CN102040252A - 一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法，它包括以下步骤：(1)浓缩结晶：含镍脱铜后电解液(含镍≥1g/L)放入反应釜，蒸汽加热浓缩，分离，得粗品硫酸镍；(2)氧化除铁：将粗品硫酸镍溶于水，加入过氧化氢；(3)硫化除铜、铅、锌：通过硫化钠、硫酸反应硫化除去铜、铅、锌，(4)浓缩除钙镁：采用蒸发浓缩除钙、镁，(5)氟化钠除钙镁：在机械搅拌的帮助下，添加二级氟化钠，用碱液控制pH值，使钙镁呈氟化物沉淀而除去，(6)浓缩结晶：将净化溶液浓缩，结晶得到电池级精制硫酸镍。本发明产品外观为翠绿色颗粒状晶体，正方晶型，晶粒大于2mm，符合HG/T2824-1997标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸镍的方法，尤其是一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法。
背景技术
精制硫酸镍外观为翠绿色颗粒状晶体，正方晶型，相对密度2.07，商品以六水合物为主。易溶于醇、氨水。水溶液呈酸性，有毒。电镀工业，作为电镀镍、化学镀镍、铝材着色及生产其它镍盐如碳酸镍、氢氧化镍等的主要原料。印染工业作为媒染剂。医药工业和有机合成中，作为催化剂。还用于制造镍镉电池、镍氢电池及生产硬质合金等。生产工艺方法主要有金属镍法、废镍催化剂法、镍铁屑法、电解钴废硫酸盐溶液法、人造金刚石酸洗催化剂废液法、阳极泥法等。
目前采用生产电解铜产品产生的废电解液作原料，生产粗品硫酸镍，艺流程如下：废铜料+废电解液→中和→浓缩结晶→固液分离→脱水(得硫酸铜)→电积(得电积铜)→脱铜液浓缩结晶→固液分离→粗品硫酸镍。成份见表1。
表1粗品硫酸镍成份
| 组成 | Ni | Cu | Zn | Fe | Ca | Mg | H2SO4 |
| 含量(w/w，％) | 17.01 | 1.5 | 0.68 | 1.93 | 2.25 | 0.068 | 1.25 |
它存在的技术问题如下：
在国际上生产精制硫酸镍技术水平居领先地位的加拿大国际镍公司精制硫酸镍产品指标见表2。
表2加拿大国际镍公司硫酸镍质量指标
| 组成 | Ni+Co | Cu | Zn | Fe | Pb |
| 含量(w/w) | 22.20％ | ＜5ppm | ＜10ppm | ＜10ppm | ＜10ppm |
中国化工行业标准HG/T2824-1997指标见表3。
表3中国硫酸镍质量指标
| 指标名称，％ | 优等品 | 一等品 | 合格品 |
| Ni ≥ | 21.5 | 21.0 | 20.5 |
| Co ≤ | 0.2 | 0.5 | 0.5 |
| Fe ≤ | 0.002 | 0.005 | 0.005 |
| Cu ≤ | 0.002 | 0.003 | 0.003 |
| Pb ≤ | 0.001 | 0.002 | 0.003 |
| Zn ≤ | 0.003 | 0.004 | 0.008 |
| Ca ≤ | -- | -- | -- |
| Mg ≤ | -- | -- | -- |
| 硝酸盐(以NO3计)≤ | 0.01 | 0.01 | 0.02 |
| 水不溶物≤ | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
| 铵沉淀物(以AL计，不含Fe)≤ | -- | -- | -- |
| 氨含量≤ | -- | -- | -- |
| 氯化物(以Cl计)≤ | 0.1 | -- | -- |
由上可见，粗品硫酸镍质量指标与加拿大国际镍公司(INCO)、HG/T2824-1997的标准差距很大，由于技术水平所限，属镍回收率也很低(仅为70％)，售价也低(每吨金属量约差4～5万元)，致使很多利润和有价金属白白流失，成大量浪费。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法。
本发明采用的技术方案是：一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法，其特征是它包括以下步骤：(1)浓缩结晶：含镍脱铜后电解液(含镍≥1g/L)放入反应釜，蒸汽加热浓缩，当比重大于1.6时，冷却6小时，进行自然沉淀和固液分离，下层膏状物即为粗品硫酸镍；
(2)氧化除铁：将粗品硫酸镍溶于水，配制成含Ni80-100g/L、比重1.16-1.26的溶液，加入一等品过氧化氢，加热80-90℃，调整pH为4-5，反应0.5-1小时，冷却静置5小时以上，吸滤上层清液，二次滤液含Fe≤0.0015g/L；
(3)硫化除铜、铅、锌：通过硫化钠、硫酸反应产生硫化氢气体，硫化除去铜、铅、锌，工艺条件：常温、开始pH4.0、终点pH5.0、反应时间1-1.5小时，滤液含Zn≤0.02g/L；
(4)浓缩除钙镁：采用蒸发浓缩除钙、镁，工艺条件：温度80-95℃、pH为3.5、终点比重1.38-1.40；
(5)氟化钠除钙镁：在机械搅拌的帮助下，添加二级氟化钠，用碱液控制pH值，使钙镁呈氟化物沉淀而除去，工艺条件：温度60-70℃，pH4.5-5，反应时间1.5小时，氟化钠过量系数1.6，钙的除去率可达87-92％，镁的除去率为99-99.5％；
(6)浓缩结晶：将净化溶液浓缩，工艺条件：机械搅拌转速5-50r/min，反应时间6小时，蒸发温度＞90℃，pH1-2，终点比重1.50，加入β-NiSO4·6H2O绿色斜方晶体作为溶液结晶晶种，结晶率40％，得到电池级精制硫酸镍。
本发明的有益效果是：产品外观为翠绿色颗粒状晶体，正方晶型，晶粒大于2mm，其化学成份分析见表4，符合HG/T2824-1997标准。
表4电池级精制硫酸镍检测报告
| 指标名称，％ | 电池级标准值 | 实际检测值 |
| Ni ≥ | 21.5 | 22.00 |
| Co ≤ | 0.2 | 0.04 |
| Fe ≤ | 0.002 | 0.0005 |
| Cu ≤ | 0.002 | 0.0005 |
| Pb ≤ | 0.001 | 0.001 |
| Zn ≤ | 0.003 | 0.001 |
| Ca ≤ | -- | -- |
| Mg ≤ | -- | -- |
| 硝酸盐(以NO3计)≤ | 0.01 | 0.005 |
| 水不溶物≤ | 0.03 | 0.005 |
| 铵沉淀物(以AL计，不含Fe)≤ | -- | -- |
| 氨含量≤ | -- | -- |
| 氯化物(以Cl计)≤ | 0.1 | 0.05 |
具体实施方式
本发明一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法，其特征是它包括以下步骤：(1)浓缩结晶：含镍脱铜后电解液(含镍≥1g/L)放入反应釜，蒸汽加热浓缩，当比重大于1.6时，冷却6小时，进行自然沉淀和固液分离，下层膏状物即为粗品硫酸镍；
(2)氧化除铁：将粗品硫酸镍溶于水，配制成含Ni80-100g/L、比重1.16-1.26的溶液，加入一等品过氧化氢，加热80-90℃，调整pH为4-5，反应0.5-1小时，冷却静置5小时以上，吸滤上层清液，二次滤液含Fe≤0.0015g/L；
(3)硫化除铜、铅、锌：通过硫化钠、硫酸反应产生硫化氢气体，硫化除去铜、铅、锌，工艺条件：常温、开始pH4.0、终点pH5.0、反应时间1-1.5小时，滤液含Zn≤0.02g/L；
(4)浓缩除钙镁：采用蒸发浓缩除钙、镁，工艺条件：温度80-95℃、pH为3.5、终点比重1.38-1.40；
(5)氟化钠除钙镁：在机械搅拌的帮助下，添加二级氟化钠，用碱液控制pH值，使钙镁呈氟化物沉淀而除去，工艺条件：温度60-70℃，pH4.5-5，反应时间1.5小时，氟化钠过量系数1.6，钙的除去率可达87-92％，镁的除去率为99-99.5％；
(6)浓缩结晶：将净化溶液浓缩，工艺条件：机械搅拌转速5-50r/min，反应时间6小时，蒸发温度＞90℃，pH1-2，终点比重1.50，加入β-NiSO4·6H2O绿色斜方晶体作为溶液结晶晶种，结晶率40％，得到电池级精制硫酸镍。
Claims (1)
1.一种利用电解液生产电池级精制硫酸镍的方法，其特征是它包括以下步骤：
(1)浓缩结晶：含镍脱铜后电解液(含镍≥1g/L)放入反应釜，蒸汽加热浓缩，当比重大于1.6时，冷却6小时，进行自然沉淀和固液分离，下层膏状物即为粗品硫酸镍；
(2)氧化除铁：将粗品硫酸镍溶于水，配制成含Ni80-100g/L、比重1.16-1.26的溶液，加入一等品过氧化氢，加热80-90℃，调整pH为4-5，反应0.5-1小时，冷却静置5小时以上，吸滤上层清液，二次滤液含Fe≤0.0015g/L；
(3)硫化除铜、铅、锌：通过硫化钠、硫酸反应产生硫化氢气体，硫化除去铜、铅、锌，工艺条件：常温、开始pH4.0、终点pH5.0、反应时间1-1.5小时，滤液含Zn≤0.02g/L；
(4)浓缩除钙镁：采用蒸发浓缩除钙、镁，工艺条件：温度80-95℃、pH为3.5、终点比重1.38-1.40；
(5)氟化钠除钙镁：在机械搅拌的帮助下，添加二级氟化钠，用碱液控制pH值，使钙镁呈氟化物沉淀而除去，工艺条件：温度60-70℃，pH4.5-5，反应时间1.5小时，氟化钠过量系数1.6，钙的除去率可达87-92％，镁的除去率为99-99.5％；
(6)浓缩结晶：将净化溶液浓缩，工艺条件：机械搅拌转速5-50r/min，反应时间6小时，蒸发温度＞90℃，pH1-2，终点比重1.50，加入β-NiSO4·6H2O绿色斜方晶体作为溶液结晶晶种，结晶率40％，得到电池级精制硫酸镍。
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