粗品硫酸镍除钙镁工艺研究_张析.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）粗品硫酸镍除钙镁工艺研究张 析，王进龙（西北矿冶研究院，甘肃 白银）摘 要：某铜业公司粗品硫酸镍含有较高的、（含量、含量），通过调节 值、氟化物用量、反应温度、反应时间等条件试验，确定了最佳工艺条件，钙镁去除率达到 以上。关键词：硫酸镍；钙镁离子；除杂；沉淀中图分类号：文献标识码：，（，）：（，），：；引言硫酸镍主要用于电镀、镍电池、媒染剂、金属着色剂、有机合成催化剂、陶瓷工业用彩釉，也用于制取触媒及其它镍盐。某铜业公司生产电解铜每年副产大量的含硫酸镍电解液，为了开发利用这部分含镍资源，铜业公司建成了一条浓缩结晶法提取硫酸镍的生产线，年产粗品硫酸镍产品约。其现有工艺生产的硫酸镍中含有、以及游离硫酸等杂质，产品的 含量低于标准指标，且重金属杂质含量较高、色泽差、不符合行业用硫酸镍的质量指标要求，不能满足市场需要。为了综合开发利用某铜业公司的镍渣资源，开发出满足市场需要的合格镍盐产品，在提高废渣资源利用率的同时，减少生产成本，增加公司经济效益，开发出制备高纯硫酸镍的工艺技术，需要进行杂质去除，得到含杂较低的硫酸镍溶液，有利于硫酸镍结晶。虽然工业品镍盐标准中未对、含量做出要求，但铜业公司无定型硫酸镍中含有较高的、（含量、含量），对精制后的镍盐含量影响较大，因此必须进行、的除杂实验。、与 在一定条件下可生成难溶于水的、的沉淀，沉淀的条件与溶液 值、氟化物的用量、反应温度等影响因素有关，实验采用 做沉淀剂，做中和剂调 值。氟化物的加入量根据溶液中残留的、的量而定。溶度积：，溶度积：。沉淀，反应式为：沉淀除钙、镁条件试验 实验原料某铜业公司电解车间提供的粗品硫酸镍，由于放置于空气中容易吸潮，硫酸镍中 含量的范围在，其主要成分见表。实验采用粗品硫酸镍经过除、，萃取除杂后溶液中离子含量见表。氟化钠（）、氟化铵（）：分析纯，成都DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.007金山化学试剂有限公司；表 某铜业公司粗制硫酸镍成分 硫酸镍含量未检出 表 萃取除杂后的硫酸镍溶液各离子含量（）离子成分萃取后离子含量 碳酸钠（）：分析纯，成都金山化学试剂有限公司；氢氧化钠（）：分析纯，成都金山化学试剂有限公司；硫酸（）、盐酸（）：分析纯。实验仪器设备搅拌装置 台，永磁直流电机搅拌机，转；型电子恒温水浴锅，黄骅市新兴仪器厂；可控温电热套，型定式电动搅拌器 台，江苏省金坛市正基仪器有限公司；旋片式真空泵，天津华鑫仪器厂；温度计 支（），误差为，河北省河间市黎民居玻璃仪器厂；烧杯 ，个；量筒 、，分别 个；恒温干燥箱。实验步骤实验采用萃取除杂后液，调节溶液 值至，加入量为理论量的 倍，的加入量为理论量的 倍，在 反应 ，静置过滤，钙镁滤渣与除铁渣合并处理。实验结果及讨论 值对沉淀、的影响取若干份 氧化、萃取除杂后溶液，在常温下加入（）溶液调不同，溶液升温至 ，反应 ，为、理论量的 倍，考察除、后溶液中、含量，实验结果见表 和图。由表 和图 可见，在其它反应条件不变的情况下，随着溶液 值的提高，、的沉淀效果也逐步提高。而 的浓度在 值为 时基本上没有变化，随着 值的升高，、的浓度减少，即脱除、的效果越好。在硫酸镍体系中，如果 值在 左右，溶液会析出（）沉淀。如果 值 时，沉淀剂中的 可能会与溶液中的 生成，而 离解常数比较小，从而减少参与沉淀反应的 的数量，降低脱除、的效果。表 值对钙镁沉淀的影响序号 值（）（）沉淀率 沉淀率 原料液 值在 时，溶液中的 沉淀了，沉淀了；值提高到 时，、的沉淀率变化不大；溶液 值高于 时，镍开始沉淀，所以在、沉淀效果达到后，为了避免 沉淀，值不宜过高，以 值为 为宜，、的浓度分别达到 和 。图 值对、沉淀影响图 用量对、沉淀的影响 甘 肃 冶 金 第 卷 氟化物用量对沉淀、的影响溶液中 的浓度直接影响到、在溶液中的最终含量，根据难容物质的溶度积与反应方程式，浓度升高，有利于氟化物沉淀的生成。实验取若干份 氧化、萃取除杂后溶液，在常温下加入（）溶液调 为 ，溶液升温至，反应 ，改变 的加入量（理论 用量与、量的比值为 ），考察除、后溶液中、含量，实验结果见表。表 用量对、沉淀的影响序号用量（）（）沉淀率 沉淀率 原料液 由表 和图 可见，在 值未达到要求时，即使 过量 倍，除、的效果也达不到要求。从实验结果看，在 为 时，除、的效果达不到要求。在溶液 值 时，随 浓度增加，有利于氟化物沉淀的形成。在 过量的情况下，值越高，溶液中残余、也就越低。在 值达到 的情况下，过量 以上，除、效果较好。但 过量 时，、沉淀效果增加不显著，再增加用量只是增加沉淀剂带入的杂质离子，因此 的加入量应控制在、总量的 倍为宜，、的浓度分别达到 和 。反应温度对沉淀、的影响实验取若干份 氧化、萃取除杂后溶液，在常温下加入（）溶液调 为 ，改变反应温度，反应 ，的加入量为理论量的 倍，考察除、后溶液中、含量，实验结果见表。表 反应温度对、沉淀的影响序号反应温度 （）（）沉淀率 沉淀率 原料液常温由表 和图 可见，随着温度的升高，、的浓度逐渐减少，脱除、的效果越好。根据热力学反应来看，随着温度的升高，反应平衡常数增大，有利于 和 的生成。因此反应温度升高，能促使氟化物胶体性沉淀快速形成，当温度达到 以上时，反应加快变得趋缓，从节能降耗等方面考虑，此温度是较佳反应温度。由于胶体性沉淀物较难过滤，加温后能使过滤速度加快，为了改善过滤性能，在溶液中加入 的碳酸钡能改善沉淀结构，使过滤速度明显加快。因此反应温度 为宜，、的浓度分别达到 和 。图 反应温度对、沉淀的影响图 反应时间对、沉淀的影响 反应时间对沉淀、的影响实验取若干份 氧化、萃取除杂后溶液，在常温下加入（）溶液调 为 ，反应温度为 ，改变反应时间，的加入量为理论量的 倍，考察除、后溶液中、含量，实验结果见表。由表 和图 可见，、的浓度随着反应第 期 张 析，等：粗品硫酸镍除钙镁工艺研究 时间的增加逐渐下降，在开始反应 内，生成胶体性沉淀的速度很快，大部分、生成沉淀，反应时间延长至 后，氟化物胶体性沉淀的形成放缓，当反应时间达到 以上时，、的沉淀率均达到 以上，从节能降耗等方面考虑，反应时间不宜过长，反应时间 为宜，、的浓度分别达到 和 。表 反应时间对钙镁沉淀的影响序号反应时间 （）（）沉淀率 沉淀率 原料液 用氟化铵作沉淀剂的最佳工艺在 做沉淀剂工艺基础上，采用 作沉淀剂，确定最佳工艺参数为：值，反应温度为 ，加入量为理论量的 倍，反应时间为 ，脱除、后滤液中、浓度分别达到 和 。累积到一定浓度后，通过调节 值处理过滤后的母液，可除去母液中的，这样有利于母液的循环利用，因此，选用 做沉淀剂脱除、也比较合适。结语采用 除、最佳工艺条件为：加入量为理论量的 倍，值为，反应温度为，反应时间为 ；、的沉淀率均达到 以上，由于胶体性物质不宜过滤，除、反应后溶液，静置一夜后过滤效果较好。而采用 做沉淀剂，溶液中 的去除，有利于母液循环利用。参考文献：罗罕淑，王梅花，叶乃初，等从废镍催化剂中提取镍，生产硫酸镍化工生产与技术，（）：阳 准，贾 荣电池工业用精制硫酸镍的生产有色金属（冶炼部分），（）：收稿日期：作者简介：张 析（），女，山东省莱州掖县人，化工高级工程师，本科。主要从事化工、冶金工艺研究。甘 肃 冶 金 第 卷