一种高杂硫酸镍的精制方法技术

本发明专利技术属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种高杂硫酸镍的精制方法，包括以下步骤：(1)溶解：向高杂硫酸镍中加水溶解，得到高杂镍液；(2)除砷铁：将高杂镍液升温至60

【技术实现步骤摘要】
一种高杂硫酸镍的精制方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种高杂硫酸镍的精制方法。

技术介绍

[0002]工业硫酸镍常称粗制硫酸镍，其主要来源是铜冶炼的副产物，其中的杂质通常具有种类多、含量高的特点，常见的杂质包括：砷、铁、铝、硅、氟、铬、铜、钙、锰、锌、钴、镁，其中存在的砷化合价态有+3、+5价，铁化合价态为+2、+3价，铬为+6、+3价，由于化合价态复杂，因此现有技术不能仅通过单一方法去除上述所有杂质，而是常需通过氧化还原反应将其转化为同一种化合价态，并且除杂过程存在以下问题：(1)常用的除砷剂只能去除+5价的砷；(2)常用的除杂剂不能同时达到去除铝、硅、氟、铬、铜的效果；(3)常用的除杂剂不能同时去除+6价、+3价的铬，而是仅能去除容易水解的+3价铬；(4)常用的除杂剂大多只能一次性使用，不能对其解吸、再生后循环使用；(5)除杂同时还会引入新的杂质，需对引入的新杂质进一步脱除，导致增加除杂流程。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中高杂硫酸镍中杂质较高、种类较多、除杂流程较长的问题，本专利技术提供一种高杂硫酸镍的精制方法，可将粗制硫酸镍中的杂质砷、铁、铝、硅、氟、铬、铜、钙、锰、锌、钴、镁深度去除，从而实现高杂硫酸镍的精制，且精制过程不引入杂质、除杂渣可再生循环使用，有利于环保和节约成本。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]一种高杂硫酸镍的精制方法，包括以下步骤：
[0006](1)溶解：向高杂硫酸镍中加水溶解，得到高杂镍液；<br/>[0007](2)除砷铁：将高杂镍液升温至60
‑
95℃，加入中和剂调节体系pH至3.0
‑
3.5，固液分离，得到砷渣和除砷铁液；
[0008](3)深度除杂：向除砷铁液中加入氢氧化锆调节体系pH至4.5
‑
6.0，固液分离，得到除杂渣和除杂后液；
[0009](4)萃取净化：将除杂后液精密过滤后加入P204，萃取去除锰、钙、锌，分相，得到P204萃余液和负载有机相Ⅰ；向P204萃余液中加入P507或C272，萃取去除钴、镁，分相，得到精制硫酸镍溶液和负载有机相Ⅳ。
[0010]进一步地，步骤(1)中，所述高杂硫酸镍中的杂质包括砷、铁、铝、硅、氟、铬、铜、钙、锰、锌、钴、镁，所述高杂镍液呈酸性。
[0011]进一步地，步骤(1)中，所述高杂镍液中，镍离子浓度为80
‑
120g/L，pH为0.5
‑
2.5。
[0012]进一步地，步骤(2)中，所述中和剂为氢氧化镍。
[0013]进一步地，步骤(3)中，除杂温度为20
‑
95℃，除杂时间为0.5
‑
4h。
[0014]进一步地，步骤(4)中，所述P204的体积浓度为20
‑
25％，所述P507的体积浓度为15
‑
20％，单级萃取时间为10
‑
20min。
[0015]本专利技术还包括以下步骤：将步骤(4)的精制硫酸镍溶液以活性炭除油，蒸发结晶，得到电池级硫酸镍晶体。
[0016]本专利技术还包括以下步骤：将负载有机相Ⅰ先以纯水洗镍，再加稀硫酸反萃、分相，控制水相pH为2.0
‑
2.5，得到含锰钙反萃后液和负载有机相Ⅱ，再向负载有机相Ⅱ中加入稀硫酸反萃、分相，控制水相pH为1.0
‑
1.8，得到含锌反萃后液和负载有机相Ⅲ，负载有机相Ⅲ即为再生P204，可返回步骤(4)使用。
[0017]本专利技术还包括以下步骤：将负载有机相Ⅳ先以纯水洗镍，再加稀硫酸反萃、分相，控制水相pH为3.5
‑
4.5，得到含镁反萃后液和负载有机相
Ⅴ
，再向负载有机相
Ⅴ
加入稀硫酸反萃、分相，控制水相pH为2.0
‑
2.5，得到含钴反萃后液和负载有机相
Ⅵ
，负载有机相
Ⅵ
即为再生P507或再生C272，可返回步骤(4)使用。
[0018]本专利技术还包括以下步骤：对除杂渣加水洗涤，去除其夹带的硫酸镍溶液，得到除杂渣洗液，向除杂渣洗液中加硫酸调节pH至1.0
‑
1.5进行解吸，得到第一解吸液和第一解吸渣，向第一解吸渣中加入液碱，调节pH至10
‑
12，得到第二解吸液和第二解吸渣，将第二解吸渣以所述除杂渣洗液洗钠，得到再生氢氧化锆，再生氢氧化锆可返回步骤(3)使用。
[0019]本专利技术各步骤原理如下：
[0020]1、除砷铁：高杂硫酸镍中的铁主要价态为+3价、+2价，砷的主要价态为+5价、+3价，由于高杂硫酸镍呈酸性，其在加水溶解过程中上述离子进入溶液，基本无沉淀，得到高杂镍液中上述离子的存在形态分别为Fe
2+
、Fe
3+
、AsO
43
‑
、AsO
33
‑
。
[0021]氢氧化镍中的镍主要以+2价形式存在，当其加入酸性的高杂镍液中时发生中和反应，生成硫酸镍，氢氧化镍中常常同时含有少量的锰，该部分锰的价态为+2价、+4价，其中+2价的氢氧化锰随镍一起被中和溶出，生成硫酸锰，但是+4价的锰为二氧化锰，在只有硫酸、无还原剂的条件下，无法转化为+2价的硫酸锰进入高杂镍液，但是二氧化锰具有强氧化性，可将高杂镍液中的Fe
2+
氧化为Fe
3+
，以及将+3价的AsO
33
‑
氧化为+5价的AsO
43
‑
，与此同时，二氧化锰被还原成+2价的锰离子，砷酸盐和锰也可进一步转化为稳定的砷酸锰沉淀。即通过将Fe
2+
氧化为Fe
3+
、AsO
33
‑
氧化为AsO
43
‑
，再通过两者的复分解反应、以及锰与砷酸铁的复分解反应生成砷酸锰沉淀的方式，可达到同时去除铁与砷的目的，砷渣主要成分为砷酸铁、砷酸锰。随着氢氧化镍的引入，过量的铁离子在pH为3.0
‑
3.5的条件下可水解生成氢氧化铁沉淀或转化为针铁矿沉淀，高杂镍液中主要发生的化学反应如下：
[0022]M(OH)2+H2SO4＝MSO4+H2O M＝Ni(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)
[0023]MnO2+2Fe
2+
+4H
+
＝Mn
2+
+2Fe
3+
+2H2O
[0024]MnO2+AsO
33
‑
+2H
+
＝Mn
2+
+AsO
43
‑
+H2O，3Mn
2+
+2AsO
43
‑
＝Mn3(AsO4)2(s)
[0025]Fe
3+
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)溶解：向高杂硫酸镍中加水溶解，得到高杂镍液；(2)除砷铁：将高杂镍液升温至60
‑
95℃，加入中和剂调节体系pH至3.0
‑
3.5，固液分离，得到砷渣和除砷铁液；(3)深度除杂：向除砷铁液中加入氢氧化锆调节体系pH至4.5
‑
6.0，固液分离，得到除杂渣和除杂后液；(4)萃取净化：将除杂后液精密过滤后加入P204，萃取去除锰、钙、锌，分相，得到P204萃余液和负载有机相Ⅰ；向P204萃余液中加入P507或C272，萃取去除钴、镁，分相，得到精制硫酸镍溶液和负载有机相Ⅳ。2.如权利要求1所述的高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于：步骤(1)中，所述高杂硫酸镍中的杂质包括砷、铁、铝、硅、氟、铬、铜、钙、锰、锌、钴、镁，所述高杂镍液呈酸性。3.如权利要求1所述的高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于：步骤(1)中，所述高杂镍液中，镍离子浓度为80
‑
120g/L，pH为0.5
‑
2.5。4.如权利要求1所述的高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于：步骤(2)中，所述中和剂为氢氧化镍。5.如权利要求1所述的高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于：步骤(3)中，除杂温度为20
‑
95℃，除杂时间为0.5
‑
4h。6.如权利要求1所述的高杂硫酸镍的精制方法，其特征在于：步骤(4)中，所述P204的体积浓度为20
‑
25％，所述P507的体积浓度为15
‑
20％，单级萃取时间为10
‑
20min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：况鑫，林大志，韦志伟，陈吉仙，农雄军，李勇宾，
申请(专利权)人：广西银亿高新技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：