镍冶炼厂铂族金属回收车间设计(design of platinum group metals recovery plant for nickel smelter)

以富集了铂族金属的镍冶炼中间产品(镍电解阳极泥、镍浸出渣和铜镍合金)为原料，经进一步富集、分离、提纯，制取铂族金属及其化合物的贵金属提取冶金工厂车间设计。

简史铂族金属的大规模生产从20世纪初开始。从硫化铜镍矿中提取的铂族金属占世界铂族金属总产量的95%以上。中国在50年代后期，开始从铜阳极泥中提取少量铂族金属。60年代后期，在金川有色金属公司设计建设了以硫化镍电解阳极泥为原料的铂族金属回收车间；70年代末，建成投产了以二次铜镍合金为原料的新的铂族金属回收车间，其产量占中国铂族金属总产量的95%以上。

设计主要内容为：产品方案、工艺流程、设备选择、车间配置和主要技术经济指标。

产品方案一般为海绵铂、海绵钯、铑粉、铱粉、锇粉、钌粉和金锭。产品质量须符合标准，一般品位均在99%以上。有时亦可根据需要生产氯化钯、氯铂酸等。

工艺流程一般分为富集铂族金属精矿和分离提纯制取最终产品两部分。

依镍冶炼方法的不同，铂族金属富集于不同的冶炼中间产品中。采用分层熔炼法处理高镍锍时，铂族金属富集于镍电解阳极泥中。采用三段加压浸出或盐酸浸出处理高镍锍时，铂族金属富集于浸出渣中。高镍锍经缓冷、磨细、浮选、磁选后，分别获得铜精矿、镍精矿和铜镍合金。90%以上的铂族金属富集于为数甚少的铜镍合金中。合金再经硫化，重复上述过程，可获得数量更少含铂族金属更富的二次铜镍合金。中国金川有色金属公司镍治炼厂铂族金属回收车间工艺流程见图1。

图1 从二次铜镍合金中提取铂族金属工艺流程图

铂族金属富集流程依处理原料的不同而异。以镍阳极泥或浸出渣为原料时，须经焙烧、浸出、熔铸、二次电解等过程获得铂族金属精矿。以二次铜镍合金为原料，处理流程通常为盐酸浸出、控制电位氯化、浓硫酸浸煮和四氯乙烯脱硫。

流程的前半部分获得品位约15%的铂族金属精矿，后半部分为分离提纯。

国外某厂铂族金属精矿的-分离提纯流程见图2。

图2 国外某厂铂族金属精矿分离提纯工艺流程图

南非还有采用全萃取流程对铂族金属精矿进行分离提纯的工厂，其工艺流程见图3。

图3 南非铂族金属精矿的溶剂萃取分离工艺流程图

设备选择以处理二次铜镍合金为例，二次铜镍合金进行盐酸浸出和控制电位氯化的反应周期长，溶液量大，设计中采用连续浸出，可相对减少设备体积，节省投资。

盐酸浸出和控制电位氯化，一般选用钢衬胶的卧式机械釜。规模较小时可选用搪瓷釜。其搅拌机的轴、浆叶和其他零件采用316L不锈钢或采取衬胶、搪玻璃等措施。

分离提纯部分处理的物料量少，但介质腐蚀性强，多选用搪瓷或塑料设备。

车间配置铂族金属价格昂贵，生产车间须独立建设，外筑围墙，采用封闭式管理。车间采取两层或多层布置。由浸出釜到氯化釜的矿浆物料密度大，可采取重力自流方式输送。

每一铂族金属的精制过程，应在各自的房间内进行。

主要技术经济指标各国原料和生产方法不尽相同，主要技术经济指标差异较大。以中国生产实践为例