高铜镍锍常压浸出过程中铜铁迁移行为的耦合性研究OA

针对高铜镍锍常压浸出过程中浓密系统“跑浑”、溶液Cu^(2+)超标及Fe^(3+)开路不畅等复合型技术难题,通过矿物学、化学与反应动力学研究,系统揭示了Cu、Fe的迁移行为与抑制机制。采用矿物分析系统(MLA)明确了原料及中间渣硫镍矿(Ni_(3)S_(2))、铜镍硫化物及铁氧化物(FeOOH等)的赋存状态与演化路径。通过设计系统的单因素与L_(9)(3^(4))正交试验,考察了pH、温度、液固体积质量比、反应时间及初始Cu^(2+)质量浓度对Ni、Cu、Fe浸出动力学与水解沉淀行为的耦合影响。研究结果表明:Fe^(3+)在pH>3.0时发生显著水解,生成的Fe(OH)_(3)胶体通过电中和与架桥作用包裹微颗粒,是导致体系稳定性破坏与“跑浑”的直接诱因;Cu^(2+)除直接浸出外,更存在“吸附-共沉淀”的隐性循环路径,是其难以彻底开路的核心原因。基于此,提出了“Fe/Cu协同调控”策略,其核心在于将初始pH精准控制在2.5~3.0的狭窄窗口:在此区间内,既能利用Cu^(2+)的催化作用促进镍浸出,又可最大限度地抑制Fe^(3+)在反应初期水解成胶。结合正交试验优化,确定了最佳工艺条件窗口为:初始pH=2.5~3.0,温度80~85℃,液固体积质量比8/1~9/1,反应时间4~5 h。相较于传统工艺,应用此协同调控策略后,系统镍总浸出率由90%左右稳定提升至93%以上,外付硫酸镍溶液中Ni质量浓度达105 g/L以上,Cu质量浓度从15 g/L以上降至3 g/L以下,Fe质量浓度从5 g/L以上降至1 g/L以下。该法有效解决了工业化生产中的“跑浑”与杂质控制难题,为高镍锍湿法冶金过程的精准调控提供了坚实的理论依据与工程实践方案。