CN111809048A - 一种去除硫酸钴电解中痕量镍的方法 - Google Patents

一种去除硫酸钴电解中痕量镍的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，包括以下步骤：将含有官能团亚氨基二乙酸基的阳离子交换树脂经过纯水冲洗，与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附10～15h。本发明主要采用廉价的含有官能团亚氨基二乙酸基的树脂，用来代替昂贵的螯合树脂，解决了在制备中高纯钴环节，电解精炼过程中电解液中痕量镍难以去除的问题，该方法操作简单，成本低，稳定性好，绿色环保，且树脂经过酸洗后可循环使用，能用于高纯钴的大规模生产。

Description

一种去除硫酸钴电解中痕量镍的方法
技术领域
本发明涉及冶金行业电解精炼芯片级高纯钴制备技术领域，具体为一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法。
背景技术
钴是重要的高纯金属材料之一，是制备磁记录介质、磁记录磁头、光电器件和磁传感器和集成电路等元器件的重要材料。大多应用都是将钴制备成纯金属靶材或合金靶材，通过镀膜方式得到符合要求的功能薄膜。5N及以上纯度的高纯钴则主要用来制造超大规模集成电路行业用溅射靶材。
钴溶液的净化阶段多采用溶剂萃取、萃取色层法、膜分离、离子交换、电解等方式，其目的主要是为了除去钴溶液中的金属杂质(如Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等)，经过除杂之后的钴溶液再通过电解的方法得到高纯金属钴，其中钴镍为姐妹元素，性质比较相似，去除起来也比较困难，因此硫酸钴溶液中镍的去除一直是一个难点和重点。
专利CN 102206761A公开了一种生产高纯钴的方法，使用两种离子交换树脂，分别是对铁有特殊吸附效果的Diphonix和对镍有特殊吸附效果的M-4195树脂，经过离子交换后，也制备出了纯度5N的高纯钴，但该方法所使用的树脂M-4195价格昂贵，极大的增加了生产成本，并且该种树脂在国内很难买到，货期较长，不适用于高纯钴的大规模生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，包括以下步骤：将含有官能团亚氨基二乙酸基的阳离子交换树脂经过纯水冲洗，与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附10～15h。
作为本发明的一种优选技术方案，配置硫酸钴溶液500ml～1000ml，树脂CH-90N经过纯水冲洗2～3次后，按照1:5的比例与硫酸钴溶液混合，在室温下搅拌。
作为本发明的一种优选技术方案，配置硫酸钴溶液800ml，树脂TP207经过纯水冲洗2～3次后，按照1:8的比例与硫酸钴溶液混合在室温下搅拌吸附12h。
作为本发明的一种优选技术方案，电解液为电子级硫酸钴与UP水配置而成，钴离子浓度为80g/L。
作为本发明的一种优选技术方案，电解精炼的阳极采用钛制网篮制成，网篮中装电解所消耗的阳极钴片，阴极板采用钛板制成。
本发明的有益效果：本发明主要采用廉价的含有官能团亚氨基二乙酸基的树脂，用来代替昂贵的螯合树脂，解决了在制备中高纯钴环节，电解精炼过程中电解液中痕量镍难以去除的问题，该方法操作简单，成本低，稳定性好，绿色环保，且树脂经过酸洗后可循环使用，能用于高纯钴的大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
配置硫酸钴溶液1000ml，钴离子浓度为80g/L，镍离子浓度为3.06mg/L，树脂CH-90N经过纯水冲洗2～3次后，按照1:5的比例与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附10h，经ICP-MS测试镍离子浓度为0.58mg/L，树脂的除镍率达到81.04％。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，配置硫酸钴溶液500ml，钴离子浓度为80g/L，镍离子浓度为3.06mg/L，树脂CH-90N经过纯水冲洗2～3次后，按照1:5的比例与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附15h，经测试镍离子浓度为0.52mg/L，树脂的除镍率达到83％。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，配置硫酸钴溶液800ml，钴离子浓度为80g/L，镍离子浓度为3.06mg/L，树脂TP207经过纯水冲洗2～3次后，按照1:8的比例与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附12h，经测试镍离子浓度为0.68mg/L，树脂的除镍率达到77.7％。
在其他实施例中，树脂还可以采用D403等其他官能团为亚氨基二乙酸(-N-(CH2
COOH)2)的阳离子交换树脂。
本发明中，电解精炼的阳极采用钛制网篮制成，网孔尺寸要达到13.5*6mm，挂钩采用一体折弯挂钩。篮中装电解所消耗的阳极钴片，市售3N8电钴。阴极板采用钛板制成。
电解液为电子级硫酸钴与UP水配置而成，钴离子浓度为50g/L～120g/L。
电解液经过CH-90N，TP207，D403阳离子交换树脂深度净化除镍，对于在高浓度的钴离子浓度的情况下，对镍的去除率，依然能达到70％以上，去除效果优异，且操作简单，绿色环保，价格低，经济实惠。
净化后的电解液可进行电解精炼，电解精炼的工艺参数，电解极距30～60cm，电流密度100～350A/m2，电解温度40～80摄氏度，电压0～12V。
电解出的钴板，经过辉光放电质谱仪(GDMS)检测，纯度大于99.999％。其中镍的含量为0.165ppm，检测报告见表1。
表1电解钴板的GDMS检测报告
Figure BDA0002590803790000021
Figure BDA0002590803790000031
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有官能团亚氨基二乙酸基的阳离子交换树脂经过纯水冲洗，与硫酸钴溶液混合，pH为5～6，在室温下搅拌吸附10～15h。
2.根据权利要求1所述的一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，其特征在于，配置硫酸钴溶液500ml～1000ml，树脂CH-90N经过纯水冲洗2～3次后，按照1:5的比例与硫酸钴溶液混合，在室温下搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，其特征在于，配置硫酸钴溶液800ml，树脂TP207经过纯水冲洗2～3次后，按照1:8的比例与硫酸钴溶液混合在室温下搅拌吸附12h。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，其特征在于，电解液为电子级硫酸钴与UP水配置而成，钴离子浓度为80g/L。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种去除硫酸钴溶液中痕量镍的方法，其特征在于，电解精炼的阳极采用钛制网篮制成，网篮中装电解所消耗的阳极钴片，阴极板采用钛板制成。
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