本發(fā)明涉及溶液除雜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鎳溶液深度凈化除硅的方法。
背景技術(shù)：
鎳濕法冶煉中得到的鎳溶液，其中含有鈷、鈣、鎂、鉛、硅等雜質(zhì)，通常利用萃取法和沉淀法對(duì)鈷、鈣、鎂、鉛進(jìn)行針對(duì)性的除雜后用于鎳板及鎳鹽晶體的制備，但對(duì)雜質(zhì)硅沒有相應(yīng)的處理工藝，體系中的硅含量維持在0.5～1g/L之間。隨著鎳鹽產(chǎn)品在鋰離子電池正極材料中的不斷應(yīng)用，對(duì)其雜質(zhì)含量的要求也越來越高，尤其是雜質(zhì)硅，由于生產(chǎn)過程中不可避免會(huì)再次引入，因此對(duì)原料中硅含量要求更高。
關(guān)于溶液中深度除硅方法的研究，主要集中在氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁酸鈉溶液的除硅研究，已知的中國專利有CN1569639、CN101857254、CN101891227A、CN102923745A、CN102951667A、CN103739010A和CN103803614A，主要公布了使用不同脫硅劑在鋁酸鈉溶液中常壓或加壓除硅的方法。
中國專利CN1569639和CN101857254通過晶種活化處理或者加入赤泥的方法，將鋁酸鈉溶液中的二氧化硅含量降低至1g/L左右。CN101891227A和CN103739010A采用制堿工業(yè)中的廢棄物制備的Friedel鹽(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)或者含氯化鎂的鹵水制備的鎂鋁水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)作為脫硅劑，能夠?qū)⒅辽?0％或80％的二氧化硅從鋁酸鈉溶液中脫除，深度脫硅的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢棄資源的再利用。CN102923745A利用氧化鈣和EDTA進(jìn)行加壓深度除鋁酸鈉溶液中的硅和鐵，使溶液中硅濃度低于0.67mg/L。鐵濃度低于0.1mg/L。CN102951667A則采用粉煤灰作為脫硅晶種，加入硅酸鈉溶液中進(jìn)行常壓或中壓脫硅，能將鋁酸鈉溶液中的A/S從15～25提高到110～1000，脫硅后分離出的粉煤灰可作為原料配料生產(chǎn)氧化鋁。
中國專利CN103803614A公開了一種利用硅溶膠在酸性體系中深度脫硅的方法，該方法利用可溶性的硅酸鹽與酸反應(yīng)得到硅溶膠，將硅溶膠加入待處理的酸性溶液中繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，再通過陽離子絮凝劑進(jìn)行絮凝后沉降、固液分離，硅含量可降至0.001％以下。
此外，莫鼎城等人在《中國有色金屬學(xué)報(bào)》Vol.4NO.4，1994，38～40介紹了一種高硅硫酸鋅溶液中脫硅的方法，利用鐵和炭粉處理高硅酸溶液中的雜質(zhì)硅，并對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的最佳試驗(yàn)條件下，硅含量由原來的23g/L左右降低至0.2g/L以下，除硅率達(dá)到99％以上，主金屬鋅的回收率達(dá)到98％左右。其原理是利用該體系的電化學(xué)性質(zhì)，鐵與炭粒在水溶液中產(chǎn)生1.2v左右的電位差有利于膠體硅的沉積，此外，酸性條件下鐵與酸反應(yīng)生成Fe2+和Fe3+，當(dāng)pH升高時(shí)，生成的Fe(OH)2和Fe(OH)3同時(shí)發(fā)揮吸附和粘結(jié)架橋的作用，把生成的硅膠凝聚下來，達(dá)到脫硅的目的。
上述專利和文章中除硅的方法主要針對(duì)其他體系高硅溶液中的雜質(zhì)硅的脫除，鎳溶液中深度除硅的方法還未見報(bào)道，上述方法除雜后的溶液中硅含量仍在0.2g/L以上，該類方法不能達(dá)到深度脫硅的目的；使用上述除硅劑時(shí)，會(huì)不同程度地向溶液中引入其他雜質(zhì)離子，尤其是鐵，電池材料對(duì)鐵等其他磁性異物要求嚴(yán)格，勢(shì)必會(huì)增加后續(xù)的除雜負(fù)擔(dān)，增加處理成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎳溶液深度凈化除硅的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)缺少鎳溶液中深度除硅方法的問題。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為：一種鎳溶液深度凈化除硅的方法包括：溶液加熱、調(diào)節(jié)PH值、反應(yīng)物分離3個(gè)步驟。
溶液加熱：將富含鎳的溶液置于容器中，加熱至50～80℃。
調(diào)節(jié)PH值：入適量堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)加入過程伴隨均勻攪拌，直到溶液PH值保持在4～6之間，具體數(shù)值根據(jù)溶液具體情況而定，當(dāng)溶液PH達(dá)到預(yù)定數(shù)值后，繼續(xù)攪拌一段時(shí)間，攪拌時(shí)間為1～10小時(shí)；所述堿性物質(zhì)為濃度100-400g/L的氫氧化鈉溶液或濃度100-400g/L氫氧化鈉溶液與氫氧化鎳的混合物。
反應(yīng)物分離：對(duì)經(jīng)過步驟B操作的物質(zhì)進(jìn)行固液分離，得到凈化后的鎳溶液以及氫氧化鎳渣；固液分離可以采用抽濾分離或壓濾分離；凈化后的鎳溶液硅含量小于0.005g/L。
C步驟得到的氫氧化鎳渣可用于B步驟中，首次產(chǎn)生的氫氧化鎳渣可多次循環(huán)使用3-4次。
本方法尤其適用于硫酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳與氯化鎳的混合溶液硫酸鎳鈷溶液或硫酸鎳鈷與氯化鎳混合溶液，鎳總濃度為15～75g/L，硅含量為0.1～1g/L。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，全過程在常壓下進(jìn)行，對(duì)溫度沒有過高的要求，節(jié)約能源，同時(shí)本工藝除雜效果良好，除雜后溶液硅含量小于0.005g/L，解決了鎳溶液中深度除硅的難題。除硅過程中只需加入氫氧化鈉溶液或氫氧化鈉溶液與氫氧化鎳的混合物，同時(shí)還能保證有價(jià)金屬較高的回收率，除雜后溶液pH穩(wěn)定，利于下一工序的進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。除硅后產(chǎn)生的氫氧化鎳可以重復(fù)利用，節(jié)約了氫氧化鈉溶液降低了成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1。
稱取氫氧化鈉5g，加20mL水配制成250g/L的氫氧化鈉溶液，取含硅的硫酸鎳溶液1L。
溶液加熱：將含硅的硫酸鎳溶液置于容器中，加熱至50℃。
調(diào)節(jié)PH值：入適量堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)加入過程伴隨均勻攪拌，直到溶液PH值保持在4，當(dāng)溶液PH值穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌2小時(shí)。
反應(yīng)物分離：對(duì)經(jīng)過步驟B操作的物質(zhì)進(jìn)行減壓抽濾，得到凈化后的鎳溶液以及氫氧化鎳渣。氫氧化鎳渣用熱純水洗滌2～3次即可復(fù)用3～4次。氫氧化鎳渣在加入氫氧化鈉溶液前全部加入待除雜的溶液中。
除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比見表1。
表1硫酸鎳溶液除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比
實(shí)施例2
稱取氫氧化鈉8g，加20mL水配制成400g/L的氫氧化鈉溶液，取含硅的氯化鎳溶液2L。
溶液加熱：將含硅的氯化鎳溶液置于容器中，加熱至80℃。
調(diào)節(jié)PH值：入適量堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)加入過程伴隨均勻攪拌，直到溶液PH值保持在5，當(dāng)溶液PH值穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌10小時(shí)。
反應(yīng)物分離：對(duì)經(jīng)過步驟B操作的物質(zhì)進(jìn)行減壓抽濾，得到凈化后的鎳溶液以及氫氧化鎳渣。
氫氧化鎳渣用熱純水洗滌2～3次即可復(fù)用3～4次。氫氧化鎳渣在加入氫氧化鈉溶液前全部加入待除雜的溶液中。
除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比見表2。
表Z氯化鎳鎳溶液除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比
實(shí)施例3
稱取氫氧化鈉150g，加375mL水配制成400g/L的氫氧化鈉溶液，取含硅的硫酸鎳鈷溶液70L。
溶液加熱：將含硅的硫酸鎳鈷置于容器中，加熱至70℃。
調(diào)節(jié)PH值：入適量堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)加入過程伴隨均勻攪拌，直到溶液PH值保持在5.5，當(dāng)溶液PH值穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌5小時(shí)。
反應(yīng)物分離：對(duì)經(jīng)過步驟B操作的物質(zhì)進(jìn)行壓濾，得到凈化后的鎳溶液以及氫氧化鎳渣。
氫氧化鎳渣用熱純水洗滌2～3次即可復(fù)用3～4次。氫氧化鎳渣在加入氫氧化鈉溶液前全部加入待除雜的溶液中。
除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比見表3。
表3硫酸鎳溶液除硅前后溶液指標(biāo)對(duì)比