CN103320622A

CN103320622A - 一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法

Info

Publication number: CN103320622A
Application number: CN2013103025006A
Authority: CN
Inventors: 陈景全
Original assignee: HAINAN JINYI NEW MATERIALS CO Ltd
Current assignee: HAINAN JINYI NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-09-25

Abstract

一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：（1）镍废料加酸常压浸出；（2）碳酸盐调pH萃取除铁、氟化物离子沉淀除钙镁；（3）萃取深度提纯净化除铜锰锌及钴，镍溶液沉镍制备碳酸镍；（4）碳酸镍洗涤去除钠离子及硫酸离子；（5）精制碳酸镍与甲基磺酸合成反应；（6）甲基磺酸镍配液得到透明浅绿色甲基磺酸镍溶液。本发明的优点为：整个工艺过程简单、便于操作、技术条件容易控制、生产成本低廉；镍浸出率高，损失小，经过多级净化达到完全脱除铁、钙镁、铜锰锌杂质的效果；可回收钴等有价金属，产出电子级甲基磺酸镍产品。

Description

一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法

技术领域

本发明属于镍资源的二次开发利用，属湿法冶金领域，具体地讲是涉及一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法。

背景技术

随着我国2010年成为世界第二大经济体，能源消耗也在成倍增加。若干年后现有能源储存量难于满足今后发展的需求，同时能源的大量消耗也造成生态环境的不断恶化。在整个地球中镍的含量虽然较高（约3%），但在地壳中的丰度平均仅有0.008%。为了实现资源的可持续发展，对镍废料的回收利用无论从环境效益或者经济效益来讲，都是非常有意义的。

作为镍产品的甲基磺酸镍溶液，由于甲基磺酸镍是一种优良的电镀主盐，因其内应力低、电镀速度快，溶解度大，无污染等，在国外已发展为较快的一种电镀主盐。甲基磺酸镍主要用在电子行业（集成线路零件及金线）、电池阴极材料，空调冰箱的制冷管、钢铁厂的薄板、造币厂钞票及纪念章的电铸模、小汽车、兵器（导弹头铸模、舰船和武器零部件），五金以及高档自行车、彩印模等的电镀电铸。目前国内的需求量约3万吨/年, 3/4依靠进口。预计至2020年国内甲基磺酸镍需求量将达到10万吨/年，是有很好发展前景的精细化工产品之一。

目前，传统的镀镍工艺主要以硫酸镍、氯化镍体系为主，但是，主要存在的不足为：由于其沉积速率慢，附着力差，镍浸出率低，损失大，国外都已逐渐以甲基磺酸镍来代替。从长远来看, 磺酸镍盐体系将代替现在的镍盐体系广泛用于电镀行业，将成为今后电镀化学品的主流；国内用甲基磺酸镍作为电镀液的厂家较少，主要是甲基磺酸镍生产厂家少，未形成规模化生产，国内关于甲基磺酸镍产品的资料文献也比较少。

发明内容

为了克服以上技术存在的不足，本发明提供一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

（1）镍废料加酸常压浸出

在反应容器中加入工业酸和镍废料，升温至75～95℃，常压下进行酸浸出，反应时间0.5～1小时，然后加入还原剂，反应时间1～2小时，反应完毕后冷却过滤，产出浸出液备用，浸出渣回收；

（2）碳酸盐调pH萃取除铁、氟化物离子沉淀除钙镁

将浸出液转入反应釜，在60℃～90℃下加入碳酸盐调整pH值至3～4，过滤后溶液进入萃取体系，采用萃取剂仲碳伯胺除铁，其有机相：水相=2～4:1，经萃取除铁的除铁后液加入反应釜，常压下加热至80℃～100℃，加入氟化物除钙镁杂质，其用量为钙镁总含量的3～12倍，加入过程用碳酸氢氨调整pH值至4.0，反应完后过滤去除钙镁杂质，滤液备用；

（3）萃取深度提纯净化除铜锰锌及钴，镍溶液沉镍制备碳酸镍

滤液送往萃取箱经C272萃取剂除铜锰锌铁及钴得到硫酸镍溶液，加入氨

水，然后将硫酸镍溶液用沉淀剂以碳酸镍形式沉淀得到粗制碳酸镍，沉淀过程控制pH=7.6～10；

（4）碳酸镍洗涤去除钠离子及硫酸离子

粗制碳酸镍经过滤并用45～55℃纯水洗涤去除钠离子及硫酸根离子得到精制碳酸镍，洗涤滤液终点控制镍含量为0.05～0.15g/l；

（5）精制碳酸镍与甲基磺酸合成反应

将精制碳酸镍缓慢加入甲基磺酸溶液中进行合成反应，控制pH=4～6，保持温度在75～90℃，合成甲基磺酸镍溶液；

（6）甲基磺酸镍配液

将合成得到的甲基磺酸镍进行溶液调整配液，配置成溶度为60～70g/l,密度为1.15～1.25 g/cm³的透明浅绿色甲基磺酸镍溶液。

所述工业酸为硫酸或硝酸。

所述还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸钠或二氧化硫。

所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸氢氨。

所述氟化物为氟化钠或氟化氢氨。

所述沉淀剂为碳酸氢氨或碳酸钠。

本发明的有益效果具体如下：

1.整个工艺过程简单、便于操作、技术条件容易控制、生产成本低廉；

2.镍浸出率高，损失小，经过多级净化达到完全脱除铁、钙镁、铜锰锌杂质的效果；

3.可回收钴等有价金属，产出电子级甲基磺酸镍产品。

具体实施方式

实施例1

在50升反应器容器中，加入25升水，镍废料12公斤，主要成分（干计%）为：Ni13.58，Fe15.72，Cu0.86，Mn 0.041，Mg1.95，Ca0.1，Co1.46。升温到75℃，加入工业硫酸（93%）200毫升，反应0.5小时后加入焦亚硫酸钠，反应1小时后停止搅拌冷却，过滤后产出浸出液34升（含洗水），其成分为（g/l）：Ni46.34，Fe16.72，Mg2.56，Ca0.05, Co3.44，产出浸出渣5.1公斤（干计），含Ni1.05%；将含镍浸出液转入反应釜，然后在60℃下向浸出液中加入碳酸钠调整pH值至3，过滤后溶液进入萃取体系，采用萃取剂仲碳伯胺除铁，其有机相：水相=2:1，经萃取除铁的除铁后液加入反应釜，在常压下加热至80℃，加入氟化钠0.21公斤除钙镁，加入过程不断用碳酸氢氨调整pH值至4.0，反应完后过滤去除钙镁杂质，滤液备用；滤液送往萃取箱经C272【二（2,4,4-三甲基）戊基磷酸】萃取剂除铜锰锌铁及钴得到硫酸镍溶液，将硫酸镍加入反应釜中，加入2L氨水，用碳酸钠以碳酸镍形式沉淀得到粗制碳酸镍，沉淀过程控制pH=7.6，再用热纯水温度为45℃进行三次洗涤，洗涤滤液终点镍含量为0.05g/l, 所得的精致碳酸镍5.70公斤，成分为（%）：

样号

Ni

Cu

Fe

Zn

Co

SO₄ ^2-

水分

1#

46.5

<0.001

0.0015

<0.001

0.001

0.036

58.72

加入完全反应量的甲基磺酸溶解碳酸镍进行合成反应，控制pH=4，温度为75℃，得到浓度为87.28g/l的甲基磺酸镍溶液；最后进行甲基磺酸镍溶液浓度的配液调整，配置成溶度为60～70g/l，密度为1.15～1.25g/cm3的透明浅绿色甲基磺酸镍溶液。

实例1产品分析结果如下(g/L)：

实施例2

在50升反应器容器中，加入25升水，镍废料12公斤，主要成分（干计%）为：Ni13.98，Fe14.92，Cu0.68，Mn 0.064，Mg1.54，Ca0.12，Co2.04。升温到85℃，加入工业硫酸（93%）250毫升，反应0.7小时后加入亚硫酸钠，反应1.5小时后停止搅拌冷却，过滤后产出浸出液34升（含洗水），其成分为（g/l）：Ni46.74，Fe15.40，Mg2.12，Ca0.04，Co3.63，产出浸出渣5.2公斤（干计），含Ni1.16%；将含镍浸出液转入反应釜，然后在75℃下向浸出液中加入碳酸氢钠调整pH值至3.5，过滤后溶液进入萃取体系，采用萃取剂仲碳伯胺除铁，其有机相：水相=3:1，经萃取除铁的除铁后液加入反应釜，在常压下加热至90℃，加入氟化氢氨0.42公斤除钙镁，加入过程不断用碳酸氢氨调整pH值至4.0，反应完后过滤去除钙镁杂质，滤液备用；滤液送往萃取箱经C272【二（2,4,4-三甲基）戊基磷酸】萃取剂除铜锰锌铁及钴得到硫酸镍溶液，将硫酸镍加入反应釜中，加入2L氨水，用碳酸钠以碳酸镍形式沉淀得到粗制碳酸镍，沉淀过程控制pH=8.8，再用热纯水温度为50℃进行三次洗涤，洗涤滤液终点镍含量为0.10g/l, 所得的精致碳酸镍5.75公斤，成分为（%）：

样号

Ni

Cu

Fe

Zn

Co

SO₄ ^2-

水分

2#

47.1

<0.001

0.0015

<0.001

0.0012

0.032

57.92

加入完全反应量的甲基磺酸溶解碳酸镍进行合成反应，控制pH=5，温度

为83℃，得到浓度为88.15g/l的甲基磺酸镍溶液；最后进行甲基磺酸镍溶液浓度的配液调整，配置成溶度为60～70g/l,密度为1.15～1.25g/cm³的透明浅绿色甲基磺酸镍溶液。

实例2产品分析结果如下(g/L)：

实施例3

在50升反应器容器中，加入25升水，镍废料12公斤，主要成分（干计%）为：Ni14.35，Fe16.02，Cu0.54，Mn 0.044，Mg1.54，Ca0.83，Co1.04。升温到95℃，加入工业硝酸（93%）200毫升，反应1小时后加入二氧化硫，反应2小时后停止搅拌冷却，过滤后产出浸出液34升（含洗水），其成分为（g/l）:Ni45.52,Fe14.10， Mg1.54，Ca0.17,Co1.21 ,产出浸出渣5.1公斤（干计），含Ni0.98%。将含镍浸出液转入反应釜，然后在90℃下向浸出液中加入碳酸钠调整pH值至4.0，过滤后溶液进入萃取体系，采用萃取剂仲碳伯胺除铁，其有机相：水相=4:1，经萃取除铁的除铁后液加入反应釜，在常压下加热至100℃，加入氟化钠0.84公斤除钙镁，加入过程不断用碳酸氢氨调整pH值至4.0，反应完后过滤去除钙镁杂质，滤液备用；滤液送往萃取箱经C272【二（2,4,4-三甲基）戊基磷酸】萃取剂除铜锰锌铁及钴得到硫酸镍溶液，将硫酸镍加入反应釜中，加入2L氨水，用碳酸钠以碳酸镍形式沉淀得到粗制碳酸镍，沉淀过程控制pH=10，再用热纯水温度为55℃进行三次洗涤，洗涤滤液终点镍含量为0.15g/l, 所得的精致碳酸镍5.60公斤，成分为（%）：

样号

Ni

Cu

Fe

Zn

Co

SO₄ ^2-

水分

3#

46.84

<0.001

0.0001

<0.001

0.0014

0.025

58.42

加入完全反应量的甲基磺酸溶解碳酸镍进行合成反应，控制pH=6，温度为90℃，得到浓度为89.42g/l的甲基磺酸镍溶液；最后进行甲基磺酸镍溶液浓度的配液调整，配置成溶度为60～70g/l,密度为1.15～1.25 g/cm³的透明浅绿色甲基磺酸镍溶液。

实例3产品分析结果如下(g/L)：

综上所述，从三个实施例得到编号1#、2#、3#的甲基磺酸镍溶液产品分析结果可见，本发明制备电子级甲基磺酸镍的镍浸出率高，损失小，经过多级净化达到完全脱除铁、钙镁、铜锰锌杂质的效果，产出质量较好的电子级甲基磺酸镍产品。

以上揭露仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，凡其他未脱离本发明的实质范围下，所完成的润饰及其等效的修改或修饰应当视为包含在本专利申请保护范围内。

Claims

1.一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

（1）镍废料加酸常压浸出

（2）碳酸盐调pH萃取除铁、氟化物离子沉淀除钙镁

滤液送往萃取箱经C272萃取剂除铜锰锌铁及钴得到硫酸镍溶液，加入氨水，然后将硫酸镍溶液用沉淀剂以碳酸镍形式沉淀得到粗制碳酸镍，沉淀过程控制pH=7.6～10；

（4）碳酸镍洗涤去除钠离子及硫酸离子

（5）精制碳酸镍与甲基磺酸合成反应

（6）甲基磺酸镍配液

2.根据权利要求1所述一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：所述工业酸为硫酸或硝酸。

3.根据权利要求1所述一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：所述还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸钠或二氧化硫。

4.根据权利要求1所述一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸氢氨。

5.根据权利要求1所述一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：所述氟化物为氟化钠或氟化氢氨。

6.根据权利要求1所述一种利用镍废料制备电子级甲基磺酸镍的工艺方法，其特征在于：所述沉淀剂为碳酸氢氨或碳酸钠。