硫酸镍制备工艺

硫酸镍制备工艺（总13页）本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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 40C； 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。2工业硫酸镍除钴工艺2.1 工艺简介工业硫酸镍在新能源和表面处理行业应用广泛，尤其随着表面 处理行业的发展,硫酸镍逐渐应用到机械制造、电子工业、航空航 天、装饰材料等领域，对其质量要求也越来越高。目前一些化学 工厂生产的硫酸镍产品中含有少量钴，达不到精密表面处理行业 的要求；另外按目前市场价格,金属钴是金属镍的四倍多，所以从 工业硫酸镍中回收钻十分必要。传统的除钻方法是用naclo等强氧 化剂直接在硫酸镍溶液中将co2+氧化沉淀分离。这样系统中会引 入na+等杂质，且na+很难分离,最终影响硫酸镍产品主含量。经过 实践证明，采用黑镍除钴效果不错，除钴率达98.45%。2.2 原理硫酸镍与强碱naoh反应生成ni(oh)2，然后在浓碱条件下被氯 气氧化生成黑镍 nio(oh),由于 G0(ni3+/ni2+)e0(co3+/co2+), nio(oh)可以将溶液中co2+氧化生成co2o3沉淀析出，经过滤除 去。主要反应如下：cl2+naoh+ni2+nio(oh) I +nacl+h2onio(oh)+ co2+co2o3 I + ni2+h2o2.3 实验部分（1）原料硫酸镍溶液：ni2+浓度为125.93g/l,co2+浓度为1.77g/l； naoh为分析纯；氯气由实验室用分析纯 试剂制取。(2) 黑镍制备取1200ml硫酸镍溶液(30g/l)置于51电加热反应釜中，在70C缓慢加入1400mlnaoh溶液(60g/l),然后通入氯气，即可得黑镍沉淀，过滤后充分洗涤烘干备用，经分析黑镍含量为18.88%。(3) 黑镍法除钴 取一定量的硫酸镍溶液，加入黑镍适量，控制一定工艺条件进 行反应，然后过滤，并分析滤液中残留的co2+浓度。2.4 影响因素讨论(1) ph 值ph值对除钻率的影响最大，因为nio(oh)在酸性较强的溶液中 有极强的氧化性，能与h2o发生氧化还原反应，使nio(oh)造成损 失，参与除钴的黑镍量减少，影响除钴率；但当 ph 值大于 6.7 时 硫酸镍又易水解，故在实验中应严格控制 ph 值。(2) 黑镍用量系数与反应时间 除钴反应是固液两相反应，关键在于固液接触面要大，增加黑镍与co2+的接触机会才能促进反应，本实验主要采用加大用量系 数和延长反应时间两种方式。但当用量系数超过 2.0 和反应时间超 过 2h 后除钴率无明显升高，若再增大两因素必将使黑镍消耗和能 耗增加，操作成本提高。(3) 反应温度 提高反应温度能提高反应速度，缩短反应时间，但当温度超过80C后，硫酸镍大量水解，生成ni(oh)2胶体，影响除钻并且造成 固液分离困难，故反应温度以80C为宜。2.5 结论用黑镍法除钴具有消耗辅料少、黑镍易制备、操作简单、除钴 率高等优点，尤其系统中不引进其它杂质，实践证明，黑镍法除 钴工艺是可行的。子键结合，氨基还会与纤维中少量的醛基在高 温下形成一定的共价键结合，接枝链中的少量羧基也可以通过 al3+与纤维形成更紧密的配位结合，接枝物长链分子可同时贯穿若 干个纤维、细小纤维和填料颗粒，物理缠结和吸附能够起到某种 补强作用。3 湿法制取硫酸镍工艺3.1 工艺简介湿法制取硫酸镍生产工艺研究是针对西部某些地区铜镍矿选矿 尾砂的回收利用而进行的。在常温常压下，用稀硫酸直接浸出低 品位镍矿，经净化除杂后制得结晶硫酸镍产品。工艺设计简单（图 2），镍的浸出率为 65%，总回收率为55%，产品主要指标可达国家 标准要求。图2湿法制取硫酸镍原工艺流程图3.2 工艺存在的问题该工艺投人生产后发现，生产效率不高，尤其是净化除杂工序，难于生产操作。产品的生产成本较高，个别指标还不能达到国标 gb639286 要求。（1）预处理选矿尾砂系多金属矿砂，浸出液化学成 分复杂，杂质铁含量甚高。预处理的目的就是通过化学分离沉淀 法除去浸出液中的部分杂质铁，为净化工序创造条件。然而预处 理是在常温条件下进行，又难于实现搅拌，因而氧化水解除铁的 效率很低。（2）蒸发蒸发的目的是浓缩浸出液，以加快净化工序 氧化还原反应的速度。但是，中试及生产表明：工艺所采用蒸发 器的效率较低，蒸发量仅10m3/d（以8h计），远不能满足生产需 要，同时还影响产品质量。3.3 工艺改进湿法制取硫酸镍原工艺存 在诸多问题，经试验研究，将原工艺进行如图3的改进。图3湿 法制取硫酸镍改进工艺流程图（1）二次浸出取消原生产工艺中的 预处理、蒸发工序，增加二次浸出工序，即以浸出液再浸尾矿 砂。这样，可提高浸出液的浓度，达到与蒸发浓缩工序相同的目 的。（ 2 ）锰铁铜的分离改进后的新工艺，先氧化水解分离锰，并 过滤除去锰（mno2）。其次是氧化水解法分离铁，硫化法分离铜。 （3）洗涤对沉镍所形成的氢氧化镍，新工艺采用去离子水洗涤， 并采用简易的袋式过滤代替原工艺中的板框压滤机过滤，因为这 样更有利于洗涤，除去碱金属采用改进后的新工艺生产表明：镍 的浸出率与原工艺相同，总回收率为 60%，高于原工艺（55%），但 生产过程顺利畅通，产品质量提高。同时生产成本降低，生产效 率提高，生产过程易于控制。参考文献1天津化工研究院等编.无 机盐工业手册（第二版）.下册.北京:化学工业出版社， 1996.153.2大 连理工大学无机化学教研室无机化学（2）m.北京:高等教育出版 社,1986.280.3常文保，等简明分析化学手册m.北京:北京大学出 版,1981.24.作者简介：赵惠玲（1978 ），女，化工工程师，现从 事化工、冶金试验研究和工程化研究工作。必须保留注：文章内 所有公式及图表请以 pdf 形式查看。