根据金属硫化物溶度积的差异,控制一定条件,使铜、铅离子生成硫化物沉淀,镍那么不沉淀或极少沉淀,到达净化别离的目的。除铜后液通氯气氧化
7、使Co、Fe氧化成Co、Fe,参加碳酸镍中和,钴铁水解生成氢氧化物沉淀除去。除钴铁后液采用717阴离子树脂除微量铜和锌,701阴离子树脂深度净化除铅。经上述净化获得的纯洁电解液,进入高位槽输入生产槽及板板槽生产电镍及始极片。电解过程中镍的阳极电效低于阴极电效,而脱铜槽镍的阳极电效那么远远大于阴极电效,仅管如此,二者平衡后尚需开一定数量的造液槽,以补充i求的范围。3.2 工艺流程 ,使进入阴极室的i保持要 镍电解工艺流程图 镍净化工艺流程图 4. 各工序技术条件4.1 镍电解(1) 电流强度:50005500A(2) 电流密度:160180A/m2(3) 阳极尺寸:620430(3035)mm
8、4) 阴极尺寸(720730) (520530)mm(5) 每槽阳极块数:24(6) 每槽阴极块:23(7) 极距:180mm(8) 高位槽电解液成份(g/l):Ni6070, Cu0.003,Co 0.001,Fe0.004,Pb0.0003,Zn0.00035,Na+4050,Cl-110 120,H3BO3812,SO42-4060,有机物<1.0。(9) 槽电压:2.53.5v(10)电解液温度:6070C 。(11)新电解液PH值:4.64.8(12)电解液流量:78l/m2,h(8085m3/tNi)(13)阴阳极液位差70mm(14)阴极周期46天(15)阳极周期46天(
9、16)母板周期1624时(17)钛母板尺寸770550mm(18)始极片加工:剥片、剪边、修整、压纹、钉耳等要求板面光洁整齐,尺寸规格符合要求,无孔洞、裂缝和缺角。(19)始极片入槽处理,入槽前用PH=0.51.0的稀盐酸溶液 漂洗510分钟,提出后保持湿的板面参加电解槽,次日提出整 板除粒子,然后用上述酸液浸洗后重新入槽电解,要求板面平整干净,(20)新开槽电解液循环时间和温度,新开槽温大于50C,循环24h后取样全分析阴极液合格前方能参加始极片进行电解。(21)隔膜袋(6)铜粉质量:Cu7075%,Ni8%,水份15%。 (7)一二段脱铜阳极块数/槽:21(8)一二段脱铜阴极块数/槽20(
10、9)一二段脱铜阴极电流密度,160180A/m2 。(10)一二脱铜槽槽电压,2.02.5v。 (11)三段脱铜阳极块数/槽:27。 (12)三段脱铜阴极块数/:26。 (13)三段脱铜阴极电流密度:120140A/m2。 (14)三段脱铜槽槽电压:1.52.0v。 (15)三次后溶液含铜:不大于0.8(1.2)g/l。4.3 电溶造液(1)阳极:高冰镍阳极外套涤纶布袋。 (2)阴极:高冰镍阳极板。 (3)循环方式:用耐酸泵进行单独循环,上进下出。 (4)开槽始酸:3050g/l,视工艺要求,加HCl或H2SO4。 (5)循环流量:流量适中,不能太小,防止阴极上析出镍粉。 (6)刮粉次数2次/
11、班。 (7)掏铜粉周期:810天。 (8)阳极块数:21。 (9)阴极块数;20。 (10)阴极电流密度:260280A/m2。 (11)电流强度:2800A。 (12)槽电压:2.03.0v。 (13)造液终点要求:Ni100g/l,H10g/l,阴极不允许析出镍粉。(14)抽液:抽液时不能参加清水,以免稀释造液。(15)极距:150(220)mm4.4 硫化氢除铜(1)原液组成:电解脱铜后液,电解造液及处理净化渣的回镍溶液均匀混合,Ni>60g/l,Cu0.40.8g/l,Fe0.10.5g/l,Co0.1 0.15g/l,Pb0.0010.005g/l,Zn0.0010.005g/
12、l。(2)处理量:采用连续进行,以喷射泵出口溶液含Cu<0.001g/为适宜,并要求保证正常生产所需的净液量。 (3)原液PH:1.52.5(可参加NiCO3调整酸度)。 (4)H2S通入方式:从循环泵入口通入H2S气体,进行管道反响。 (5)反响温度:3545C。 (6)H2S发生器控制压力:微负压。 (7)最终PH:1.01.5。 (8)终点杂质要求:Cu<0.005g/l。 (9)除铜渣成份(%):Ni1520,Cu1520,Fe12,H2O50。 。4.5 氯气氧化除钴铁 (1)处理量:4548m3/锅。 (2)搅拌方式:鼓风、溶液循环。 (3)加NiCO调浆PH:4.24
13、6。 (4)通氯气PH控制:3.84.0。(5)终点PH值:4.85.2(加NiCO调整)。(6)温度:4050C。 。 (7)时间:22.5小时。 (8)终点杂质要求(g/l) 01 生产0#镍:Cu0.0003,Pb0.00005,Fe0.0005, Co0.001,Zn0.0001, 02 生产1#镍:Cu0.003,Pb0.0003,Fe0.004, Co0.001,Zn0.0003 (9)压滤:压滤前须鼓风排余氯,二次压滤渣送酸洗处理。 (10)滤液配盐酸PH:4.44.84.6 717树脂交换除锌 (1)交换前液PH:4.44.8 (2)进液速度:以满足生产为前提(8m3/h)
14、3)交换后液杂质要求(g/l) 01生产0#镍:Zn0.0003,Cu0.0003 02生产1#镍: Zn0.0008,Cu0.003 (4)树脂再生周期:不定期 701(5)交换后液杂质(g/l) 01生产0#镍:Pb0.000050.00008, Cu0.0003 02生产1#镍:Pb0.0003,Cu0.0034.7 树脂再生(1)排镍液:压缩空气压出、吹干,镍液并入交换前液贮槽。(2)酸洗脱镍:1.52.0N。(3)水洗再生:水洗至PH=4.8取样分析Zn0.0001g/l,Pb<0.0001g/l(4)转型处理:假设冲洗时间长,PH呈中性,应加盐酸转型操作,当使用时间长,发现
15、交换容量降低,须进行彻底洗锌、铅和转型处理,或更换树脂。4.8 钴渣酸洗(1)浆化:在浆化槽中加水, 机械搅拌:T:水=1:(23) (2)酸洗:鼓风搅拌,视Cl多少参加盐酸或硫酸。 (3)最终PH:22.5 (4)温度:6070C (5)酸洗液:Ni90g/l,Co0.5g/l (6)钴渣:Co:Ni1:5,H2O50% 。4.9 除铜渣处理 (1)处理批量:500800公斤/锅 (2)T:水=1:(23) (3)温度:7080C (4)时间:机械或鼓风搅拌46小时 (5)加硫酸量: 渣:酸=100:(5060) (6)氯酸钠用量: 渣:氯酸钠=100:(1015) (7)终点要求:浸出渣呈
16、淡黄,无黑色。Ni70g/l, Cu50g/l,H2SO4160180g/l, (8)鼓风排氯:滤液送镍净化,滤渣提取硫磺。 。4.10 碳酸镍制备 (1)批量:2025m3/锅 (2)搅拌方式:鼓风搅拌 (3)反响温度:80C (4)碳酸钠浓度:180g/l (5)终点PH:88.5 (6)加水稀释;离锅沿100150mm (7)上清液含镍:0,05<g/l (8)淘洗次数:34次,终点PH呈中性 (9)碳酸镍质量:Ni>15%,Ni:Na8:1,H2O<50% 。4.11 阳极泥蒸煮脱硫(1)阳极泥预处理:铁丝筛网过筛,筛选出残极碎片及他夹杂块状物。(2)批料量:4204
17、50kg/锅(3)蒸汽压力 01 总压力:4050104pa 02 釜内压力:3540104pa(温度120130) 03 夹套内压力:略高于釜内压力250104pa (4)熔硫时间:4060分钟(从釜内压力35104pa 起计时。(5)澄清时间:釜内压力3040104Pa时,澄清时间4050分钟。(6)放硫:釜内保持澄清时的压力,翻开釜底钛阀,直放到后期不带黑渣,并浇铸成锭块。 (7)排渣:釜(2)使用残碱溶液作吸收液,残碱应大于20g/l。 (3)循环吸收碱液PH8.5。 (4)氯气最大容许排放量:H2S0.8Kg/h、Cl20.6Kg/h。5. 岗位操作法5.1 镍电解5.1.1 始片岗
18、位(1)母板的整理和嵌边。01 用铲刀将母板上未剥离干净的镍片以及凸凹不平的部位铲除干净,再用砂纸打磨光亮,钛母板也可用12(24)N硫酸溶液(12mol/l)加热80C左右进行弱腐蚀处理后使用(外表颜色变暗即可)。02 校正母板时应垫上方木,严禁用榔头直接敲打,耳朵。导电部位用砂布打磨光亮, 使其导电良好。03母板整理好后,入槽前应用带槽的木条嵌好边,经PH0.51.0的稀盐酸溶液漂洗干净,方可入槽,严禁板面粘附油污及其它脏物,漂洗液应定期检查和更换。 (2)始极片剥离 01 始极片生产周期视电流强度而定,一般正常情况下为16小时左右,并定期取样检验化学成份,须符合半制品的标准要求.02 剥
19、始极片时,依序逐块进行,不需停电,每剥完一块,重新入槽后再剥下一块,假设母板需处理,应更换符合要求的新母板入槽电解,而将换出母板进行处理,以供备用.03 母板出槽后,先取下嵌边木条,滴尽镍液,放在垫有软塑料的工作台上,用剥刀轻轻撬开或轻微敲打,然后用于剥离,并去除母板上的飞边毛刺,嵌好边后再槽电解.04剥下来的始极片用清水清洗干净,吹干,放于指定地点堆好,洗水应回收,严禁流失.05 剥片操作应细心,注意平安,防止被始极片割伤.同时,母板要轻拿轻放,防止损坏母板及嵌边木条,操作时,阳极液不能溅入阴极室02 通知整流室检查整流设备,以及检查供电线路、行车等机电设备,必须处于完好状态,确保平安、正常
20、运转。 03 电解槽必须清洗干净,导电的“型铜排,槽上的方铜棒和三角铜条及挂耳均需擦洗干净,并保持清洁。清洗时严禁污物掉入阴极室内。04 涤棉隔膜袋在使用前须用热水浸泡,湿透后冲洗干净,装入干净的隔膜架内,然后将装好袋子的隔膜架装入电解槽内,调整好距离固定后,用帆布遮盖好,防止脏物掉进隔膜袋内。05 阳极板入槽前应先用干净的塑料盖子盖好每个阴极隔膜袋,然后指挥持车将整装好的阳极板吊装入槽,调整 极间距离,吊耳上下力求一致,并控制好阳极液位,铜丝挂耳严禁被阳极液浸泡。06 将高位槽内净化合格后的电解液升温到75C以上,。翻开高位槽下部的放液阀门向电解槽阴极隔膜袋内参加新液,同时可向阳极室内参加升
21、温后的电解废液或原阳极液,但必须注意保持一定的液位差,防止阴极室内新液由于隔膜袋反浸而受到污染。在控制好液位差的情况下,使电解液的循环到达正常,新开槽电解液循环时间在小时以上,槽内电解液温度在50C以上,并取样分析综合样合格后,方能参加始极片进行电解。07 按要求准备好始极片,始极片入槽前,须在PH=0.51。的稀盐酸溶液中浸泡10分钟,漂洗净外表的氧化物,提出后保持湿的板面参加阴极隔膜袋内,并调整极间距离,使始极片上缘全部浸于电解液中,悬挂的始极片应与隔膜袋无接触。始极片漂洗液应定期取样分析Cu2+、Fe2+等杂质,假设杂质含量超标那么应及时更换漂洗液(Cu+0.0003g/l)。 (2)电
22、解 01 阴阳极装槽完毕,再次检查线路联接无误后,可通知。调度室送电进行电解。假设电解槽的温度仅4045C时,电流应适当减小到20002500A为宜。根据槽温上升情况,将电流逐渐升到正常值。电解工场电解槽为两个系列并联,只开一个系列,电流应为正常值的一半。02 通电后测量槽电压,检查阴阳极各接点是否导电良好,并调节流量适当,保持阴阳极室 03 每班测量槽电压不得少于两次.一般情况下槽电压在3.04.0v之间,在电解初期时,槽电压一般较低,随着电解的进行,阳极泥的厚度增加,到后期槽电压逐渐升高.当班人员应转换检查各槽情况,发现问题应及时处理.槽电压测量装置为人工手动测量,每8个电解槽由一个数字式
23、超量程电压表测量,各单槽人工手动切换.04 每班测量高位槽电解新液PH值及温度4次,用测试范围为3.85.4的精密试纸测量,一般正常电解时要求控制PH值在4.64.8之间.调节天锅蒸汽阀门,保持高位槽温度在7075。C.假设PH值有异常变化,应及时与净化工段配酸岗位联系,及时调节,每次测量必须作好原始记录.05 每班测量电解槽内温度两次,并作好原始记录.在电解槽出液端头处测量,温度插入溶液中的深度适当,待指示值稳定后准确记下温度值.要求为6065C,假设温度偏离太大,可调节高位槽蛇形加热管的蒸汽量,以调节高位槽温度。06 电解过程中应经常检查流量大小,控制好阴阳极液。位差,不允许阴极室断流或溢
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- 生产工艺 技术规程
