硫化镍的电解精炼技术优化方案

硫化镍阳极的隔膜电解工艺是我国目前主要的电解镍生产工艺，其镍产量占总镍产量的90%以上。该法是以磨浮分离产生的镍精矿为原料，经熔铸成的阳极，以纯镍始极片作阴极，进行电解制取金属镍的过程。粗镍阳极电解精炼与硫化镍阳极电解精炼共同的工艺特点是溶液需要深度净化；采用隔膜电解；电解液为弱酸性。硫化镍阳极主要组成为Ni3S2及部分Cu2S、FeS等硫化物，其化学组成约为Ni＞40%，Cu＞25%，S 19%～23%。在电解阳极发生如下的溶解反应：

上述溶解反应（2-3）可由反应（2-1）+2×（2-2）得到。反应（2-3）阳极溶解反应平衡电位为0.104+0.030 lgaNi2+Cu，Fe等杂质也发生溶解：

硫化镍阳极溶解时，因控制的电位比较高，S2-已氧化成为单体硫，可进一步氧化成为硫酸：

同时，也可能发生反应：

（2-6）、（2-7）两个式子是电解造酸反应，因此，电解时阳极液的pH值会逐渐降低。在电解生产过程中取出的阳极液，其pH值在1.8～2.0左右，所以在返回作为阴极液时，除了要脱除溶液中的杂质外，还需要调整酸度。造酸反应所消耗的电流约为5%～7%，使阳极电流效率低于阴极电流效率。这是造成硫化镍直接电解时，阴、阳极液中Ni2+不平衡的原因之一。

当镍电解精炼采用硫酸盐—氯化物混合体系时，溶液呈弱酸性，pH=4～5。当控制阴极电位一定时，主要为Ni2+在阴极还原，即，如前所述，氢在镍电极上析出的超电压较低，不能使镍和氢的析出电位相差较小。因此，在电解过程中，溶液中的氢离子可能在阴极上析出：(www.xing528.com)

氢析出的电流一般占电流消耗的0.5%～1.0%，同时，镍能吸收氢而影响产品质量。因此，为了保证镍电解精炼的经济技术指标和产品质量，防止和减少氢的析出是很重要的。由于金属析出电位的影响，对于镍来说，阴极析出电位不是-0.25 V，镍阴极在硫酸镍溶液中的析出电位约为-0.57～-0.60 V，在这样低的阴极电位下，溶液中的杂质Fe2+、Cu2+、Co2+、Pb2+、Zn2+等都可能在阴极上析出，影响电镍质量，因此，输入的阴极新液必须经过预先净化处理，以控制溶液中的杂质在允许范围内。

很明显，镍在阴极的还原反应越容易进行，氢和杂质在阴极的析出越难以进行。因此，阴极镍的产品质量越好，镍电解的电流效率越高。硫化镍电解工艺的特点是当电解时，由于阳极电流效率略低于阴极电流效率和净液过程中镍碎渣的损失等，使电解液中镍离子浓度逐渐降低，为了保持电解液中镍离子浓度基本稳定，在阳极液送往净化前要根据实际情况适量补充镍离子，生产上采用造液办法。

硫化镍阳极是将高镍锍经缓冷和选矿分离后所得的二次镍精矿再熔铸而成，阴极始极片是用钛板或不锈钢板作阴极在种板槽中析出来的纯镍片，以剥离、剪切、冲压后，始极片悬挂于用帆布嵌于木框架内构成的阴极室中进行电解，在阴极室隔膜外为阳极室，在这里放生硫化镍阳极溶解，从阳极室溢流出来的阳极液被送往净液，除去铜、铁、钴等杂质，得到纯净的阴极液返回电解槽阴极室，于是镍从阴极液中沉淀在阴极上。图2.2.8为硫化镍电解工艺流程图。

图2.2.8　硫化镍电解工艺流程

硫化镍阳极电解时，由于阴、阳极电流效率差和阳极液净化过程产出各种净化渣带走镍，因此必须给电解镍生产补充足够的镍量。一般采用酸性造业电解以获得富镍溶液来补充电解液中的镍。酸性造液电解槽的阳极可用硫化镍阳极，也可用镍合金作阳极，阴极为铜片；电解液为各种渣的洗水或其他车间排出的含镍溶液，配入一定的硫酸或盐酸而成。

生产电镍的成品电解槽和制造始极片的种板电解槽均采用相同的隔膜电解槽，其结构比较复杂；造液电解槽采用无隔膜电解槽，结构相对简单。

产贫电解镍纯度为99.97%。阳极泥含S 80%～90%，含Ni 6%左右以及少量贵金属。