FI59236B - Foerfarande foer framstaellning av hydratiserat nickelsulfat - Google Patents

Description

I·*£*<»·Ι γβί KUULUTUSJULKAISU CQ0 7r

ä®A lBJ <11> UTLÄGGNINGSSKRIFT

(51) Kv.lk.3/lnta3 C ^ G 53/10 SUOMI—FINLAND 3613/73 (22) Hakemlipiivt — An*öknlnpd«g 23.11.73 * * (23) Alkupllvft — Glltigh«tsdag 23.11.73 (41) Tullut JulklMktl — Bllvlt offentllf 29.05.7^+

Patentti· ja rakistarihallftiM ,,.. __________ ___. . ,, _ * . (44) Nlhtlvlkilpenon »kuuUulkaltun pvm. —

Patent· öch reflateretyrelaen ' ' Ameku utiagd och uti.*krift«n pubitcvnd 31.03.8l (32)(33)(31) Pyy<i««y utuoikeu* —B«gird priorttat 28.ll.72

Ranska-Frankrike(FR) J2U2221 (71) Le Nickel, 1 boulevard de Vaugirard, Paris 15, Ranska-Frankrike(FR) (72) Louis Gandon, Rambouillet, Gilbert Cheneau, Les Essarts Le Roi,

Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5^·) Menetelmä hydratoidun nikkeli sulfaatin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av hydratiserat nickelsulfat Tämä keksintö koskee teollisesti käyttökelpoista menetelmää hydratoidun nikkelisulfaatin valmistamiseksi puhtaan nikkeliklori-din liuoksista. Tällaiset liuokset voidaan valmistaa esimerkiksi patenttihakemuksessamme 1417/72 ja 1418/72 selitettyjen menetelmien mukaan.

Tunnetaan menetelmiä nikkelisulfaatin valmistamiseksi, erityisesti antamalla rikkihapon vaikuttaa metalliseen nikkeliin tai johonkin muuhun nikkelipitoiseen aineeseen. Näissä menetelmissä on kuitenkin monta epäkohtaa esimerkiksi on saatuja liuoksia puhdistettava fysikaalisilla tai fysikokemiallisilla menetelmillä. Eräissä näissä menetelmissä saadaan lisäksi tahnamainen faasi, jota on vaikea käsitellä teknisesti.

Tämän keksinnön päämääränä on siis menetelmä hydratoidun nikkelisulfaatin valmistamiseksi, jossa ei ole edellä mainittuja epäkohtia.

Keksinnön päämääränä on menetelmä puhtaan hydratoidun nikkelisulfaatin valmistamiseksi saattamalla puhdistettu nikkeliklori-diliuos reagoimaan rikkihapon kanssa ja tislaamalla pois tällöin , > 2 59236 muodostunutta kloorivetyä.

Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan seuraavista peräkkäisistä vaiheista: I) annetaan kiehumapisteessä olevan rikkihapon ja nikkeliklori-diliuoksen reagoida ja poistetaan muodostunut kloorivetykaasu osittain; II) annetaan reaktioseoksen selkeytyä; III) kiteytetään nikkelisulfaatti selkeytyneestä seoksesta ja kuivataan nikkelisulfaattikiteet; IV) kierrätetään vaiheen III) emäliuokset menetelmän aikaisempaan vaiheeseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs edullinen suoritusmuoto on tunnettu siitä, että siinä on seuraavat peräkkäiset vaiheet: I') annetaan kiehumapisteessä sellaisen seoksen reagoida, jossa on seuraavan vaiheen suodos, lisättyä rikkihappoa ja nikkeliklori-dia, jolloin rikkihapon kokonaismäärä mainitussa seoksessa on 1,5-3 kertaa se määrä, jota tarvitaan stökiömetrisesti kaiken nikkeli-kloridin muuttamiseksi nikkelisulfaatiksi, ja poistetaan muodostunut kloorivetykaasu osittain; II') reaktioseos selkeytetään; III') reaktioseos suodatetaan; IV) suodos kierrätetään takaisin vaiheeseen I'); V) vaiheessa III') saatu, osittain hydratoitu nikkelisulfaatti liuotetaan uudelleen veteen ja ainakin yhteen seuraavassa vaiheessa VII') ja VIII') saaduista emäliuoksista; VI') vaiheessa V) saadun nesteen selkeyttäminen; VII') nikkelisulfaatti kiteytetään vaiheessa VI') saadusta selkeytetystä liuoksesta ja emäliuos kierrätetään takaisin vaiheeseen V); VIII') nikkelisulfaattikiteet kuivataan ja emäliuos kierrätetään tapaisin vaiheeseen V).

Erään toisen menetelmämuunnoksen mukaan lisätyn rikkihapon kokonaismäärä on 0,9-1,1 kertaa stökiömetrisesti tarvittava määrä. Näin ollen voidaan edellä mainitut jäähdytys- ja suodatusvaiheet III') sekä uudelleenliuotus V) jättää pois, jolloin kiteyttämis-ja kuivaamisvaiheessa III) saadut emäliuokset kierrätetään takaisin reaktiovaiheeseen I).

3 59236

Seuraava selitys, joka ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, havainnollistaa kuinka keksintö voidaan soveltaa käytännössä. Se selitetään viitaten oheen liitettyyn piirustukseen, joka esittää menetelmän juoksukaaviota.

Tämän kaavion mukaisesti aletaan syöttämällä nikkelikloridin puhdasta liuosta, rikkihappoa sekä saostumisesta saadut emäliuok-set 2, joiden alkuperä selitetään jäljempämä, sulfatointireaktio-astiaan 1. Syötetyn rikkihapon kokonaismäärän tulisi olla yhteensä 1,5-3 kertaa stökiömetrisesti tarvittava määrä kaiken reaktio-astiaan 1 syötetyn nikkelikloridin muuttamiseksi nikkelisulfaatik-si. Koska emäliuokset 2 normaalisti sisältävät vapaata rikkihappoa, syötetään astiaan 1 vain täydentävä määrä teollista laatua olevaa happoa. Reaktio suoritetaan kiehumapisteessä ja se voidaan suorittaa atmosfääripaineessa, mutta suoritetaan mieluimmin alennetussa paineessa, esimerkiksi 0,5 baarissa.

Reaktioastiassa 1 muodostuva kloorivetyhappo absorboidaan vuorattuun tai verhottuun pylvääseen, jolloin kondensaatiofraktio kierrätetään takaisin. Kun tämä happo on tislattu pois, jäljellä oleva suspensio poistetaan ja jäähdytetään ympäristön lämpötilaan kohdassa 3 ja 4 ja tämä suspensio suodatetaan ja pestään vedellä ja emäliuokset 2 kierrätetään takaisin sulfatointireaktioastiaan 1, kuten edellä on selitetty.

Saatu kiinteä tuote 5 on osittain hydratoitua nikkelisulfaat-tia ja se liuotetaan uudelleen kohdassa 6 emäliuoksiin 7, jotka saadaan jäljempänä esitetyllä tavalla, tai veteen, tai molempien seokseen. Väkevöinnin jälkeen liuos kirkastetaan kohdassa 8, jossa liuoksesta voidaan erottaa erinäisiä epäpuhtauksia, kuten kalsiumsulfaattia, minkä jälkeen kiteytetään kohdassa 9 ja saadut kiteet kuivataan kohdassa 10, jolloin puhtaita heksahydratoituja nikkelisulf aattikiteitä voidaan kerätä kohdassa 11. Emäliuokset, jotka saadaan kiteyttämällä kohdassa 9 ja kuivaamalla kohdassa 10 muodostavat emäliuokset 7, jotka, kuten edellä on mainittu, kierrätetään takaisin vaiheeseen 6, jossa osittain hydratoitu nikkeli-sulfaatti 6 liuotetaan uudelleen. Tämän menetelmän erään muunnoksen mukaan vaiheeseen 1 syötetyn rikkihapon kokonaismäärä on 0,9- 1,1 kertaa stökiömetrinen määrä; tällöin on mahdollista eliminoida uudelleenliuottamisen 6, ts. osittain hydratoidun nikkelisul- 4 59236 faatin 5 vaiheen. Tässä tapauksessa menetelmän vaiheet, jotka on esitetty kaksinkertaisilla viivoilla juoksukaaviossa, ovat seuraa-vat: sulfatointi 1, kirkastaminen 8, kiteytys 9 ja kuivaus 10.

Emäliuokset 7 kierrätetään takaisin sulfatointivaiheeseen 1. Tällä tavalla saadut heksahydratoidut nikkelisulfaattikiteet 11 voidaan sen jälkeen pestä vedellä, alkoholilla tai nikkelisulfaat-tiliuoksella niiden kloridi-ionikonsentraation pienentämiseksi.

Seuraavista esimerkeistä, jotka selitetään viitaten oheenliitettyyn piirustukseen, esimerkki I liittyy yksinkertaisin viivoin esitettyyn ensimmäiseen menetelmään ja esimerkki II liittyy kaksinkertaisin viivoin esitettyyn toiseen menetelmämuunnokseen.

Esimerkki I; 109 litraa nikkelikloridiliuosta, joka sisältää 198 g/1 nikkeliä ja 0,5 g/1 sulfaatti-ioneja, syötetään kaksinkertaisella vaipalla varustettuun reaktioastiaan (1), samoinkuin 85 litraa emä-liuosta (2), joka saadaan osittain hydratoidun sulfaatin kiteytyksestä edellisessä vaiheessa ja joka sisältää 39 g/1 nikkeliä ja 800 g/1 sulfaatti-ioneja; tähän seokseen lisätään 35 kg 98 %:sta rikkihappoa, ja keitetään 0,5 baarin paineessa kunnes kloridi-ionien määrä liuoksessa on vähentynyt lähelle 3 g/1. Jäähdytetään samalla hämmentäen (3), saatu suspensio suodatetaan (4), ja saadaan 58,5 kg osittain hydratoituja kiteitä (5), joiden todettiin sisältävän 30,75 % nikkeliä ja 0,023 kloridi-ioneja. Emäliuosten (2) kloorikonsentraatio on 3,76 g/1.

Kiteet (5) liuotetaan uudestaan kohdassa (6) 60 litraan hydratoidun sulfaatin kiteytyksestä edellisessä vaiheessa saatua emä-liuosta (7) ja laimennetaan 200 litralla vettä. Kirkastamisen jälkeen kohdassa (8), väkevöimisen jälkeen ominaispainoon 1,49, ki-teyttämisen jälkeen 30°C:ssa kohdassa (9) ja kuivaamisen jälkeen kohdassa (10), saadaan 55 kg heksahydratoituja nikkelisulfaattiki-teitä, jotka sisältävät 0,006 % kloridi-ioneja. Kiteytysemäliuos-ten (7) kloridi-ionipitoisuus on 1,14 g/1.

Saatujen kiteiden (11) painoanalyysi on seuraava:

Ni : 21,4 % Zn : < 0,001 %

Na : < 0,001 % Pb : < 0,001 %

Fe : 0,003 % Cl” : < 0,006 %

Cu : < 0,001 % Mn : < 0,001 %

CaO : < 0,005 % S : ei lainkaan

MgO : 0,010 %

Claims (7)

1. 5 59236 Esimerkki II: 1,5 litraa nikkelikloridiliuosta, joka sisältää 177 g/1 nikkeliä, sekä 450 g 98 %:sta rikkihappoa syötetään reaktioastiaan (1), joka on varustettu "laskevalla" jäähdyttäjällä. Kuumennetaan kiehumapisteessä kunnes ilmenee hieman liukenematonta sulfaattia, minkä jälkeen jäähdytetään kohdassa (3) samalla varovasti hämmentäen ja erotetaan kiteet kohdassa (9) emäliuoksista. Kuivaamisen (10) jälkeen saadaan kiteitä (11), jotka sisältävät 21,7 % nikkeliä ja 0,5 % klooria, jolloin kloorikonsentraatio emäliuoksista (7) on 130 g/1. Kiteiden (11) puhtaus ja analyysi on sama kuin edellisessä esimerkissä. Kloorin määrä vähenee 0,040 %:iin jos näitä kiteitä pestään vedellä ennen kuivausta käyttäen 0,5 litraa vettä kg kohti hydratoitua sulfaattia. Asiantuntijoille on ilmeistä, että voidaan saada heksahydratoitua sulfaattia säätämällä ki-teytyslämpötila. Esimerkissä I, jossa tämä lämpötila on 30°C, saadaan näiden molempien sulfaattien seosta, mikä ilmenee siitä, että nikkelin määrä saadussa tuotteessa on 21,4 %, kun se taas on 22,3 % heksahydraattisulfaatissa ja 20,9 % puhtaassa heptahydraattisulfaa-tissa.
2. 1. Menetelmä puhtaan hydratoidun nikkelisulfaatin valmistamiseksi saattamalla puhdistettu nikkelikloridiliuos reagoimaan rikkihapon kanssa ja tislaamalla pois tällöin muodostunutta kloorivetyä, tunnettu seuraavista peräkkäisistä vaiheista: I) annetaan kiehumapisteessä olevan rikkihapon ja nikkeliklo-ridiliuoksen reagoida ja poistetaan muodostunut kloorivetykaasu osittain; II) annetaan reaktioseoksen selkeytyä; III) kiteytetään nikkelisulfaatti selkeytyneestä seoksesta ja kuivataan nikkelisulfaattikiteet; IV) kierrätetään vaiheen III) emäliuokset menetelmän aikaisempaan vaiheeseen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen III) emäliuokset kierrätetään takaisin vaiheeseen I), jolloin rikkihapon kokonaismäärä on 0,9-1,1 kertaa se mää- 6 59236 rä, jota stökiömetrisesti vaaditaan koko nikkelikloridimäärän muuttamiseksi nikkelisulfaatiksi.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa III) saadut kiteet pestään pesunesteellä, joka on valittu veden, alkoholien ja nikkeliulfaattiliuosten joukosta.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä on seuraavat peräkkäiset vaiheet: I') annetaan kiehumapisteessä sellaisen seoksen reagoida, jossa on seuraavan vaiheen suodos, lisättyä rikkihappoa ja nikkeliklori-dia, jolloin rikkihapon kokonaismäärä mainitussa seoksessa on 1,5-3 kertaa se määrä, jota tarvitaan stökiömetrisesti kaiken nikkeli-kloridin muuttamiseksi nikkelisulfaatiksi, ja poistetaan muodostunut kloorivetykaasu osittain; II') reaktioseos selkeytetään; III') reaktioseos suodatetaan; IV1) suodos kierrätetään takaisin vaiheeseen I'); V) vaiheessa III') saatu, osittain hydratoitu nikkelisulfaatti liuotetaan uudelleen veteen ja ainakin yhteen seuraavassa vaiheessa VII') ja Vili') saaduista emäliuoksista; VI') vaiheessa V) saadun nesteen selkeyttäminen; VII') nikkelisulfaatti kiteytetään vaiheessa VI') saadusta selkeytetystä liuoksesta ja emäliuos kierrätetään takaisin vaiheeseen V); Vili') nikkelisulfaattikiteet kuivataan ja emäliuos kierrätetään takaisin vaiheeseen V).
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen VII') kiteet pestään pesunesteellä, joka on valittu veden, alkoholin ja nikkelisulfaattiliuosten joukosta.
7. 1. Förfarande för framställning av rent hydratiserat nickel-sulfat genom omsättning av en renad nickelkloridlösning med svavel-syra och avdestillering av därvid bildat klorväte, känneteck-n a t av följande successiva steg: I) vid koktemperaturen omsättes svavelsyran och nickelkloridlös-ningen och bildad klorvätegas avlägsnas delvis; II) reaktionsblandningen klarnas; III) nickelsulfatet kristalliseras ur den klarnade blandningen och nickelsulfatkristallerna torkas; IV) moderlutarna frän steget III) aterföres tili ett tidigare