专利名称：一种从镍浸出液中除去铬杂质的方法
技术领域：
本发明涉及从工业废料中除去杂质的方法，尤其涉及一种从镍浸出液中除去铬杂 质的方法。
背景技术：
镍铬废料主要来源于镍铬合金切屑废料和报废料、超合金废料、镍铬废液处理渣 和镍铬工业废弃物等。随着工业化的急速发展，这些年将出现越来越多的镍铬废料。这些 镍铬废料若得不到合理的利用，将会造成极大的资源浪费。以及这些镍铬废料的大量堆积 将对环境造成严重污染。目前，工业上通常将镍铬废料溶于酸溶液，制成含NiCl2或NiSO4的镍浸出液，然后 在镍浸出液中添加Na2CO3,生成NiCO3沉淀，再将NiCO3沉淀制成NiO或其它镍材料。其过 程中，为确保MO或其它镍材料达到纯度高且性能优良等品质，镍浸出液的除杂工序显得 尤为重要。国内外曾采用氨浸法回收镍，使得难以浸出的铬和铁与易浸出的镍等金属元素分 离。目前，一般采用NaOH、Ca(OH)2, CaO和Na2CO3等的碱溶液去除镍浸出液中的铬离子，具 体为通过逐步调节PH值来达到逐步分离镍和铬的目的，当pH值为5. 0 6. 0时，得到 Cr (OH) 3沉淀，当pH值为7. 0 9. 5时，得到Ni (OH) 2或NiCO3沉淀。但这种除去铬杂质的 方法易形成胶体Cr (OH) 3并且所需pH值较高，易导致大量的镍随铬一起沉淀，造成镍的大 量损失，以及该方法中洗涤困难并且难以从除杂渣中再次回收镍。此外，硫化沉淀法沉镍也有报道，具体为投加硫化铁、硫化钠和硫化氢等硫化物， 利用镍在PH值为3. 0 5. 0时易与硫化物反应生成硫化镍沉淀的性质将镍与铬分离。但 通过该方法回收所得的镍往往因混合了铁等杂质而品味不高。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种新的从镍浸出液中除去铬杂质的方法，既 能有效的除去铬杂质，而且还能提高镍的回收率，达到镍损失率少而除铬率高的目的。本发明提供了一种从镍浸出液中除去铬杂质的方法，包括以下步骤(1)调节镍 浸出液的PH值、(2)加入沉淀剂生成铬沉淀物、(3)分离铬沉淀物得镍浸出液除铬液，其中， 所述沉淀剂为焦磷酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐或多聚磷酸盐，并且步骤(2)中加入沉淀剂后 进一步包括沉淀转化步骤。步骤(1)中“镍浸出液”为镍铬废料溶于HCl溶液或H2SO4溶液等酸溶液形成的酸 浸溶液，初始PH值为0. 5 1. 0。加入碱溶液调节镍浸出液的初始pH值，其中碱溶液优选 为NaOH溶液。优选地，将所述镍浸出液的初始pH值调节至1.0 2. 5。更优选地，将所述 镍浸出液的初始PH值调节至2. 0。步骤(2)中“加入沉淀剂生成铬沉淀物”为加入焦磷酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐 或多聚磷酸盐作为沉淀剂，使得M2+和Cr3+有效沉淀形成沉淀物。铬沉淀物为焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)、焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物或铬、镍的磷酸盐混合沉淀物等。
其中，沉淀剂优选为焦磷酸盐，常见的焦磷酸盐例如=M2H2P2O7和Μ4Ρ207(Μ是+1价 金属离子)。更优选地，焦磷酸盐为焦磷酸钠(Na4P2O7 · IOH2O)。以及优选地，焦磷酸钠 (Na4P2O7 · IOH2O)的过量系数为1. 0 1. 9，过量系数过小，会导致Cr3+沉淀不完全，对后续 处理造成影响，过量系数太大，会导致M2+大量地沉淀，并且液费了沉淀剂焦磷酸钠。反应 方程式如下 4Cr3++3P20 广=Cr4 (P2O7) 32Ni2++P20 广=Ni2P2O7沉淀剂还可以为磷酸盐和磷酸一氢盐。磷酸盐和磷酸一氢盐属于正磷酸盐，视pH 值不同，磷酸盐和磷酸一氢盐之间可相互转化。沉淀剂还优选为磷酸一氢盐，加热可得到焦 磷酸盐。优选地，正磷酸盐为磷酸一氢盐，加热可得到焦磷酸盐。更优选地，磷酸一氢盐为 磷酸氢二钠(Na2HPO4)，将磷酸氢二钠加热可得到Na4P2O7,反应方程式如下2 Na2HPO4 =A= Na4P2O7 + H2O正磷酸盐加热脱水缩合形成缩聚磷酸盐。分子含有3个以上的磷原子的缩聚磷酸 盐统称为多聚磷酸盐。沉淀剂也可以选用多聚磷酸盐。步骤(2)中加入沉淀剂后搅拌1 4h，反应温度为50 85°C。更优选地，反应温 度优选为70°C。沉淀转化步骤为过滤，分别收集所述沉淀物和滤液，取所述沉淀物加入碱溶液并 调节PH值，随后加入硫酸溶液并调节pH值，溶解所述沉淀物。具体地，反应结束后可以进行过滤，得到除铬和镍的镍浸出液(Cr3+含量较少)，以 及焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物。随后可以用温度为40 60°C的热水洗涤焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍 (Ni2P2O7)混合沉淀物，得含一定浓度Ni2+和Cr3+的洗涤液，并将洗涤液返回除铬和镍的镍 浸出液。待步骤⑵中洗涤过的焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物浆 化后，进一步包括沉淀转化步骤。沉淀转化步骤为加入碱溶液，调节PH值为8. O 10. 0，搅 拌反应1 2h，将步骤⑵中生成的焦磷酸镍(Ni2P2O7)沉淀转化为氢氧化镍(Ni (OH)2)沉 淀，从而得到焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和氢氧化镍(Ni(OH)2)混合沉淀物以及焦磷酸盐溶液， 过滤，保留混合沉淀物弃滤液。待焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和氢氧化镍(Ni(OH)2)混合沉淀物 浆化后，加入H2SO4溶液，优选地，调节pH值为1. 0 2. 0，升温至60 90°C，搅拌0. 5 2h,使得Ni (OH) 2沉淀溶解为硫酸镍溶液，从而得到Ni2+含量较高的溶液(仅含极少量Cr3+) 和焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)沉淀。反应方程式如下 Ni2P207+40r = 2Ni (OH) 2+P2074-Ni (OH) 2+2H+ = Ni2++2H20其中，优选地，碱溶液为NaOH溶液。优选地，H2SO4溶液溶解Ni (OH) 2沉淀时的反应 温度为80°C。步骤(3)为分离步骤(2)中的Ni2+含量较高的溶液(仅含极少量Cr3+)和铬沉淀 物(主要为焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)沉淀)，通过过滤得镍浸出液除铬液。该镍浸出液除铬液 也可进一步返回步骤(2)的除铬和镍的镍浸出液，得Cr3+含量较少且M2+损失率较低的镍浸出液除铬液。铬沉淀物可经水洗，收集洗涤液，并将洗涤液返回步骤(2)中的除铬和镍的镍浸 出液。铬沉淀也可经集中处理。本发明提供的从镍浸出液中除去铬杂质的方法，具有以下有益效果(1)能合理处理并利用工业镍铬废料，从而减少或消除镍铬废料堆积对环境造成 的污染；(2)能有效的除去铬杂质，为后续各类型镍材料的生产提供高纯度的镍浸出液； (3)能提高镍的回收率，达到镍损失率少而除铬率高的目的，因此经济效益高；(4)合理易 行，无污染，能够工业化。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施例方式以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。图1为本发明的流程示意图。实施例一取500mL镍浓度为36. 70g/L、铬浓度为8. 78g/L、初始pH值为1. 0的镍浸出液I ； 加入46mL浓度为4. 73mol/L的NaOH溶液，调节镍浸出液I的初始pH值为2. 5。在70°C的温度下，加入18.83g焦磷酸钠(过量系数1. 0)，搅拌反应1小时，过 滤，得到焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物I以及365mL镍浓度为 23. 35g/L、铬浓度为1. 71g/L的除铬和镍的镍浸出液II，另外，用40°C的热水洗涤焦磷酸铬 (Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物I得到2850mL镍浓度为3. 64g/L、铬浓度为
0.074g/L的洗涤液III。焦磷酸铬(Cr4(P2O7)3)和焦磷酸镍(Ni2P2O7)混合沉淀物I烘干后 得到除杂干渣I，质量是23. 17g，其中，镍含量为8. 86%，铬含量为9. 01 %。由此可算出，除 杂后镍的损失率为12. 51%，铬的除去率为72. 57%。上述镍损失率的计算公式为镍损失率=Cn3M3ACniV^Cn2VJCn3M3)。其中CN1、CN2、 Cn3分别是除铬和镍的镍浸出液II、洗涤液III和除杂干渣I的镍含量，\、\、M3分别是除 铬和镍的镍浸出液II、洗涤液III和除杂干渣I的体积或者质量。上述铬除去率的计算公式为铬除去率=Cg3M3/ (CeiV^Ce2VdCe具)。其中，Cei、Ce2、 Cg3分别是除铬和镍的镍浸出液II、洗涤液III和除杂干渣I的铬含量，A、V2、M3同上。实施例二 实施例十方法同实施例一，取500ml镍浓度为36. 70g/L、铬浓度为8. 78g/L、初始pH值为
1.0的镍浸出液I。实施例二 实施例十技术方案中参数的不同见表1。表1.实施例二 实施例十技术方案中参数的不同
权利要求
CN 102001764 A
1 一种从镍浸出液中除去铬杂质的方法，包括以下步骤(1)调节镍浸出液的PH值、 (2)加入沉淀剂生成铬沉淀物、(3)分离铬沉淀物得镍浸出液除铬液，其特征在于，所述步 骤(2)中的所述沉淀剂为焦磷酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐或多聚磷酸盐，并且所述步骤(2) 中加入所述沉淀剂后进一步包括沉淀转化步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焦磷酸盐为焦磷酸钠。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉淀剂的过量系数为1.0 1. 9。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)为将所述镍浸出液的PH值调 节至1. 0 2. 5。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应温度为50 80°C。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述铬沉淀物为焦磷酸铬和 焦磷酸镍混合沉淀物。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉淀转化步骤为过滤，分别收集所述沉 淀物和滤液，取所述沉淀物加入碱溶液并调节PH值，随后加入硫酸溶液并调节pH值，溶解 所述沉淀物。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碱溶液加至调节pH值为8.0 10. 0。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述硫酸溶液加至调节pH值为1.0 2.0。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述溶解沉淀物的温度为60 90°C。
全文摘要
本发明提供了一种从镍浸出液中除去铬杂质的方法，包括以下步骤(1)调节镍浸出液的pH值，(2)加入沉淀剂生成铬沉淀物，(3)分离铬沉淀物得镍浸出液除铬液，其中，所述沉淀剂为焦磷酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐或多聚磷酸盐，并且步骤(2)中加入沉淀剂后进一步包括沉淀转化步骤。本发明既能有效的除去铬杂质，而且还能提高镍的回收率，达到镍损失率少而除铬率高的目的，具有巨大的经济效益和社会效益。
文档编号C02F1/66GK102001764SQ20101051150
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者何显达, 王勤 申请人:深圳市格林美高新技术股份有限公司, 荆门市格林美新材料有限公司