一种硫酸镍溶液深度净化的方法与流程

本发明属于有色冶金复杂成分溶液深度净化脱杂及提纯技术领域，具体涉及一种硫酸镍溶液深度净化的方法。

背景技术：

在镍盐的精制及提纯工业工，常常以成分复杂的硫酸镍溶液为原料，硫酸镍溶液中常见的杂质金属元素包括铜、砷、锑、铋、锌、铁、钴、铅、钙、镁等，故而镍盐的精制及提纯工业所涉及的技术主要为镍盐溶液中多种杂质元素的深度脱除技术；

冶金行业的研究人员对硫酸镍溶液净化除杂工艺有过较多探索，较为经典的工艺路线为“空气氧化除铁—→黑镍氧化除钴—→氟化钠除钙镁—→p507萃取除铜锌”，该工艺无法深度脱除硫酸镍溶液中的砷、锑、铋，且其将溶液中铁、钴、钙、镁的脱除分三段进行，工艺流程长，黑镍除钴选用黑镍为强氧化剂，黑镍的自给只适用于规模较大、工艺齐全的冶炼企业，对小型企业不是最佳选择；

因此，针对现有工艺在深度脱除硫酸镍溶液中多种杂质过程中存在的不足，开发一种新颖的、适用于成分复杂的硫酸镍溶液深度净化的方法是有意义的。

技术实现要素：

为弥补现有硫酸镍溶液深度净化除杂工艺的不足，本发明的目的在于提供一种硫酸镍溶液深度净化的方法，该方法工艺流程短，除杂效果好，能实现硫酸镍溶液中铜、砷、锑、铋、锌、铁、钴、铅、钙、镁等杂质元素的深度脱除，得到干净的硫酸镍溶液，为从中提取制备高纯镍盐产品创造了必要条件。

为实现上述目的，本发明所采用的具体方案为：一种硫酸镍溶液深度净化的方法，包括以下步骤：

1)硫酸镍溶液硫化脱杂：以硫化氢气体为硫化剂，在加压条件下对硫酸镍溶液进行硫化脱杂，深度脱除其中的铜、砷、铋及部分锑、铅等在质元素，过滤，得到硫化后液和硫化渣；

2)硫化后液强氧化脱杂：向步骤1)所得硫化后液加入氢氧化钠溶液，控制调节ph值，按比例加入naf，加热至一定温度后通入臭氧，深度脱除其中的铁、钴、锑、铅、钙、镁，反应结束后过滤，得到氧化后液和氧化渣；

3)氧化后液除锌：以d2ehpa为萃取剂，采用离心萃取工艺处理步骤2)所得氧化后液，深度脱除其中的锌，得到深度净化的硫酸镍溶液；

根据本公开实施例，所述s1)中所述硫酸镍溶液为浓度大于90g/l，且溶液中镍浓度与其他杂质金属的总浓度之比m(镍g/l)：m(杂质g/l)≥6：1。

根据本公开实施例，所述s1)中硫酸镍溶液硫化脱杂以硫化氢气体为硫化剂，在常温、加压条件下进行，硫化氢浓度0.10～0.14kg/m^-3，反应压强10±1kpa，反应时间10～30min。

根据本公开实施例，所述s2中所述氧化剂为臭氧；所述辅助添加剂为氟化钠。

根据本公开实施例，反应过程控制ph为4.5～6.0，氟化钠按溶液中摩尔比(ca²⁺+mg²⁺)：naf＝1：3添加，反应温度80～90℃，反应时间6～8小时；所用臭氧浓度10～15mg/l，每分钟臭氧通入体积与反应溶液体积比为1：6，通入臭氧30min后，溶液氧化电位大于300mv。

根据本公开实施例，所述s3)中所用萃取剂为d2ehpa，控制萃取剂浓度15～20％，皂化率65～70％，相比o/a＝1：4，三级逆流。

根据本公开实施例，在步骤s2中，过滤方式为精密过滤，滤膜孔径≤3μm。

本发明的有益效果在于：本发明采用“硫化氢硫化除杂——臭氧氧化除杂——萃取除锌”为主干的工艺流程处理成分复杂的硫酸镍溶液，选用了硫化氢和臭氧为深度除杂试剂，并将铁、钴、钙、镁杂质的脱除工序由三步合并为一步，精简了工艺流程，极好地实现了硫酸镍溶液中铜、砷、锑、铋、锌、铁、钴、铅、钙、镁杂质元素的深度脱除，弥补了传统工艺在深度净化复杂成分硫酸镍溶液中存在的不足，所得净化后的硫酸镍溶液中镍与杂质的质量比m镍：m＞10000：1，为从中提取并制备高纯镍盐产品创造了必要条件。

附图说明

图1为本发明一种硫酸镍溶液深度净化的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明一种硫酸镍溶液深度净化的方法，包括以下步骤：

s1)硫酸镍溶液硫化脱杂：将硫化剂加入硫酸镍溶液中，在加压条件下对硫酸镍溶液进行硫化脱杂，深度脱除其中的铜、砷、铋及部分锑、铅杂质元素，过滤，得到硫化后液和硫化渣；

s2)硫化后液强氧化脱杂：向s1)所得硫化后液加入氢氧化钠溶液，调节ph值，加热后通入氧化剂和辅助添加剂，控制氧化反应电位，深度脱除其中的铁、钴、锑、铅、钙、镁，反应结束后过滤，得到氧化后液和氧化渣；

s3)氧化后液除锌：加入萃取剂，采用离心萃取工艺处理步骤s2所得氧化后液，深度脱除其中的锌，得到深度净化的硫酸镍溶液。

根据本公开实施例，所述s1)中所述硫酸镍溶液为浓度大于90g/l，且溶液中镍浓度与其他杂质金属的总浓度之比m(镍g/l)：m(杂质g/l)≥6：1。

根据本公开实施例，所述s1)中硫酸镍溶液硫化脱杂以硫化氢气体为硫化剂，在常温、加压条件下进行，硫化氢浓度0.10～0.14kg/m^-3，反应压强10kpa，反应时间10min。

根据本公开实施例，硫化后液强化氧化脱杂氧化剂为臭氧，以氟化钠为辅助添加剂。

根据本公开实施例，所述s2中反应过程控制ph为4.5～6.0，所述氧化电位大于300mv，反应温度80～90℃，反应时间6～8小时。

根据本公开实施例，所述氟化钠的加入量为按反应溶液中摩尔比(ca²⁺+mg²⁺)：naf＝1：3；所用臭氧浓度10～15mg/l，每分钟臭氧通入体积与反应溶液体积比为1：6。

根据本公开实施例，所述s3)中所用萃取剂为d2ehpa，控制萃取剂质量浓度15～20％，皂化率65～70％，相比o/a＝1：4，三级逆流。

根据本公开实施例，在步骤s2中，过滤方式为精密过滤，滤膜孔径≤3μm。

实施例1～3

按照上述步骤进行三组实验，实施例1对应实验1，实施例2对应实验2，实施例3对应实验3，每组实验参数如表1所示；

表1实验参数控制表

实验所用硫酸镍溶液成分如表2所示

表2硫酸镍溶液成分表g/l

硫化脱杂实验结果如表3所示

表3硫化后液成分表g/l

表4硫化渣成分表％

表5硫化渣成分表％

用硫化氢硫化剂，在10kpa压力条件下脱除硫酸镍溶液中的杂质，铜、砷、铋可脱除至0.005g/l以下，锑、铅可脱除至0.02g/l，镍直收率大于99.0％；

对硫化后液进行强氧化脱杂，实验结果如下表所示：

表6氧化后液成分表g/l

表7氧化渣成分表％

表8氧化渣成分表％

以臭氧为强氧化剂，同时添加氟化钠，硫化后液中铁、钴、锑、铅可脱除至0.005g/l以下，脱除率大于99.9％，镁可脱除至0.005g/l，钙可脱除至0.008g/l，脱除率大于97％，镍直收率大于97％；

以d2ehpa为萃取剂，采用离心萃取工艺对氧化后液进行萃取除锌，实验结果如下表所示：

表9净化后硫酸镍溶液成分表

以d2ehpa为萃取剂，采用离心萃取工艺对氧化后液进行萃取除锌，控制萃取剂浓度15％，皂化率70％，三级逆流，溶液中锌可脱除至0.005g/l以下，脱除率大于99.9％，镍直收率大于97％；

所述硫化渣回收铜砷；

所述氧化渣回收镍；

所得净化后硫酸镍溶液提取制备高纯镍盐产品；

最后声明，本发明保护范围并不局限于此，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。