专利名称：一种废锌铜镍合金的湿法分离方法
技术领域：
本发明是关于从废锌铜镍合金中制备硫酸锌、硝酸镍和铜的方法。
背景技术：
当前，随着化学工业生产的不断发展，金属废弃物也呈不断上升的趋势，对其的回收利用也因此受到了广泛的关注。通过对废铜锌镍合金的湿法分离，可达到不同金属的再生利用之目的。
镍是一种重要的工业用金属原材料，其产品用途广泛。镍可用来制造各种不锈钢以及与铜、铁、铬、钴等金属形成各种具有抗腐蚀、耐高温等优良性能的合金，广泛用于飞机、船舶、化工、石油、电子、电器等方面。活性镍粉在有机化学工业用作加氢反应的催化剂。硫酸镍用于制造油漆的催化剂、还原染料的媒染剂、金属着色剂；氧化镍用于磁性材料、冶金、蓄电池和显象管工业；溴化镍用于制药工业等。
目前，锌铜镍合金的分离方法有溶剂萃取法；非氧化性稀酸介质下的硫化法；酸性条件下的离子交换法等。其中最常见的是硫化法，用该方法虽然也能达到铜镍的分离目的，但该方法不能得到单质铜，且工艺烦琐、成本较高；溶剂萃取法成本高，有机溶剂易挥发造成污染；而离子交换法适用范围小，只适用于氯化物体系，而且所用溶液浓度较低，后续蒸发浓缩能耗高。
从Eθ(Cu2+/Cu)代数值大于Eθ(Ni2+/Ni)、Eθ(Ni2+/Ni)的代数值大于Eθ(Zn2+/Zn)可看出，铜的化学活泼性小于镍，而镍为中等活泼金属，锌的金属活泼性最强。实验证明，稀硫酸可完全溶解金属锌而使铜、镍不溶解。在硝酸溶液中加入过量的铜镍合金后，根据氧化还原反应及化学活泼性原理，在硝酸存在下的铜、镍都将发生氧化还原反应，而过量的镍和硝酸铜则发生置换反应。其反应方程式如下
发明内容
本发明的目的在于克服现有分离技术中的不足，提供一种投资少，分离简单，环境污染小的锌铜镍合金的分离方法。
本发明的技术方案概述如下锌铜镍合金的分离方法，它包括下列步骤配置稀硫酸，在硫酸溶液中加入锌铜镍合金，其中铜、镍和稀硫酸不反应，锌转化为硫酸锌溶液，过滤后即得硫酸锌溶液和铜镍合金，在滤液中加入锌化物A，使溶液达饱和，加热结晶，即得硫酸锌晶体。然后配制硝酸溶液，在硝酸溶液中加入过量的铜镍合金，待反应趋于平缓时，静置10～30分钟，此时溶液呈中性，将未反应的合金块分离出来(可再利用)，产品过滤并经磁化筛选，得单质铜，滤液中再加入铜镍合金，静置10小时左右，溶液体系中可得纯净的硝酸镍溶液，将含固体表面覆盖铜膜的铜镍合金浸入硝酸溶液循环，即可达锌铜镍合金分离之目的。
上述反应所配制的稀硫酸浓度在1∶3～1∶10(V/V)之间。
上述反应是用稀硫酸浸泡废锌铜镍合金样品来分离锌，所得溶液加入锌化物A，使硫酸锌溶液达饱和，加热结晶得硫酸锌晶体。
上述反应所加入的锌化物A为碳酸锌、氢氧化锌、氧化锌、硫酸四氨合锌、碱式碳酸锌之一种。
上述反应所配制的硝酸溶液浓度在1∶1～1∶4(V/V)之间。
上述反应中用硝酸与提取的铜镍合金进行反应，而硝酸溶液中铜镍合金的加入量是过量的。
上述反应是利用提取的铜镍合金样品(即加入过量的铜镍合金)中的镍来置换出硝酸铜中的单质铜。
将未反应的锌铜镍合金分离出来(可再次利用)，产品过滤并经磁化筛选，分别得金属铜及金属镍，滤液为粗硝酸镍溶液，在滤液中加入铜镍合金，静置10小时左右后即可得纯净的硝酸镍溶液。
利用本发明工艺分离锌铜镍合金可使生产成本降低，反应条件温和、分离效率高、对环境影响小。利用廉价的废镍料生产出硫酸锌、单质铜和试剂级硝酸镍，可使生产的产品产生较好的经济效益。
具体实施例方式
实施例1取浓硫酸，按1∶8(V/V)稀释至600mL，备用。称取200g样品，放入硫酸中浸泡数小时，得硫酸锌溶液和铜镍合金153g，在硫酸锌溶液中加入锌化物A，使溶液达饱和，加热结晶，即得硫酸锌晶体，烘干，称重，得硫酸锌192g。取浓硝酸，按1∶1(V/V)稀释至200mL，备用。取40g铜镍合金放入稀释后的硝酸中，常温下剧烈反应，待反应趋于平缓后，静置15分钟左右，此时溶液呈中性，取出未反应完的铜镍合金块，清洗、烘干、称重得18.6g(可重复利用)，产品过滤，并经磁化筛选，得单质铜，清洗、烘干、称重，单质铜含量为3.5g；另在滤液中加入铜镍合金，静置10小时左右，得纯硝酸镍溶液，溶液加热、结晶、过滤、烘干、称重，得硝酸镍晶体60.2g。
实施例2取浓硫酸，按1∶5(V/V)稀释至600mL，备用。称取200g样品，放入硫酸中浸泡数小时，得硫酸锌溶液和铜镍合金155g，在硫酸锌溶液中加入锌化物A，使溶液达饱和，加热结晶，即得硫酸锌晶体，烘干，称重，得硫酸锌286g。取浓硝酸，按1∶2(V/V)稀释至200mL，备用。取30g铜镍合金放入稀释后的硝酸中，常温下剧烈反应，待反应趋于平缓后，静置15分钟左右，此时溶液呈中性，取出未反应完的铜镍合金块，清洗、烘干、称重得15.1g(可重复利用)，产品过滤，并经磁化筛选，得单质铜，清洗、烘干、称重，得铜2.4g；在滤液中加入铜镍合金，静置10小时左右，得纯净的硝酸镍溶液，加热结晶得硝酸镍晶体，烘干，称重，得硝酸镍晶体38.8g。
实施例3取浓硫酸，按1∶3(V/V)稀释至600mL，备用。称取200g样品，放入硫酸中浸泡数小时，得硫酸锌溶液和铜镍合金154g，在硫酸锌溶液中加入锌化物A，使溶液达饱和，加热结晶，即得硫酸锌晶体，烘干，称重，得硫酸锌430g。取浓硝酸，按1∶3(V/V)稀释至200mL，备用。取20g铜镍合金放入稀释后的硝酸中，常温下剧烈反应，待反应趋于平缓后，静置15分钟左右，此时溶液呈中性，取出未反应完的铜镍合金块，清洗、烘干、称重得9.3g(可重复利用)，产品过滤，并经磁化筛选，得单质铜，清洗、烘干、称重，得铜1.7g；在滤液中加入铜镍合金，静置10小时左右，得纯净的硝酸镍溶液，加热结晶得硝酸镍晶体，烘干，称重，得硝酸镍晶体27.6g。
权利要求
1.一种废锌铜镍合金的分离方法，其特征在于包括下列步骤配置稀硫酸，在硫酸溶液中加入废锌铜镍合金，其中铜、镍和稀硫酸不反应，锌转化为硫酸锌溶液，过滤后即得硫酸锌溶液和铜镍合金；在滤液中加入锌化物A，使溶液达饱和，加热结晶，即得硫酸锌晶体；配制硝酸溶液，在硝酸溶液中加入过量的铜镍合金，待反应趋于平缓时，静置10～30分钟，此时溶液呈中性，将未反应的合金块分离出来，产品过滤并经磁化筛选，得单质铜；滤液中再加入铜镍合金，静置10小时左右，溶液体系中可得纯净的硝酸镍溶液，将含固体表面覆盖铜膜的铜镍合金浸入硝酸溶液循环，即可达锌铜镍合金分离之目的。
2.根据权利要求1所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于稀硫酸的浓度在1∶3～1∶10(V/V)之间。
3.根据权利要求1所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于用稀硫酸浸泡样品分离锌，所得溶液加入锌化物A，使硫酸锌溶液达饱和，加热结晶得硫酸锌晶体。
4.根据权利要求1所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于加入的锌化物A为碳酸锌、氢氧化锌、氧化锌、硫酸四氨合锌、碱式碳酸锌之一种。
5.根据权利要求1所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于配制的硝酸溶液浓度在1∶1～1∶4(V/V)之间。
6.根据权利要求1所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于硝酸溶液中铜镍合金的加入量是过量的。
7.根据权利要求3所述的锌铜镍合金的分离方法，其特征在于利用原样品(即加入过量的铜镍合金)中的镍来置换出硝酸铜中的单质铜。
全文摘要
本发明公开了一种锌镍铜合金的分离方法，它包括下列步骤配置稀硫酸，在硫酸溶液中加入锌镍铜合金，过滤后既得硫酸锌溶液和铜镍合金；在滤液中加入锌化物，使溶液达饱和，加热结晶，既得硫酸锌晶体；配制硝酸溶液，在硝酸溶液中加入过量的铜镍合金，过滤并经磁化筛选，得单质铜；滤液中加入铜镍合金，可得纯净的硝酸镍溶液。本发明工艺简单、生产成本低廉、反应条件温和、分离效率高、对环境影响小，其工艺路线便于推广，生产的产品能产生较好的经济效益。
文档编号C22B3/06GK1548563SQ0313830
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月23日 优先权日2003年5月23日
发明者方卫民, 赵剑峰, 谢银君 申请人:浙江大学