JP2016056434A - Separation method of nickel from nickel sludge - Google Patents

Separation method of nickel from nickel sludge Download PDF

Info

Publication number
JP2016056434A
JP2016056434A JP2014185996A JP2014185996A JP2016056434A JP 2016056434 A JP2016056434 A JP 2016056434A JP 2014185996 A JP2014185996 A JP 2014185996A JP 2014185996 A JP2014185996 A JP 2014185996A JP 2016056434 A JP2016056434 A JP 2016056434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
cooling
liquid
sludge
concentrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014185996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6337708B2 (en
Inventor
浅野 聡
Satoshi Asano
聡 浅野
菊田 直子
Naoko Kikuta
直子 菊田
丹 敏郎
Toshiro Tan
敏郎 丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2014185996A priority Critical patent/JP6337708B2/en
Publication of JP2016056434A publication Critical patent/JP2016056434A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6337708B2 publication Critical patent/JP6337708B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily separate nickel from nickel sludge containing a plurality of kinds of impurities.SOLUTION: A nickel separation method that separates nickel from nickel sludge containing nickel and impurities includes a leaching step for adding sulfuric acid to the nickel sludge for pH 4-6 and then subjecting them to solid-liquid separation into a deposit and a leachate, a concentrating step for concentrating the leachate obtained in the leaching step to obtain a concentrated liquid, and a crystallization step for cooling the concentrated liquid obtained in the concentrating step to crystallize a nickel crystal and recovering the nickel crystal by solid-liquid separation. The nickel separation method may further include a cooling step for cooling the concentrated liquid obtained in the concentrating step and subjecting a deposited crystal of boric acid and the cooled liquid to solid-liquid separation. The cooled liquid obtained in the cooling step may be concentrated again to crystallize nickel.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電解メッキあるいは無電解メッキ工業で発生する廃液を中和して生じたスラッジ(水酸化ニッケルを主成分とする沈澱物)中から不純物を効率的に分離し、純度が高いニッケル化合物を回収するニッケルスラッジからのニッケルの分離方法に関する。   The present invention efficiently separates impurities from sludge (precipitate mainly composed of nickel hydroxide) generated by neutralizing waste liquid generated in the electroplating or electroless plating industry, and has a high purity nickel compound The present invention relates to a method for separating nickel from nickel sludge that collects slag.

メッキ廃液から不純物を分離する方法として、電解メッキと無電解メッキとでは、それぞれ分離方法が異なる。具体的には、電解メッキの廃液は、主要な共存物質がホウ酸であるのに対し、無電解メッキ廃液の主要な共存物質は次亜リン酸やその酸化生成物である亜リン酸、リン酸である。   As a method for separating impurities from the plating waste liquid, the electrolytic plating and the electroless plating have different separation methods. Specifically, the main coexisting substance in the electroplating waste liquid is boric acid, whereas the main coexisting substance in the electroless plating waste liquid is hypophosphorous acid and its oxidation products phosphorous acid and phosphorus. It is an acid.

無電解メッキ液の精製方法については、主として沈澱法が検討されている。例えば、特許文献1には、次亜リン酸浴のメッキ液中に可溶性のアルカリ土類化合物を溶解、共存させ、メッキ反応の過程で生成する亜リン酸、リン酸塩を不溶性沈澱として逐次分離する方法について記載されている。   As a method for purifying the electroless plating solution, a precipitation method is mainly studied. For example, in Patent Document 1, a soluble alkaline earth compound is dissolved and coexisted in a plating solution of a hypophosphorous acid bath, and phosphorous acid and phosphate produced in the course of the plating reaction are sequentially separated as insoluble precipitates. How to do is described.

特許文献2には、無電解メッキ廃液を電解槽内で陽極酸化し、完全にリン酸に変換した後、不溶性のリン酸塩として沈澱分離する方法が記載されている。   Patent Document 2 describes a method in which an electroless plating waste solution is anodized in an electrolytic bath, completely converted into phosphoric acid, and then precipitated and separated as an insoluble phosphate.

電解メッキ液からのホウ酸分離については、特許文献3に記載されているようなキレート樹脂繊維を使用する方法が知られている。   For boric acid separation from the electrolytic plating solution, a method using chelate resin fibers as described in Patent Document 3 is known.

特表2000-503354号公報JP 2000-503354 Gazette 特開2005-76103号公報JP 2005-76103 A 特開2001-179253号公報JP 2001-179253 A

しかしながら、特許文献1及び2に記載されている無電解メッキ廃液からリン酸塩の沈澱を分離する方法では、リン酸カルシウム(Ca(PO)は十分に溶解度が低くて分離できるものの、副生する亜リン酸カルシムや次亜リン酸カルシウム、また、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウムのようなリン酸カルシウムの水素塩はいずれも溶解度が高く、完全に除去することは困難である。 However, in the method of separating the phosphate precipitate from the electroless plating waste solution described in Patent Documents 1 and 2, calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) has a sufficiently low solubility and can be separated. The calcium phosphite, calcium hypophosphite, and calcium hydrogen phosphates such as calcium dihydrogen phosphate and calcium hydrogen phosphate are all highly soluble and difficult to remove completely.

また、特許文献3に記載されている電解メッキ液からのホウ酸の分離法では、単純な浴組成であれば対応できるものの、ホウ酸以外の多くの陰イオンなど共存元素が存在する場合、ホウ酸よりも選択的かつ強固にキレート樹脂に吸着するイオンが含まれるため、ホウ酸を選択的かつ完全に分離することは困難である。   In addition, the method for separating boric acid from the electrolytic plating solution described in Patent Document 3 can be used with a simple bath composition, but when there are many coexisting elements such as anions other than boric acid, It is difficult to selectively and completely separate boric acid because it contains ions that are selectively and more strongly adsorbed to the chelate resin than the acid.

さらに、特許文献3に記載されているような方法では、専用の樹脂塔および吸着、洗浄、溶離設備を必要とし、溶離液として別途薬剤を多く使用し、回収されたホウ酸含有液は別途濃縮、精製を行わないとリサイクルして製品化することは困難である。   Furthermore, the method described in Patent Document 3 requires a dedicated resin tower and adsorption, washing, and elution equipment, and uses a large amount of a separate chemical as the eluent, and the recovered boric acid-containing liquid is separately concentrated. Without purification, it is difficult to recycle and commercialize the product.

このように、無電解メッキ、電解メッキを問わず、ニッケルメッキ廃液から生じたニッケルスラッジから資源のニッケルを有効に回収して活用することは難しく、その結果多くは埋め立てなどで処分されている。   As described above, it is difficult to effectively recover and utilize nickel as a resource from nickel sludge generated from a nickel plating waste liquid regardless of electroless plating or electrolytic plating, and as a result, many of them are disposed of in landfills.

そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、リンやホウ酸を含有するニッケルスラッジからニッケルを容易に回収することができるニッケルスラッジからのニッケルの分離方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of such circumstances, and provides a method for separating nickel from nickel sludge that can easily recover nickel from nickel sludge containing phosphorus and boric acid. For the purpose.

上述した目的を達成する本発明に係るニッケルスラッジからのニッケルの分離方法は、ニッケルと不純物を含有するニッケルスラッジからニッケルを分離するニッケルの分離方法において、ニッケルスラッジに硫酸溶液を添加してpHを4〜6に調整し、次いで、沈澱物と浸出液とに固液分離する浸出工程と、浸出工程で得た浸出液を濃縮して濃縮液を得る濃縮工程と、濃縮工程で得た濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を晶析させ、固液分離により硫酸ニッケルの結晶を回収する晶析工程と、を有することを特徴とする。   A method for separating nickel from nickel sludge according to the present invention that achieves the above-described object is a method for separating nickel from nickel sludge containing nickel and impurities. In the nickel separating method, a sulfuric acid solution is added to nickel sludge to adjust the pH. Adjust to 4-6, then leaching step for solid-liquid separation into precipitate and leachate, concentration step for concentrating leachate obtained in leaching step to obtain concentrate, and cooling the concentrate obtained in concentration step And crystallizing nickel sulfate crystals, and recovering the nickel sulfate crystals by solid-liquid separation.

本発明では、不純物元素、特に分離が困難とされるリンやホウ素を含有していても、特別な装置を使用することなく、簡単な操作で選択的にニッケルを回収することができる。   In the present invention, nickel can be selectively recovered by a simple operation without using a special apparatus even if it contains an impurity element, particularly phosphorus or boron, which is difficult to separate.

実施例において行ったpHの違いによる元素の浸出変化を示す図である。It is a figure which shows the leaching change of the element by the difference in pH performed in the Example.

以下に、本発明を適用したニッケルスラッジからのニッケルの分離方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。   Hereinafter, a method for separating nickel from nickel sludge to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following detailed description unless otherwise specified.

ニッケルスラッジは、ニッケルのメッキ廃液等のニッケルを含む溶液に消石灰、苛性ソーダ、炭酸ナトリウム等の中和剤を添加して、中和されたニッケルを含有するスラッジである。ニッケルスラッジは、複数のスラッジが種々の比率で混合されていることが多く、天然の鉱物よりも対象とする元素の種類が多く、難処理であることが特徴である。したがって、工業的で経済的なプロセスを想定した場合には、通常のニッケル製錬のような個々の元素を個別に分離する工程を設けるのではなく、極力類似の性質を持つ元素を集合分離するプロセスを構築することが重要である。   Nickel sludge is sludge containing nickel neutralized by adding a neutralizing agent such as slaked lime, caustic soda or sodium carbonate to a solution containing nickel, such as nickel plating waste liquid. Nickel sludge is characterized in that a plurality of sludges are often mixed in various ratios, and there are more kinds of target elements than natural minerals, which are difficult to process. Therefore, when an industrial and economical process is assumed, instead of providing a process for separating individual elements as in ordinary nickel smelting, elements having similar properties are collected and separated as much as possible. It is important to build a process.

本発明では、ニッケルスラッジの選択浸出による低塩基性不純物の一括分離と濃度を管理した二段階の結晶晶出を組み合わせることにより、溶解度が低いホウ酸やリンを含む共存元素の大部分を分離するプロセスである。   In the present invention, the bulk separation of low basic impurities by selective leaching of nickel sludge and the two-stage crystal crystallization with controlled concentration are combined to separate most of coexisting elements including boric acid and phosphorus having low solubility. Is a process.

具体的に、ニッケルスラッジからのニッケルの分離方法(以下、単にニッケルの分離方法という。)は、ニッケルスラッジに硫酸溶液を添加してpHを4〜6に調整し、次いで、沈澱物と浸出液とに固液分離する浸出工程と、浸出工程で得た浸出液を濃縮して、濃縮液を得る濃縮工程と、濃縮工程で得た濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を晶析させ、硫酸ニッケルの結晶と不純物とを固液分離する晶析工程とを有する。また、ニッケルの分離方法では、ニッケルスラッジにホウ酸を含む場合、濃縮工程後に、濃縮工程で得た濃縮液を冷却し、析出したホウ酸の結晶と冷却後液とを固液分離する冷却工程を更に有し、晶析工程では冷却工程で得た冷却後液を濃縮して冷却することで硫酸ニッケルの結晶を晶析させてもよい。ニッケルスラッジには、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、鉄、リン、カルシウム、マンガン、亜鉛、フッ素のうちの1つ以上の不純物が含まれている。ホウ素は、ホウ酸またはホウ酸塩の形態として含有されており、リンはリン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、またはそれらの水素塩の形態として含有されている。   Specifically, a method for separating nickel from nickel sludge (hereinafter simply referred to as nickel separation method) adjusts the pH to 4-6 by adding a sulfuric acid solution to the nickel sludge, and then precipitates, leachate, A leaching step for solid-liquid separation, a concentration step for concentrating the leachate obtained in the leaching step to obtain a concentrate, and cooling the concentrate obtained in the concentration step to crystallize nickel sulfate crystals. A crystallization step of solid-liquid separation of the crystals and impurities. In the nickel separation method, when the nickel sludge contains boric acid, after the concentration step, the concentrated liquid obtained in the concentration step is cooled, and the precipitated boric acid crystals and the cooled liquid are solid-liquid separated. In the crystallization step, the nickel sulfate crystals may be crystallized by concentrating and cooling the cooled liquid obtained in the cooling step. Nickel sludge contains one or more impurities of boron, magnesium, aluminum, iron, phosphorus, calcium, manganese, zinc, and fluorine. Boron is contained in the form of boric acid or borate, and phosphorus is contained in the form of phosphate, phosphite, hypophosphite, or their hydrogen salts.

[浸出工程]
浸出工程は、ニッケルスラッジに含有されているニッケルと、不純物のアルミニウム、鉄(III)、マンガン(III〜IV)、リン酸、亜リン酸とを分離する。ニッケルは、塩基性が高い、即ち高pHで水酸化物として沈澱する元素である。そのため、ニッケルスラッジのpHを高pHに制御することで、酸浸出により選択浸出が可能である。一方、共存している元素のうちアルミニウム、鉄(III)、マンガン(III〜IV)は、塩基性が低く、酸に溶解しにくいため、選択的に沈澱物の残渣に分離することが可能である。
[Leaching process]
The leaching step separates nickel contained in the nickel sludge from impurities aluminum, iron (III), manganese (III to IV), phosphoric acid, and phosphorous acid. Nickel is an element that is highly basic, that is, precipitates as a hydroxide at high pH. Therefore, selective leaching is possible by acid leaching by controlling the pH of the nickel sludge to a high pH. On the other hand, among the coexisting elements, aluminum, iron (III), and manganese (III to IV) are low in basicity and difficult to dissolve in acids, and therefore can be selectively separated into precipitate residues. is there.

浸出工程におけるニッケルスラッジのpHは、4〜6であり、ニッケルスラッジに含有されている不純物の種類に応じて適切なpHとすることが好ましく、特にpH5前後において選択性が高くなる。浸出工程では、ニッケルスラッジのpHを4〜6とすることにより、水酸化ニッケルと共存した状態で、アルミニウム、鉄、マンガンを残渣に分配させ、選択的にニッケルを浸出可能にすることができる。   The pH of the nickel sludge in the leaching step is 4 to 6, and it is preferable to set the pH appropriately according to the type of impurities contained in the nickel sludge, and the selectivity is particularly high around pH 5. In the leaching step, by setting the pH of the nickel sludge to 4-6, aluminum, iron, and manganese can be distributed to the residue in a coexisting state with nickel hydroxide, and nickel can be selectively leached.

また、pHの調整に使用する酸としては、硫酸塩の結晶分離を中核とし、マンガン(III〜IV)が還元されて溶出されることの防止も勘案すると、硫酸又は硫酸水溶液が特に望ましい。   As the acid used for adjusting the pH, sulfuric acid or an aqueous sulfuric acid solution is particularly desirable in view of prevention of reduction and elution of manganese (III to IV) with sulfate crystal separation as the core.

不純物としてリンを含有する場合は、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸のいずれかであることにより、挙動が大きく異なる。リン酸、亜リン酸の形態で存在する場合は、ニッケルスラッジに含有されている金属イオンの多くと難溶性の沈澱を形成するため、浸出工程において残渣に分配させることが可能である。   When phosphorus is contained as an impurity, the behavior differs greatly depending on whether it is phosphoric acid, phosphorous acid, or hypophosphorous acid. When present in the form of phosphoric acid or phosphorous acid, it forms a slightly soluble precipitate with many of the metal ions contained in the nickel sludge, and therefore can be distributed to the residue in the leaching step.

一方、次亜リン酸の形態で存在する場合には、スラッジ中に存在する金属イオンとは難溶性塩を形成しないため、後工程の硫酸ニッケルの晶析工程において全て母液に分配させ、ニッケルから分離することができる。また、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩の水素塩も母液に分配させる。したがって、ニッケルの分離方法では、リンがどのような形態で存在していても最終的にニッケルと分離することができる。即ち、このニッケルの分離方法では、電解メッキ廃液のスラッジに適用できることがいえる。   On the other hand, when it is present in the form of hypophosphorous acid, it does not form a hardly soluble salt with the metal ions present in the sludge, so that it is all distributed to the mother liquor in the subsequent nickel sulfate crystallization step. Can be separated. Also, phosphate, phosphite, and hypophosphite hydrogen salts are distributed into the mother liquor. Therefore, in the nickel separation method, it can be finally separated from nickel regardless of the form of phosphorus. That is, it can be said that this nickel separation method can be applied to sludge of electrolytic plating waste liquid.

したがって、浸出工程では、ニッケルスラッジに硫酸溶液を添加してpHを4〜6に調整することで、アルミニウム、鉄(III)、マンガン(III〜IV)、リン酸、亜リン酸を含む沈澱物と、ニッケルや次亜リン酸を含む浸出液とを得ることができる。浸出工程では、沈澱物と浸出液とを固液分離することにより、ニッケルを含む浸出液からアルミニウム、鉄(III)、マンガン(III〜IV)、リン酸、亜リン酸を除去することができる。固液分離方法は、ろ過、遠心分離等の一般的な固液分離方法を適用することができる。   Therefore, in the leaching step, a sulfuric acid solution is added to nickel sludge to adjust the pH to 4 to 6, thereby allowing a precipitate containing aluminum, iron (III), manganese (III to IV), phosphoric acid, and phosphorous acid. And a leachate containing nickel and hypophosphorous acid can be obtained. In the leaching step, aluminum, iron (III), manganese (III to IV), phosphoric acid, and phosphorous acid can be removed from the leachate containing nickel by solid-liquid separation of the precipitate and the leachate. As the solid-liquid separation method, a general solid-liquid separation method such as filtration or centrifugation can be applied.

なお、スラッジの水分率が特に低く、かつ、ホウ酸を高純度な形で分離する必要がない場合は、スラッジを最小量の水で懸濁して、硫酸浸出後、0〜20℃の温度範囲まで冷却した後、固液分離することにより、ホウ酸等の温度依存性が高い不純物も残渣中に分配させて、ニッケルの浸出が可能である。   In addition, when the moisture content of sludge is particularly low and it is not necessary to separate boric acid in a highly pure form, the sludge is suspended in a minimum amount of water, and after leaching with sulfuric acid, a temperature range of 0 to 20 ° C. After cooling to a low temperature, solid-liquid separation can distribute impurities having high temperature dependence such as boric acid into the residue, so that nickel can be leached.

また、洗浄不良によりニッケルスラッジに硫酸アルカリが付着している場合は、浸出工程前に再度水洗すれば、浸出工程におけるニッケルスラッジにアルカリが混入することを回避できる。   In addition, when alkali sulfate is adhered to the nickel sludge due to poor cleaning, it is possible to avoid the alkali from being mixed into the nickel sludge in the leaching step by washing again before the leaching step.

[濃縮工程]
濃縮工程では、浸出工程で得た浸出液を濃縮して濃縮液を得る。濃縮する際には、浸出液中のニッケル濃度が80〜100g/lに達するまで濃縮することが好ましい。この濃度領域では、次に冷却工程を設けた場合、その冷却工程で0〜20℃レベルまで溶液の温度を冷却しても例えば硫酸ニッケル七水和物等のニッケルの結晶は析出しないが、含有されているホウ酸は温度依存が大きく、この温度領域で選択的に無色の高純度な結晶として析出し、分離することができる。
[Concentration process]
In the concentration step, the leachate obtained in the leaching step is concentrated to obtain a concentrated solution. When concentrating, it is preferable to concentrate until the nickel concentration in the leachate reaches 80 to 100 g / l. In this concentration region, when a cooling step is provided next, nickel crystals such as nickel sulfate heptahydrate do not precipitate even if the temperature of the solution is cooled to 0 to 20 ° C. in the cooling step. Boric acid is highly temperature dependent, and can be selectively separated and separated as colorless high-purity crystals in this temperature range.

ニッケル濃度が80g/l未満では、濃縮率が低いため、ホウ酸の分離回収率が低下してしまう。一方、ニッケル濃度が100g/lを超えると回収するホウ酸の結晶中に例えば硫酸ニッケル七水和物等のニッケルの結晶が混入する可能性があるため好ましくない。   When the nickel concentration is less than 80 g / l, the concentration rate is low, and therefore the boric acid separation and recovery rate is lowered. On the other hand, if the nickel concentration exceeds 100 g / l, nickel crystals such as nickel sulfate heptahydrate may be mixed in the boric acid crystals to be recovered.

ニッケル濃度を80〜100g/lとするための濃縮倍率は、ニッケルスラッジ中のニッケル品位、スラリー濃度と浸出液濃度との関係を予め調査しておけば、濃縮する度に分析することなく求めることができる。   The concentration factor for setting the nickel concentration to 80 to 100 g / l can be obtained without analysis every time concentration is performed, if the nickel grade in the nickel sludge and the relationship between the slurry concentration and the leachate concentration are investigated in advance. it can.

[冷却工程]
冷却工程は、濃縮液を冷却することで温度依存性の高いホウ酸等の不純物を析出させることができることから、ニッケルスラッジにホウ酸を含む場合、ホウ酸を分離することができる。従って、この冷却工程は、ホウ酸を含む電解メッキ液のニッケルスラッジや温度依存性の高い他の不純物を含む場合に行うようにする。
[Cooling process]
In the cooling step, impurities such as boric acid having high temperature dependency can be precipitated by cooling the concentrate, and therefore boric acid can be separated when the nickel sludge contains boric acid. Accordingly, this cooling step is performed when nickel sludge of the electrolytic plating solution containing boric acid or other impurities having high temperature dependency is included.

具体的に、冷却工程では、上述したように、適切に濃縮した濃縮液を0〜20℃の範囲内で冷却することにより、ニッケルは析出せず、温度依存性が高い不純物の結晶を析出させることができる。   Specifically, in the cooling step, as described above, by appropriately cooling the concentrated solution within the range of 0 to 20 ° C., nickel is not precipitated, but crystals of impurities having high temperature dependency are precipitated. be able to.

冷却温度が0℃未満では、濃縮液が凍結する恐れがあり、20℃を超えるとホウ酸等の温度依存性の高い不純物の収率が低下するため好ましくない。特に温度が低いほど、ホウ酸とニッケルとの分離係数は大きくなるため、冷却工程では冷却温度を極力0℃近くにすることが望ましい。   If the cooling temperature is less than 0 ° C., the concentrated solution may freeze, and if it exceeds 20 ° C., the yield of impurities having high temperature dependence such as boric acid is not preferable. In particular, the lower the temperature, the larger the separation factor between boric acid and nickel. Therefore, it is desirable that the cooling temperature be as close to 0 ° C. as possible in the cooling process.

そして、冷却工程では、析出したホウ酸等の結晶とニッケルを含む冷却後液とを固液分離して、ニッケルと不純物とを分離する。固液分離方法は、ろ過、遠心分離等の一般的な固液分離方法を適用することができる。   In the cooling step, the precipitated crystals such as boric acid and the cooled liquid containing nickel are subjected to solid-liquid separation to separate nickel and impurities. As the solid-liquid separation method, a general solid-liquid separation method such as filtration or centrifugation can be applied.

[晶析工程]
晶析工程では、濃縮工程で得た濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を析出させ、又は冷却工程で固液分離して得られた冷却後液を再度濃縮して得られた濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を析出させ、次亜リン酸やリン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩の水素塩など可溶性のリン化合物、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、フッ素等の不純物と分離して、硫酸ニッケルの結晶を回収する。冷却工程で得られた冷却後液には、ホウ酸等の不純物が少量残存している場合がある。そのため、晶析工程では、残存したホウ酸等の不純物が析出せず、主成分である硫酸ニッケルの結晶のみが析出する条件に調整し、高純度の硫酸ニッケルの結晶を晶析させて選択的に回収する。
[Crystalling process]
In the crystallization step, the concentrate obtained in the concentration step is cooled to precipitate nickel sulfate crystals, or the cooled solution obtained by solid-liquid separation in the cooling step is concentrated again. Cool down to precipitate nickel sulfate crystals, with soluble phosphorus compounds such as hypophosphorous acid, phosphate, phosphite, hydrogen hypophosphite, impurities such as magnesium, calcium, zinc and fluorine Separate and collect nickel sulfate crystals. A small amount of impurities such as boric acid may remain in the post-cooling solution obtained in the cooling step. For this reason, in the crystallization process, the impurities such as residual boric acid do not precipitate, and only the nickel sulfate crystals, which are the main component, are precipitated. To recover.

具体的に、晶析工程では、まず、冷却後液の体積(液量)が、晶析前の体積(液量)の1/2〜1/4になるように、即ち2〜4倍に濃縮し、次いで、濃縮液を強く撹拌しながら冷却して濃縮液を40〜70℃に維持して硫酸ニッケル六水塩等の硫酸ニッケルの結晶を晶出させる。冷却後液の濃縮倍率が2倍未満では、ニッケルの回収率(収率)が低下する。一方、濃縮倍率が4倍を超えるまで濃縮すると、硫酸ニッケルの結晶に少量残存したホウ酸の結晶が混入する可能性がある。したがって、この晶析工程では、冷却後液の濃縮倍率を2〜4倍にすることが好ましい。   Specifically, in the crystallization step, first, the volume (liquid amount) of the cooled liquid is 1/2 to 1/4 of the volume (liquid amount) before crystallization, that is, 2 to 4 times. Then, the concentrate is cooled with vigorous stirring, and the concentrate is maintained at 40 to 70 ° C. to crystallize nickel sulfate crystals such as nickel sulfate hexahydrate. When the concentration ratio of the liquid after cooling is less than 2 times, the nickel recovery rate (yield) decreases. On the other hand, if the concentration is concentrated until it exceeds 4 times, a small amount of residual boric acid crystals may be mixed in the nickel sulfate crystals. Therefore, in this crystallization process, it is preferable to make the concentration ratio of the liquid after cooling 2 to 4 times.

ここで、硫酸ニッケルを晶出させる場合、濃縮液の温度が40℃未満では、不純物の陽イオン元素と複塩を形成しやすい七水塩の硫酸ニッケルが晶出しやすく、70℃を超えると硫酸ニッケルの収率が大きく低下するため、いずれも好ましくない。したがって、晶析工程では、濃縮後、その濃縮液を40〜70℃に維持することで、不純物を含まない硫酸ニッケル6水塩を晶出し、硫酸ニッケルの収率を上げることができる。   Here, in the case of crystallization of nickel sulfate, if the temperature of the concentrated solution is less than 40 ° C., heptahydrate nickel sulfate that easily forms a double salt with an impurity cationic element is easily crystallized. Since the yield of nickel is greatly reduced, neither is preferable. Therefore, in the crystallization step, after concentration, by maintaining the concentrated solution at 40 to 70 ° C., nickel sulfate hexahydrate containing no impurities can be crystallized, and the yield of nickel sulfate can be increased.

そして、晶析工程では、硫酸ニッケルの結晶を晶析させた後、固液分離によりニッケルの結晶を不純物から分離して回収することができる。不純物の次亜リン酸、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩の水素塩、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、フッ素は、母液に分配される。固液分離方法は、ろ過、遠心分離等の一般的な固液分離方法を適用することができる。   In the crystallization step, after the nickel sulfate crystal is crystallized, the nickel crystal can be separated and recovered from the impurities by solid-liquid separation. Impurity hypophosphorous acid, phosphate, phosphite, hydrogen hypophosphite, magnesium, calcium, zinc, fluorine are distributed in the mother liquor. As the solid-liquid separation method, a general solid-liquid separation method such as filtration or centrifugation can be applied.

更に、ニッケルの結晶を分離した後の液(母液)は、浸出工程の浸出液と混合して、再度、濃縮工程、冷却工程、晶析工程を経ることで、ニッケルの回収率、ホウ酸等の不純物の除去率を高めることができる。   Furthermore, the liquid (mother liquor) after separating the nickel crystals is mixed with the leachate in the leaching step, and again through the concentration step, cooling step, and crystallization step, the nickel recovery rate, boric acid, etc. Impurity removal rate can be increased.

以上のようなニッケルスラッジからのニッケルの分離方法では、先ず、浸出工程でアルミニウム、鉄(III)、マンガン(III〜IV)等の低塩基性の不純物、及びリン酸や亜リン酸の難溶性の沈澱を形成する不純物を沈澱させて、一括的に分離し、次に、濃縮工程及び冷却工程で浸出液を濃縮して冷却することで、温度依存が大きいホウ酸を分離し、そして、冷却後液を晶析工程で硫酸ニッケルの結晶を晶析して、その他の不純物と固液分離することで、ニッケルを不純物から分離して高い回収率で回収することができる。   In the method for separating nickel from nickel sludge as described above, first, low basic impurities such as aluminum, iron (III), manganese (III to IV), and poor solubility of phosphoric acid and phosphorous acid in the leaching step. Impurities that form precipitates are precipitated and separated in a lump, and then the leachate is concentrated and cooled in a concentration step and a cooling step to separate boric acid having a large temperature dependence, and after cooling By crystallizing the crystal of nickel sulfate in the crystallization process and solid-liquid separation from other impurities, nickel can be separated from the impurities and recovered at a high recovery rate.

このニッケルスラッジからのニッケルの分離方法では、無電解メッキ廃液や電解メッキ廃液に含まれる分離が困難なリンやホウ素を含有していても、特別な装置を使用することなく、簡単な操作で選択的にニッケルを回収することができる。   With this nickel separation method from nickel sludge, even if phosphorus or boron contained in electroless plating waste liquid or electrolytic plating waste liquid is difficult to select, it can be selected by simple operation without using special equipment. Thus, nickel can be recovered.

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Specific examples to which the present invention is applied will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

原料として使用したニッケルスラッジの組成を表1に示す。表1に示す組成は、ニッケルスラッジの乾燥物に含まれる元素の含有量を示している。   Table 1 shows the composition of the nickel sludge used as a raw material. The composition shown in Table 1 shows the content of elements contained in the dried nickel sludge.

表1で示したニッケルスラッジ40wet−g(乾燥物換算12.7g)を水200ml中に懸濁し、濃度64重量%硫酸を添加して、表2に示すようにpH8.8からpH0.5まで段階的にpHを低下させて浸出工程を行った。各段階の各元素の浸出率を分析した結果を表2及び図1に示す。   Nickel sludge 40 wet-g (12.7 g in dry matter equivalent) shown in Table 1 was suspended in 200 ml of water, and 64% by weight sulfuric acid was added, and pH 8.8 to pH 0.5 as shown in Table 2 was added. The leaching process was performed by gradually reducing the pH. The results of analyzing the leaching rate of each element at each stage are shown in Table 2 and FIG.

表2に示すように、pH4付近では、Feのみしか残渣に残すことができないが、Niは90%近く浸出可能である。一方、pH6付近では、Feだけでなく、Al、P、Mn、Znも残渣に分離できるが、Ni浸出率は55%まで低下する。したがって、原料組成を勘案して、pH4〜6の範囲で最適なpHを選択して浸出すべきことが確認できた。   As shown in Table 2, in the vicinity of pH 4, only Fe can remain in the residue, but Ni can be leached by nearly 90%. On the other hand, in the vicinity of pH 6, not only Fe but also Al, P, Mn, and Zn can be separated into residues, but the Ni leaching rate decreases to 55%. Therefore, it was confirmed that the optimum pH should be selected and leached in the range of pH 4 to 6 in consideration of the raw material composition.

そして、浸出工程をpH5で行って浸出して得た液を濾過した後、Ni濃度80g/lまで濃縮し(濃縮工程)、次いで10℃まで冷却することにより(冷却工程)、無色のホウ酸の結晶を回収した。さらに再び、液を沸騰させて濃縮し、液量をさらに1/2量まで濃縮し、強く撹拌しながら50℃まで冷却して、析出した硫酸ニッケル6水塩の結晶を熱時濾過した(晶析工程)。硫酸ニッケル6水塩の結晶は、10mlの純水で洗浄した後、不純物成分の分析を行った。その結果を表3に示す。   Then, the liquid obtained by leaching in the leaching step at pH 5 is filtered, concentrated to a Ni concentration of 80 g / l (concentration step), and then cooled to 10 ° C. (cooling step) to obtain colorless boric acid Crystals were recovered. Furthermore, the liquid was boiled and concentrated again, the liquid volume was further concentrated to ½ volume, cooled to 50 ° C. with vigorous stirring, and the precipitated nickel sulfate hexahydrate crystals were filtered while hot (crystals). Analysis step). The crystals of nickel sulfate hexahydrate were washed with 10 ml of pure water and analyzed for impurity components. The results are shown in Table 3.

表3に示すように、硫酸ニッケル6水塩には不純物はほとんど含まれておらず、主成分のNiにより塩基性が高く、浸出工程では選択的な分離が困難なCa、Mg、Mn、Znについても、晶析工程で母液に分離されるため、硫酸ニッケル結晶中には不純物がほとんど混入しないことが確認された。   As shown in Table 3, the nickel sulfate hexahydrate contains almost no impurities, is highly basic due to the main component Ni, and is difficult to selectively separate in the leaching process. Ca, Mg, Mn, Zn In addition, since it was separated into a mother liquor in the crystallization step, it was confirmed that almost no impurities were mixed in the nickel sulfate crystal.

以上、一連の試験より、浸出工程における選択的な浸出と、冷却工程と晶析工程の二段階での選択結晶化というプロセスを組み合わせることで、個別の元素の化学精製なしに、主要な不純物元素をそれぞれ0.01%以下の品位まで低減できることが確認できた。   From a series of tests, the main impurity elements can be obtained without chemical purification of individual elements by combining selective leaching in the leaching process and selective crystallization in two stages of the cooling process and the crystallization process. It can be confirmed that each can be reduced to a grade of 0.01% or less.

Claims (6)

ニッケルと不純物を含有するニッケルスラッジからニッケルを分離するニッケルの分離方法において、
上記ニッケルスラッジに硫酸溶液を添加してpHを4〜6に調整し、次いで、沈澱物と浸出液とに固液分離する浸出工程と、
上記浸出工程で得た浸出液を濃縮して濃縮液を得る濃縮工程と、
上記濃縮工程で得た濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を晶析させ、固液分離により硫酸ニッケルの結晶を回収する晶析工程と、
を有することを特徴とするニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。
In the nickel separation method of separating nickel from nickel sludge containing nickel and impurities,
A leaching step of adding a sulfuric acid solution to the nickel sludge to adjust the pH to 4-6, and then solid-liquid separation into a precipitate and a leachate;
A concentration step of concentrating the leachate obtained in the leaching step to obtain a concentrate,
Cooling the concentrate obtained in the concentration step to crystallize nickel sulfate crystals, and recovering the nickel sulfate crystals by solid-liquid separation; and
A method for separating nickel from nickel sludge.
上記ニッケルスラッジがホウ酸を含む場合には、上記濃縮工程で得た濃縮液を冷却し、析出したホウ酸の結晶と冷却後液とを固液分離する冷却工程を更に有し、
上記冷却工程で得た冷却後液を上記晶析工程で再度濃縮して、その濃縮液を冷却して硫酸ニッケルの結晶を晶析させることを特徴とする請求項1に記載のニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。
When the nickel sludge contains boric acid, it further has a cooling step of cooling the concentrated liquid obtained in the concentration step and solid-liquid separating the precipitated boric acid crystals and the liquid after cooling,
The post-cooling solution obtained in the cooling step is concentrated again in the crystallization step, and the concentrated solution is cooled to crystallize nickel sulfate crystals. Nickel separation method.
上記不純物は、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、鉄、リン、カルシウム、マンガン、亜鉛、フッ素のうちの1つ以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。   The said impurity is one or more of boron, magnesium, aluminum, iron, phosphorus, calcium, manganese, zinc, and fluorine, The nickel content from the nickel sludge according to claim 1 or 2, Separation method. 上記濃縮工程では、上記濃縮液のニッケル濃度が80〜100g/lに達するまで濃縮することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。   The method for separating nickel from nickel sludge according to any one of claims 1 to 3, wherein in the concentration step, the concentrated solution is concentrated until the nickel concentration reaches 80 to 100 g / l. . 上記晶析工程では、上記冷却後液を液量が1/2〜1/4倍に達するまで濃縮し、次いで、液温を40〜70℃に維持しつつ硫酸ニッケルの結晶を晶析させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。   In the crystallization step, the liquid after cooling is concentrated until the liquid volume reaches 1/2 to 1/4 times, and then the crystal of nickel sulfate is crystallized while maintaining the liquid temperature at 40 to 70 ° C. The method for separating nickel from nickel sludge according to any one of claims 1 to 4, wherein: 上記冷却工程では、上記濃縮液の温度が0〜20℃の範囲となるまで冷却することを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載のニッケルスラッジからのニッケルの分離方法。   The method for separating nickel from nickel sludge according to any one of claims 2 to 5, wherein in the cooling step, cooling is performed until the temperature of the concentrate is in a range of 0 to 20 ° C. .
JP2014185996A 2014-09-12 2014-09-12 Method for separating nickel from nickel sludge Active JP6337708B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014185996A JP6337708B2 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method for separating nickel from nickel sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014185996A JP6337708B2 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method for separating nickel from nickel sludge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016056434A true JP2016056434A (en) 2016-04-21
JP6337708B2 JP6337708B2 (en) 2018-06-06

Family

ID=55757600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014185996A Active JP6337708B2 (en) 2014-09-12 2014-09-12 Method for separating nickel from nickel sludge

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6337708B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022032344A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Resource Conservation and Recycling Corporation Pty Ltd Process for recovering metal values from process liquors
WO2022099422A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-19 Hatch Ltd. Processes and methods for production of crystallized metal sulfates
WO2023286683A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 戸田工業株式会社 Method for manufacturing high-purity nickel sulfate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109706319B (en) * 2018-12-30 2021-02-02 温贵能 Method for low-cost recovery of metal and production of refined nickel sulfate from electroplating sludge

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5159454A (en) * 1974-11-19 1976-05-24 Ebara Infilco NITSUKERUMETSUKI HAISUISHORIHOHO
JP2004074038A (en) * 2002-08-20 2004-03-11 Tohoku Electric Power Co Inc Recovering method of boron
JP2004284848A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Nippon Steel Corp Method of recovering nickel sulfate from nickel-containing waste water sludge
JP2005015272A (en) * 2003-06-26 2005-01-20 Nippon Steel Corp Recovery method of nickel salt from nickel-containing waste solution sludge
JP2009114520A (en) * 2007-11-08 2009-05-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method and apparatus for removing nickel from copper-removed electrolyte
JP2011213502A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Pan Pacific Copper Co Ltd Method of recovering nickel from copper electrolyte
JP2013253273A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for recovering nickel
JP2014024688A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for crystallizing nickel sulfate
JP2014070262A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp Processing method of nickel sludge

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5159454A (en) * 1974-11-19 1976-05-24 Ebara Infilco NITSUKERUMETSUKI HAISUISHORIHOHO
JP2004074038A (en) * 2002-08-20 2004-03-11 Tohoku Electric Power Co Inc Recovering method of boron
JP2004284848A (en) * 2003-03-20 2004-10-14 Nippon Steel Corp Method of recovering nickel sulfate from nickel-containing waste water sludge
JP2005015272A (en) * 2003-06-26 2005-01-20 Nippon Steel Corp Recovery method of nickel salt from nickel-containing waste solution sludge
JP2009114520A (en) * 2007-11-08 2009-05-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method and apparatus for removing nickel from copper-removed electrolyte
JP2011213502A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Pan Pacific Copper Co Ltd Method of recovering nickel from copper electrolyte
JP2013253273A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for recovering nickel
JP2014024688A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for crystallizing nickel sulfate
JP2014070262A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp Processing method of nickel sludge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022032344A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Resource Conservation and Recycling Corporation Pty Ltd Process for recovering metal values from process liquors
WO2022099422A1 (en) * 2020-11-12 2022-05-19 Hatch Ltd. Processes and methods for production of crystallized metal sulfates
WO2023286683A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 戸田工業株式会社 Method for manufacturing high-purity nickel sulfate

Also Published As

Publication number Publication date
JP6337708B2 (en) 2018-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5598778B2 (en) Method for producing high-purity nickel sulfate and method for removing impurity element from solution containing nickel
CA2868086C (en) Method for producing high-purity nickel sulfate
CN109319818B (en) Method for preparing 5N-grade strontium chloride
TWI746818B (en) Process for the recovery of lithium
JP6337708B2 (en) Method for separating nickel from nickel sludge
KR20200078199A (en) Manufacturing Method of Highly Purified Nickel Sulfate from the raw materials of Nickel, Cobalt and Manganese Mixed Sulfide Precipitation
JP7303777B2 (en) Method for producing lithium hydroxide
EP4140952A1 (en) Method for producing lithium hydroxide
JP2021172537A (en) Method for producing lithium hydroxide
KR20150114383A (en) System and method for rare earths extraction
CN111910204A (en) Purification process of electronic-grade potassium hydroxide
JP2013151717A (en) Method for producing highly-pure nickel sulfate and method for removing impurity element from solution including nickel
KR101562263B1 (en) Method for preparing sodium nitrate using a waste solution containing nitric acid
CN103787396A (en) Method for preparing high-purity potassium alum and aluminum sulfate from alunite ore
CN110330143B (en) Method for treating acidic wastewater containing fluorine, ammonia nitrogen and nickel
TWI811993B (en) Manufacturing method of cobalt sulfate
JPS59193230A (en) Preparation of ga or in from substance containing minute amount of ga or in
CA3174158A1 (en) Treatment process for crystallizing a metal sulfate
CA3113294A1 (en) Brine and method for producing same
JP6989840B2 (en) Phosphoric acid recovery method
RU2280089C2 (en) Manganese-containing materials processing method
RU2448175C1 (en) Method of processing manganese-containing material
JPS59205431A (en) Preparation of ga and in from substance containing minute amount of ga and in
JPS6219498B2 (en)
JP2013155396A (en) Method for recovering rhodium from rhodium refining waste liquid

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170919

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180410

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180423

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6337708

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150