技术领域
本发明涉及一种在不溶阳极电积法制备阴极镍电解液中补充镍 的方法,特别是一种采用添加高纯球形氢氧化镍中和不溶阳极电积镍 产生的游离酸且同时补充镍离子的方法。
背景技术
镍不仅是制造镍
合金的
基础材料,更是其它合金(
铁、
铜、
铝基 等合金)中的
合金元素。目前,镍及其合金广泛用于特殊用途的零部 件、仪器制造、机器制造、火箭技术装备中、
原子反应堆中,同时还 被应用于生产
碱性
蓄电池、多孔
过滤器、催化剂以及零部件与半制品 的防蚀电
镀层等领域,镍被视为国民经济建设的重要战略物质。
金属镍的生产在国内外主要采用可溶阳极电解法,就是将粗镍或 硫化镍铸成阳极板,在
电解槽内电解,在阳极生成镍离子,而在阴极 生成金属镍。
阳极反应:Ni-2e→Ni2+ 阴极反应:Ni2+→Ni+2e 总反应为零。该法的主要局限是制备阴极镍的原料只能是粗镍或硫化 镍,不能利用湿法流程产生的离子态的镍制备阴极镍。
不溶阳极电积法生产金属镍,镍离子存在于溶液中,在直流电的 作用下,Ni2+在阴极上得到
电子生成金属镍沉积在阴极上;阳极为铝
银合金,在电积过程中阳极为正电势,在其表面形成
钝化阻止了铅的 分解,H2O在阳极上被分解为O2和H+,O2直接排空,H+和SO4 2-结合生 成
硫酸,形成阳极液。
阳极反应:2H2O-4e→O2+4H+ 阴极反应:Ni2+→Ni+2e
在国内,新疆阜康
冶炼厂是目前唯一采用不溶阳极电积法生产金 属镍的厂家,其工艺过程为:由矿物
浸出并
净化得到阴极液(组成 g/l:Ni 84.8,Co 0.0029,Cu 0.0004,Pb 0.0001,Na2SO4 103.03, H3BO3 3.12),用此阴极液进行电积,得到阴极镍和酸累积和镍贫化后 的阳极液(组成g/l:Ni 55.6,Co 0.001 3,Cu 0.0004,Pb 0.0016, Na2SO4 49.24,H2SO4 50)。新疆阜康冶炼厂由于需要硫酸进行镍矿的 浸出,将此阳极液返回到二次浆化配料工序,消耗硫酸重新生产阴极 液。这样,有65%的镍在流程中循环,镍的一次回收率只有35%,且 大量净化后的镍重新进入冗长的除杂工序,必将降低流程的处理效率 和镍的总收率。
国内有的
电解镍加工厂采用的不溶阳极电积法生产阴极镍,对阴 极液贫化后镍离子的补充采用添加硫酸镍溶液,对酸累积后的阳极液 的处理则采用加入NaOH调整pH值至3左右的方法,继续进行电积。 但这样一来,电解液中Na2SO4的浓度持续增高,必须进行体外循环 进行硫酸钠的脱除。脱除的方法是将电积时约70℃的电解液进行冷 冻,使硫酸钠结晶析出,这样势必会增加镍的生产成本。与此同时, 部分硫酸镍析出或被硫酸钠结晶夹杂析出,造成的镍损失大于3%。
发明内容
为了克服
现有技术的不足,本发明提供一种不溶阳极电积法制备 阴极镍电解液中补充镍的方法,该方法工艺简单、可靠、设备投资少、 工艺效果好并且不会造成环境污染,同时不会造成镍的损失。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法,其 特征在于该方法是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内,针对在不溶阳 极电积法制备阴极镍过程中镍离子不断消耗和氢离子不断增加的电 解液在电解槽体外循环,并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的溶解槽, 使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中,再将电解液返 回电解槽继续进行镍的电积。
本发明采用的高纯球形氢氧化镍可通过络合沉淀法将硫酸镍溶 液中的镍离子转换成球形氢氧化镍,通过洗涤去除钠离子和硫酸镍溶 液中携带的阴离子杂质,经干燥即制成高纯球形氢氧化镍。
本发明在贮存高纯球形氢氧化镍的溶解槽的出口处设置有过滤 系统,以将未溶解的氢氧化镍截留在溶解槽中。
由于高纯球形氢氧化镍在酸中较易溶解的pH值在3左右,pH高 于3时,高纯球形氢氧化镍的溶解需要较长时间或加温、搅拌,可以 使溶解终点pH值高至4到4.5,因此在氢氧化镍过量时电解液循环 流过贮存高纯球形氢氧化镍的槽体时,溶解氢氧化镍的终点酸度较容 易控制为最适合电积的pH值3.0~3.3。
本发明的有益效果是:本发明直接在电解液中添加高纯球形氢氧 化镍,并利用在电积过程中电解液累积的H+将氢氧化镍溶解,从而 既可解决电解液中酸累积的问题,又可解决电解液中的镍离子的补充 的问题,同时由于无须加入氢氧化钠中和电解液中的累积酸,因而可 免除传统工艺中脱除硫酸钠的工序,从而可防止硫酸镍的析出,以防 止电解液中镍的损耗;并且本发明的方法工艺简单、可靠、设备投资 少、工艺效果好并且不会造成环境污染。
下面结合
实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
本发明所公开的一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中 补充镍的方法,是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内,在不溶阳极电 积法制备阴极镍过程中,随着镍离子的不断消耗和氢离子的不断增 加,使电解液在电解槽体外循环,并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的 溶解槽,使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中,再将 镍离子含量达到电积要求的电解液返回电解槽继续进行镍的电积。
本发明采用的高纯球形氢氧化镍可通过络合沉淀法制备,即向硫 酸镍溶液中加入氢氧化钠,使硫酸镍中的镍离子转换成球形氢氧化 镍,通过洗涤去除钠离子和硫酸镍溶液中携带的氯离子和
硝酸根离子 等阴离子杂质,经干燥即制成高纯球形氢氧化镍。
贮存高纯球形氢氧化镍的槽体中存有过量的球形氢氧化镍,并且 贮存高纯球形氢氧化镍的溶解槽的出口处设置有过滤系统,以将未溶 解的氢氧化镍截留在溶解槽中。
由于高纯球形氢氧化镍在酸中较易溶解的pH值在3左右,pH高 于3时,高纯球形氢氧化镍的溶解则需要较长时间或加温、搅拌,当 对溶解槽中的氢氧化镍加温、搅拌时,可以使氢氧化镍的溶解终点 pH值高至4到4.5,因此为保证氢氧化镍能迅速溶解,在氢氧化镍过 量时电解液循环流过贮存高纯球形氢氧化镍的槽体时,溶解氢氧化镍 的终点酸度较容易控制为最适合电积的pH值3.0~3.3。