硫酸镍分离除杂工艺概述
硫酸镍萃取半萃法原理

硫酸镍萃取半萃法原理
硫酸镍萃取半萃法是一种化学分离方法,用于从镍矿中提取镍。
该方法利用有机相与水相之间的物理化学性质差异,通过半萃取的方式将目标物质分离出来。
该方法的原理是利用有机相与水相之间的亲疏性差异,通过添加萃取剂,将目标物质转移至有机相中。
在进行半萃取时,有机相和水相的体积比例通常为1:1。
此时,有机相中的溶质浓度可以达到水相中的10倍以上,实现了极高的分离效率。
硫酸镍萃取半萃法的关键在于选择萃取剂。
通常采用环己酮或甲醇作为萃取剂,在调节pH值和温度等条件后,可以有效地分离出镍离子。
总体来说,硫酸镍萃取半萃法是一种简单、高效的化学分离方法,已被广泛应用于镍矿的提取和加工领域。
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硫酸镍制备工艺

浅谈硫酸镍的制备工艺摘要:硫酸镍广泛应用在电镀、电池、印染、医药等行业,硫酸镍的制备方法有化学法和电化学法,化学法工艺成熟,历史悠久。
本文将对电解法制备硫酸镍工艺,工业硫酸镍除钴工艺,湿法制取硫酸镍工艺这三种常见的硫酸镍工艺展开论述。
关键词:硫酸镍工艺1电解法制备硫酸镍工艺1.1工艺简介硫酸镍在印染、医药、催化、电池等方面具有重要用途。
硫酸镍的制备有多种方法,其中以含有硝酸和硫酸的混酸来氧化溶解金属镍是制备高级硫酸镍的主要方法川,该工艺设备生产能力较大,但设备复杂且腐蚀严重、原材料利用率低、有污染环境的氮氧化物气体放出、工作环境恶劣、工艺流程长。
随着环保意识的提高。
近年来人们陆续地研究了用电解的方法尤其是用交流电解的方法制备一些镍盐川。
电解法制备硫酸镍工艺中,电流效率是制约设备能力和生产成本的主要因素。
探讨各工艺因素对电流效率的影响,以筛选适宜的工艺参数,是电解法制备硫酸镍工艺研究的重要内容。
本文从硫酸浓度、电解持续时间两个方面来探讨电解法制备硫酸镍过程中的电流效率变化规律。
1.2工艺流程电解法制备固体硫酸镍可以用如下工艺流程,如图1所示。
图1 电解法制备固体硫酸镍流程1.3工艺总结电解法是一种无污染、金属镍利用率高、产品纯度高的硫酸镍生产工艺。
生产1吨硫酸镍耗电800-1000kwh,与酸溶法相比,设备相应简化,减少了引人杂质的几率和数量,使产品纯度得到提高,所使用原料和数量也大幅减少,缩短了工艺流程,镍的利用率也从83%-90%提高到95%-98%,所以,对以电解镍为原料,产品纯度要求较高,及电力价格相对较低的地区,电解法工艺是一种效益较好的硫酸镍生产工艺。
在实际电解法生产硫酸镍的过程中,建议采用如下工艺参数进行控制:硫酸浓度:直流电2-3mol/l;交流电4-5mol/l;电流密度:3.0-10.:0 a/d㎡;槽电压:4.0-10.0v;溶液温度:低于40℃;为保证电解液中硫酸浓度的稳定,电解过程中应不断向电解液中补加浓酸;电解持续时间视电解液总量,以使电液相对密度达到1.2-1.49/cm³为宜,这样可以获得即能顺利过滤的较浓的硫酸镍溶液。
硫酸镍分离除杂工艺概述

镍溶液除杂工艺研究进展周晴摘要:针对目前的硫酸镍、氯化镍等镍盐产品标准对镍盐中杂质含量提出了更严格的要求。
以及公司现有工艺对产品中的Cu,Fe,Zn,Ca,Mg,Mn处理不够理想,现介绍国内外镍溶些液中出除去这些杂质的方法和研究现状,并指出今后的发展趋势。
关键词:硫酸镍除杂沉淀溶剂萃取2009年,新的硫酸镍和氯化镍产品标准[1]相继颁布。
硫酸镍新标准取消了原I类产品合格品等级,对镍、钴、铁、铜、铅、钙、镁及水不溶物的含量进行了调整,增加了钠、锰、镉、汞、铬的指标,删除了硝酸盐、铵沉淀物、氨、氯化物4项指标。
电镀用氯化镍新标准对镍、钴、锌、铁、铜、铅、镉、砷和水不溶物指标也进行了调整,增设了汞、锰2项指标。
新的标准增加了对杂质种类的要求,对杂质含量要求也更加严格,如电镀用硫酸镍,新增了对钠的含量要求,对钙镁的含量也明确给出了限值。
因而对镍溶液除杂工艺也提出了更高要求。
结合镍溶液中常见金属杂质离子的情况,概括了从镍溶液(主要是硫酸镍溶液)中去除杂质离子的方法,并分析了今后的发展趋势。
一、溶剂萃取法除杂工艺溶剂萃取法,作为有色金属分离、提取的一种重要的手段和方法,它具有操作连续化、杂质分离完全、产品质量稳定、金属回收率高、传质速度快、对环境的污染小等优点,是较为理想的净化手段,目前,在有色金属的生产过程中正日益受到人们的重视,其应用领域也正在日益扩大。
因此在硫酸镍的生产工艺上溶剂萃取法也得到了广泛的应用。
硫酸镍除杂常用萃取剂有:P204,P507,除铜萃取剂,Lix84I,N902等现主要以P204和P507的作用机理及分离效果做个论述1.1 P204萃取剂简介P204 的代表产品二-(2- 乙基已基)磷酸是一种烷基磷酸萃取剂,其分子式简式为HR2PO4,它相当于国外的D2EHPA。
P2O4 从20 世纪70 年代开始广泛应用于稀土分离和有色金属冶金中的分离提取,它对钴和铁以及其他杂质元素有着优良的萃取能力,用得较多的是从硫酸溶液中分离铁、铜、锌。
硫酸镍分离除杂工艺概述

镍溶液除杂工艺研究进展周晴摘要:针对目前的硫酸镍、氯化镍等镍盐产品标准对镍盐中杂质含量提出了更严格的要求。
以及公司现有工艺对产品中的Cu, Fe,Zn,Ca,Mg,Mn处理不够理想,现介绍国内外镍溶些液中出除去这些杂质的方法和研究现状,并指出今后的发展趋势。
关键词:硫酸镍除杂沉淀溶剂萃取2009年,新的硫酸镍和氯化镍产品标准[1相继颁布。
硫酸镍新标准取消了原1类产品合格品等级,对银、钻、铁、铜、铅、钙、镁及水不溶物的含量进行了调整,增加了钠、镒、镉、汞、铭的指标,删除了硝酸盐、铵沉淀物、氨、氯化物4项指标。
电镀用氯化镍新标准对银、钻、锌、铁、铜、铅、镉、砷和水不溶物指标也进行了调整,增设了汞、镒2项指标。
新的标准增加了对杂质种类的要求,对杂质含量要求也更加严格,如电镀用硫酸镍,新增了对钠的含量要求,对钙镁的含量也明确给出了限值。
因而对镍溶液除杂工艺也提出了更高要求。
结合镍溶液中常见金属杂质离子的情况,概括了从镍溶液(主要是硫酸镍溶液)中去除杂质离子的方法,并分析了今后的发展趋势。
一、溶剂萃取法除杂工艺溶剂萃取法,作为有色金属分离、提取的一种重要的手段和方法,它具有操作连续化、杂质分离完全、产品质量稳定、金属回收率高、传质速度快、对环境的污染小等优点,是较为理想的净化手段,目前,在有色金属的生产过程中正日益受到人们的重视,其应用领域也正在日益扩大。
因此在硫酸镍的生产工艺上溶剂萃取法也得到了广泛的应用。
硫酸镍除杂常用萃取剂有:P204, P507,除铜萃取剂,Lix84I, N902等现主要以P204和P507的作用机理及分离效果做个论述1.1P204萃取剂简介P204的代表产品二-(2-乙基已基)磷酸是一种烷基磷酸萃取剂,其分子式简式为HR2PO4, 它相当于国外的D2EHPA。
P2O4从20世纪70年代开始广泛应用于稀土分离和有色金属冶金中的分离提取,它对钻和铁以及其他杂质元素有着优良的萃取能力,用得较多的是从硫酸溶液中分离铁、铜、锌。
硫酸镍 工艺

硫酸镍工艺硫酸镍是一种重要的化工原料,广泛应用于电池、电镀、催化剂等领域。
下面将从硫酸镍的制备工艺、应用领域和环境影响等方面进行详细介绍。
一、硫酸镍的制备工艺硫酸镍的制备主要有两种工艺,分别是湿法法和干法法。
1. 湿法法湿法法主要是通过将镍金属与硫酸反应来制备硫酸镍。
具体步骤如下:将镍金属与稀硫酸进行反应,生成硫酸镍溶液。
然后,通过过滤和蒸发浓缩的方式,将硫酸镍溶液中的杂质去除,并得到高纯度的硫酸镍溶液。
将硫酸镍溶液经过结晶、干燥等步骤,得到固体硫酸镍。
2. 干法法干法法主要是通过将镍氧化物与硫酸反应来制备硫酸镍。
具体步骤如下:将镍氧化物与浓硫酸进行反应,生成硫酸镍溶液。
然后,通过过滤和蒸发浓缩的方式,将硫酸镍溶液中的杂质去除,并得到高纯度的硫酸镍溶液。
将硫酸镍溶液经过结晶、干燥等步骤,得到固体硫酸镍。
二、硫酸镍的应用领域硫酸镍在电池、电镀、催化剂等领域有广泛的应用。
1. 电池硫酸镍广泛应用于镍氢电池和镍铁电池中。
其中,镍氢电池是目前应用最广泛的二次电池之一,具有高能量密度、长寿命等优点,被广泛应用于电动汽车、储能设备等领域。
2. 电镀硫酸镍在电镀行业中用作电解镀镍的重要原料。
电解镀镍是一种常用的表面处理技术,可提高金属零件的耐腐蚀性、硬度和外观,广泛应用于汽车、家电、航空航天等行业。
3. 催化剂硫酸镍在化学工业中常用作催化剂,用于有机合成、氢化反应等。
例如,硫酸镍催化剂可用于合成合成氨、合成甲醇等重要化工原料。
三、硫酸镍的环境影响硫酸镍的制备和应用过程中可能会对环境产生一定的影响。
主要有以下几个方面:1. 废水处理硫酸镍制备过程中会产生大量废水,其中含有镍离子等有害物质。
因此,需要采取合适的废水处理措施,确保废水排放符合相关标准,避免对水环境造成污染。
2. 废气处理硫酸镍制备和应用过程中可能会产生一些有害气体,如二氧化硫等。
需要通过合理的废气处理设备和措施,将有害气体净化或转化为无害物质,以减少对大气环境的污染。
精制硫酸镍提纯生产传统

精制硫酸镍提纯生产传统随着电子工业的迅猛发展,电池行业用镍是一个新兴的镍消费领域,许多镍冶金企业也围绕这一市场开展了包括硫酸镍在内的多种镍产品的研究开发工作。
根据电解液净化所生产的粗硫酸镍的特性,采用适宜的硫酸镍净化和结晶工艺生产高品质电池级硫酸镍。
一、工艺流程工艺流程见图1。
二、生产工艺2.1空气氧化除铁在一定的浸出条件下,粗硫酸镍的各种组分溶解进入溶液,配制成含Ni80~100g/L、密度 1.2g/cm3的溶液,然后通入空气氧化除去溶液中的铁。
除铁的关键是提高氧化速度,所以中和剂首先采用轻质碳酸钙,当pH=3时,碳酸钙的反应将很慢,故改用石灰乳清液中和至反应终点,这样一是提高了氧化速度,二是减少了渣量。
工艺技术条件:液固比1:0.9、80~90、终点pH5.4、2.5h、小于45℃自然过滤、二次滤液含Fe≤0.0015g/L。
2.2硫化除铜、铅、锌通过硫化钠和硫酸反应产生硫化氢气体,在中和剂配合的情况下,硫化除去溶液中的铜、铅、锌。
工艺技术条件:常温、开始pH4.0、终点pH5.0、1~1.5h、终点Zn0.02g/L。
2.3浓缩除钙国内目前大多数生产精硫酸镍的工艺中一般只采用浓缩法除钙、镁。
利用CaSO4、MgSO4能溶解于水溶液中,其溶解度随溶液温度的变化而变化的特性。
采用浓缩蒸发,钙大部分能除去,但是除镁的效果不是十分理想。
直接影响了精硫酸镍的产品质量,从而使产品不能达到电池级硫酸镍的质量标准,只能生产电镀级硫酸镍。
工艺技术条件:80~95、pH3.5、终点密度1.38~1.40g/cm3、一次过滤温度85~90℃、二次过滤温度75℃。
2.4氟化钠除钙、镁通过浓缩除钙工序后,溶液中的钙、镁大部分被除去,但为了进一步除去钙、镁,可以通过加入氟盐来实现。
因为碱土金属氟化物溶解度较小,而利用重金属离子的氟化物属离子化合物易容于水的特点,在机械搅拌中添加一定数量的氟化钠,用碱液控制一定的pH值,使钙、镁呈氟化物沉淀而除去。
mhp制备硫酸镍工艺_解释说明以及概述

mhp制备硫酸镍工艺解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在介绍MHP(镍镉合金干法湿法制备方法)制备硫酸镍工艺,并探讨其反应机理、产物纯度和收率的影响因素,以及工艺的改进和优化方法。
硫酸镍是一种重要的化工原料,广泛应用于电池、催化剂等领域,因此研究其制备工艺具有重要的科学意义和应用价值。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分,对研究目的进行解释,并概述了文章的结构安排。
第二部分将详细介绍MHP制备硫酸镍工艺的步骤、原材料选择和反应条件控制等方面的内容。
第三部分将对MHP制备硫酸镍工艺进行解释说明,包括反应机理、产物纯度和收率的影响因素,以及可以实施的工艺改进和优化方法。
第四部分将通过实验数据分析,对结果进行解释和讨论,并总结该工艺的优势与不足之处,并展望未来可能的研究方向。
最后,第五部分是结论部分,对本文进行总结,并提出相关的建议和展望。
1.3 目的本文的目的在于深入了解MHP制备硫酸镍工艺,探究其反应机理以及影响产物纯度和收率的因素。
通过对该工艺的分析和讨论,旨在为提高硫酸镍制备过程中的效率、质量以及优化方法等方面提供科学依据。
同时,本文还希望能够为相关领域的后续研究提供参考,并促进工艺改进与优化。
通过本文的撰写,我们可以更全面地了解MHP制备硫酸镍工艺,为相关行业、科研人员以及生产企业提供参考和借鉴。
2. MHP制备硫酸镍工艺:2.1 工艺步骤:MHP(Mixed Hydroxide Precipitate)制备硫酸镍的工艺一般包含以下几个步骤:第一步,原料准备:将与制备硫酸镍相关的原料如硫化镍、亚硫酸钠等按照一定比例配制好。
第二步,溶液制备:在反应容器中加入适量的水,并通过搅拌使其均匀混合,形成初始废水。
第三步,添加草酸:将预先称取好的草酸逐渐添加到溶液中,并进行搅拌。
草酸与硫化镍反应生成相对稳定的叶莱酸镍溶液。
第四步,调节pH值:利用碱性物质(如氢氧化钠或氨水)调节溶液的pH值到所需范围。
硫酸镍蒸发结晶工艺

硫酸镍蒸发结晶工艺硫酸镍蒸发结晶工艺一、工艺概述硫酸镍蒸发结晶工艺是将含镍的硫酸盐溶液通过蒸发浓缩,使其溶液中的镍盐结晶析出,从而实现镍的分离和提纯。
该工艺主要包括原料准备、溶液预处理、蒸发结晶、结晶产物处理等步骤。
二、原料准备1. 硫酸镍废水:从其他生产过程中回收的含镍废水经过初步处理后,作为本工艺的原料。
2. 辅助药剂:如氢氧化钠(NaOH)、氯化钠(NaCl)等。
三、溶液预处理1. 澄清:将硫酸镍废水经过沉淀澄清,去除其中的杂质和悬浮物。
2. 调整pH值:根据需要,使用氢氧化钠或者其他碱性物质调整废水的pH值,以便后续步骤中更好地控制反应条件。
3. 过滤:将澄清后的溶液通过滤器进行过滤,去除残留的固体颗粒。
四、蒸发结晶1. 蒸发器选择:根据工艺要求和设备条件,选择适合的蒸发器,常见的有多效蒸发器和单效蒸发器。
2. 蒸发操作:将经过预处理的溶液进入蒸发器,通过加热使其蒸发浓缩。
在此过程中,应控制温度、压力和流速等参数,以保证结晶过程的顺利进行。
3. 结晶控制:根据溶液中镍盐的溶解度曲线,调节蒸发浓缩程度,使其达到结晶点。
同时,通过控制结晶速率和温度梯度等条件,促进结晶核形成和生长。
4. 结晶收集:将产生的镍盐结晶颗粒进行分离和收集。
常用的方法包括离心沉淀、过滤、洗涤等。
五、结晶产物处理1. 洗涤:将收集到的镍盐结晶颗粒进行洗涤,以去除其中残留的杂质和溶剂。
2. 干燥:将洗涤后的镍盐结晶颗粒进行干燥,以去除水分,得到干燥的镍盐产品。
3. 产品包装:将干燥的镍盐产品进行包装,以便储存和运输。
六、工艺优化与改进1. 反应条件优化:通过调节溶液的pH值、温度、压力等参数,探索最佳反应条件,提高结晶效率和产品质量。
2. 设备改进:根据生产需求和技术进步,更新蒸发器、过滤器等设备,提高工艺自动化程度和生产效率。
3. 废水处理:对产生的废水进行处理,回收其中的有价值物质,并合理排放或循环利用。
七、安全与环保措施1. 操作人员必须经过专业培训,并佩戴个人防护装备。
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镍溶液除杂工艺研究进展周晴摘要:针对目前的硫酸镍、氯化镍等镍盐产品标准对镍盐中杂质含量提出了更严格的要求。
以及公司现有工艺对产品中的Cu,Fe,Zn,Ca,Mg,Mn处理不够理想,现介绍国内外镍溶些液中出除去这些杂质的方法和研究现状,并指出今后的发展趋势。
关键词:硫酸镍除杂沉淀溶剂萃取2009年,新的硫酸镍和氯化镍产品标准[1]相继颁布。
硫酸镍新标准取消了原I类产品合格品等级,对镍、钴、铁、铜、铅、钙、镁及水不溶物的含量进行了调整,增加了钠、锰、镉、汞、铬的指标,删除了硝酸盐、铵沉淀物、氨、氯化物4项指标。
电镀用氯化镍新标准对镍、钴、锌、铁、铜、铅、镉、砷和水不溶物指标也进行了调整,增设了汞、锰2项指标。
新的标准增加了对杂质种类的要求,对杂质含量要求也更加严格,如电镀用硫酸镍,新增了对钠的含量要求,对钙镁的含量也明确给出了限值。
因而对镍溶液除杂工艺也提出了更高要求。
结合镍溶液中常见金属杂质离子的情况,概括了从镍溶液(主要是硫酸镍溶液)中去除杂质离子的方法,并分析了今后的发展趋势。
一、溶剂萃取法除杂工艺溶剂萃取法,作为有色金属分离、提取的一种重要的手段和方法,它具有操作连续化、杂质分离完全、产品质量稳定、金属回收率高、传质速度快、对环境的污染小等优点,是较为理想的净化手段,目前,在有色金属的生产过程中正日益受到人们的重视,其应用领域也正在日益扩大。
因此在硫酸镍的生产工艺上溶剂萃取法也得到了广泛的应用。
硫酸镍除杂常用萃取剂有:P204,P507,除铜萃取剂,Lix84I,N902等现主要以P204和P507的作用机理及分离效果做个论述1.1 P204萃取剂简介P204 的代表产品二-(2- 乙基已基)磷酸是一种烷基磷酸萃取剂,其分子式简式为HR2PO4,它相当于国外的D2EHPA。
P2O4 从20 世纪70 年代开始广泛应用于稀土分离和有色金属冶金中的分离提取,它对钴和铁以及其他杂质元素有着优良的萃取能力,用得较多的是从硫酸溶液中分离铁、铜、锌。
1.2 P204萃取过程机理因为P204 是一种酸性萃取剂,它萃取金属的反应方程式可表示如下:Men++nHL = MeLn+nH+上式中Me 表示金属离子,n 表示其价数。
反应方程式的萃取平衡常数K 与萃取本身的性质、萃取温度、稀释剂等因素有关,它的分配系数D 可用下式表示:lgD = lgK+2lg[HL]+2pH式中,L 代表有机离子。
从上述看出,分配系数D 是pH 的函数,即P204萃取过程的分配系数取决于平衡水相中的pH 值,金属在P204中的萃取率与水相pH 值的关系见图3。
由图3 可见,P204 对一些金属的萃取顺序为:Fe3+>Zn2+>Ca2+>Cu2+>Mn2+>Co2+>Mg2+>Ni2+。
钴线和镍线离得比较近,说明这种萃取剂的镍钴分离能力很低;该萃取剂主要适用于从镍钴溶液中萃取除铁、锌、钙、锰等杂质;对铜的萃取有一定的限度,而对镁的萃取是无能为力的,多年的生产实践也证明了这一点。
下面为广州铜材厂P204萃取生产硫酸镍工艺流程介绍硫酸镍原液组成萃取有机相系为含20% P204的煤油溶液。
经转化含镍盐后含镍约6 ~ 8g / l。
萃取箱(水平混合澄清器)共分十二级, 其中萃取六级, 盐酸反萃铜、锌二级、有机相澄清二级, 煤油洗涤萃余液二级, 另外完成整个萃取过程还包括氢氧化钠反萃铁一级, 钠盐转化镍盐及洗涤钠离子一级, 此二级分别在二个单独搅拌器内间歇操作。
通过小型条件试验证实:三价铁在pH 值> 0. 5 时被萃取; 锌在pH 值> 1. 6时被萃取; 铜在pH值> 3. 2时被萃取; 二价铁在pH值> 3. 5时被萃取。
所以将萃取分为两段: 第一所以将萃取分为两段: 第一段仅错流一级, 控制pH 为2. 5~ 3. 0, 绝大部分三价铁90%的锌及少量的铜在这一级萃取, 负载有机相呈灰黄色, 粘度较大。
第二段分为五级逆流萃取, 控制二级pH 为4. 0~ 4. 5, 全部二价铁、绝大多数铜及少量锌、三价铁均在这一段内萃取结束。
抽取各级水样进行化验, 化验数据见表2。
可见, 正常情况下萃余液中杂质含量均能达到结晶硫酸镍的要求: Fe< 0. 003g / ,l Cu < 0. 003g / ,lZn< 0. 006g / l。
将得到的萃余合格液加热浓缩至密度为1. 45kg / ,l 再进行二次压滤, 滤掉残余在水相中的大部分钙、镁。
二次滤液则可直接加入真空反应釜中真空浓缩, 待密度达到1. 75kg / l后即可放入离心机中脱水, 得到结晶六水或七水硫酸镍, 化验其主成分含镍量可达到22%以上, 其它杂质成分均可满足国标工业硫酸镍Ⅰ类优等品的要求。
1.3 P507萃取剂通过p H 一E 曲线研究了在硫酸盐溶液中金属萃取率与p H 值的关系( 图1 )。
有机相采用20 % P 5 07 煤油体系, 溶液成分( 克/升) :Co 8.48 , Ni 73.92 , Mn 2.05 , Zn 2 , Cu 2 ,Ca 0.48 , Mg 2.17 , F e 3.9 3 , A1 2 。
得到P 5O7对各种金属的萃取次序为:F e3+ > Z n2+ > C u2+ > C a2+ > M n2+ >C o 2+>M g2+> N i 2+这个顺序与P 2 04 对金属的萃取顺序基本相似, 但也有不同之处:( l ) 在有其他金属存在时P 507 对镍的萃取率很低, 因此钻镍分离很容进行。
(2)考察了各种因素对钴、铜分离的影响,试验结果表明P507对分离钴、铜的效果不如P204 , 分离系数βC u/ C0 。
大约只有同样条件下P 2 04 的1 / 2 ~ 1 / 3 , 但是单级试验和串级试验都已证明, 只要选择合适的p H 值和级数, 用P 507 分离钴、铜还是可能的。
如此可以利用P204和P507的差异,选择原料净化过滤分离后经P204萃取铜锰锌铁等杂质,在经P507进行钴镍分离的工艺。
从而避免单一萃取剂萃取钴镍分离不彻底的现象。
二、传统工艺去除杂质的方法2.1、铁的去除根据溶液中铁的浓度,可以选择水解沉淀法和黄钠铁矾沉淀法除铁[2]。
水解沉淀法主要依据的是各种物质在不同条件下水解生成氢氧化物沉淀,进而与溶液中的其他离子分离。
根据氢氧化物的溶度积,可以计算不同金属离子开始沉淀和结束沉淀时的pH(表1)。
2.2、铜的去除2.2.1 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是用碱调节溶液的pH 值, 在确保主金属离子不发生水解沉淀时, 杂质金属离子以氢氧化物M( OH) n 形态析出的方法。
金属离子水解按照下式进行:Mn++ nOH= M( OH) n | ( 1)镍电解液中一般含Ni2+75 g / L, 而Cu2+的含量很低。
在这种镍高铜、锌低的溶液中通过调节溶液的pH 值, 铜在沉淀下来的同时镍也会沉淀下来。
因此, 通过调节溶液的pH 值来获得合格的镍电解液是比较困难的。
2.2.2 置换和电沉积法除铜任何金属离子均可被比其更负电性的金属从溶液中置换出来, 因此, 电极电势比铜负的金属能从溶液中置换除铜, 即:2M+ nCu2+= nCu+ 2Mn+( 2)考虑到经济成本, 置换尽量用较为便宜的金属。
同时, 为了避免把其它杂质离子引入该系统, 影响最终产品质量, 原则上是镍系统用镍, 钴系统用钴。
当用镍粉除铜时, 其反应为:Ni+ +Cu2+= Ni2++ Cu ( 3)金川公司镍钴研究所用液相加压氢还原得到的镍粉进行除铜研究[3]。
所用镍粉含镍大于9918% ,粒度小于01074 mm。
当镍粉用量是理论量的114倍时, 除铜后液含铜可降低至6.2910- 6 mol/ L, 除铜率达99% 以上。
降低镍粉用量, 除铜率明显下降.此法除铜效果较好, 且不带入其它杂质, 对环境无污染。
但是, 该方法除铜深度受镍粉活性及粒度的影响, 镍粉的制备及保持活性难度大, 造价较高不够经济, 由于铜渣中含有较多未起作用的镍,还需进一步处理。
按上述方法所得到的铜渣中Z Cu/ Ni比仅为12左右。
2.3 锌的去除金属(除碱金属和碱土金属外)硫化物一般都难溶于水。
硫化物沉淀法可以定量沉淀金属,因而在湿法冶金中被广泛用于从溶液中沉淀、分离和富集金属。
硫化沉淀法所用硫化剂一般为硫化氢、硫化钠或硫氢化钠,反应为:H2S=H++HS-,HS-=H++S2-;Zn2++S2-=ZnS,lgKsp=-23.10(25℃);Ni2++S2-=NiS,lgKsp=-21.03(25℃)相同S2-浓度下,ZnS的溶解度更低,会优先从溶液中析出,因此,硫化沉淀法更多地应用于处理溶液中Ni2+、Zn2+含量相当或者Zn2+浓度低的溶液。
而溶液中各种离子浓度、温度及PH 的变化都会影响硫化沉淀效果。
为使ZnS优先于NiS沉淀,应控制在溶液pH相对较低时加入硫化剂,并严格控制S2-浓度。
江西赣州钴厂[4]曾采用硫化氢法从硫酸镍溶液中去除锌,控制溶液PH 为2.5,硫酸镍溶液中ρ(Zn2+)从10~15 g/L除至0.005g/L以下,镍损失率小于15%。
低PH 虽然降低了镍的损失,但容易造成H2S 逸出,不仅造成硫化剂损失,也带来环境问题。
用H2S作沉淀剂,常常需要加压加热,对设备要求较高,操作条件苛刻,因此有研究者改进了上述工艺,改用硫化钠或硫氢化钠作沉淀剂[5]。
用硫化钠作沉淀剂,在温度为40~60℃,硫化钠耗量约为理论量的200%,PH 为5.2~5.5,反应时间60min,溶液初始镍、锌质量浓度分别为0.5g/L和3g/L 条件下,镍、锌沉淀率分别为60%~70%和2%~4%,沉淀物中Zn质量分数为47%~57%,Ni质量分数为0.2%~0.5%为了降低成本,有研究者[5]采用硫化钠、铁粉和硫磺作沉淀剂,直接从多金属离子溶液中沉淀Ni,反应为:Ni2++S+Fe→NiS(Ni3S2)+Fe2+。
溶液中的杂质离子(包括Zn2+)对该法沉淀Ni2+有影响、影响较大的是电荷与其半径之比大的离子,如Al3+、Cr3+等,采用加入晶种和提高S用量方法可以减轻影响。
对于硫化沉淀法分离镍、锌,实际生产过程中,由于溶液多为酸性,建议采用封闭体系,避免硫化氢有毒气体逸出而污染环境。
若溶液中含Fe3+,为减少硫化剂的消耗应先除铁,再沉淀镍、锌。
2.4 锰的去除针对含锰、铁高的镍溶液,从酸浸液中去除锰、铁制取硫酸镍工艺主要是基于氧化还原反应和中和反应。
目前, 主要采用次氯酸钠( NaClO) 为氧化剂, 碳酸钙( CaCO3) 为中和剂来实现锰、铁与镍的分离。