本發(fā)明屬于元素回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外銅電解傳統(tǒng)脫除砷、銻、鉍的方法大多首先采用濃縮銅電解液，得到粗硫酸銅結(jié)晶，從而帶走部分砷、銻、鉍、鎳等雜質(zhì)，然而由于高價值的元素鎳也一并被帶走，隨著粗雜銅冶煉處理量的增加，被帶走的鎳總量大增，造成資源的大量浪費。因此，粗硫酸銅在生產(chǎn)精制硫酸銅產(chǎn)品過程中，必須開路部分含砷、鎳溶液。

現(xiàn)有的回收鎳傳統(tǒng)工藝，首先是對硫酸銅母液進行一次擴散滲析脫酸、脫砷，在對一次擴散殘液進行中和脫銅、脫砷，再深度中和提取高銅、高砷、高鎳渣，作為提取鎳的原材料，由于含鎳物料含砷、銅等雜質(zhì)高，鎳的主品位低，造成鎳產(chǎn)品提取流程長，堿耗大，工序復(fù)雜，鎳的直收率和回收率大打折扣。

如何降低堿耗，得到低砷、低銅高品位優(yōu)質(zhì)鎳鹽原料，對進一步的深加工意義重大，即可減少廢水處理量，又大大提高了鎳的總回收率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明提出了一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法，其特征在于，通過對含高酸、高砷、含低鎳的硫酸銅結(jié)晶母液進行氧化、三次深度濃縮及二次膜擴散，最終得到的濃縮液冷凍分離得到低砷、低銅含鎳鹽。

進一步地，所述方法的步驟為：

1)一次氧化濃縮：向硫酸銅結(jié)晶母液中加入氧化劑，然后對母液進行一次深度濃縮，濃縮后得到一次濃縮粗硫酸銅和一次濃縮后液；

2)一次膜擴散滲析：將所述一次濃縮后液稀釋進行一次膜擴散滲析，獲得一次回收含砷酸和一次富鎳擴散殘液；

3)二次氧化濃縮：向一次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，然后對一次富鎳擴散殘液進行二次深度濃縮，濃縮后得到二次濃縮粗硫酸銅和二次濃縮后液；

4)二次膜擴散滲析：將所述二次濃縮后液稀釋進行二次膜擴散滲析，獲得二次回收含砷酸和二次富鎳擴散殘液；

5)三次氧化濃縮：向二次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，然后對二次富鎳擴散殘液進行三次深度濃縮，濃縮后得到三次濃縮粗硫酸銅和三次濃縮后液；

6)冷凍分離提取鎳鹽：對所述三次濃縮后液進行冷凍分離，獲得粗硫酸鎳，所述冷凍后液返回第一次膜擴散步驟中。

進一步地，所述方法的步驟具體為：

1)一次氧化濃縮：向硫酸銅結(jié)晶母液加入氧化劑，氧化劑的加入量為母液中含砷總重量的0.8％～1.5％，然后對母液進行一次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到一次濃縮粗硫酸銅和一次濃縮后液；

2)一次膜擴散滲析：將所述一次濃縮后液稀釋進行一次膜擴散滲析，獲得一次回收含砷酸和一次富鎳擴散殘液，所述一次富鎳擴散殘液要求硫酸濃度降至280g/l以下，砷濃度降至80g/l以下；

3)二次氧化濃縮：向一次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，氧化劑的加入量為一次富鎳擴散殘液中砷總重量的0.3％～0.8％，然后對一次富鎳擴散殘液進行二次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到二次濃縮粗硫酸銅和二次濃縮后液；

4)二次膜擴散滲析：將所述二次濃縮后液稀釋進行二次膜擴散滲析，獲得二次回收含砷酸和二次富鎳擴散殘液，所述二次富鎳擴散殘液要求硫酸濃度降至260g/l以下，砷濃度降至80g/l以下；

5)三次氧化濃縮：向二次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，氧化劑的加入量為二次富鎳擴散殘液中砷總重量的0.1％～0.4％，然后對二次富鎳擴散殘液進行三次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到三次濃縮粗硫酸銅和三次濃縮后液；

6)冷凍分離提取鎳鹽：對所述三次濃縮后液進行冷凍分離，冷凍溫度為-8℃～-25℃，獲得粗硫酸鎳的含鎳率為18％以上，所述冷凍后液返回第一次膜擴散步驟中。

進一步地，所述氧化劑為質(zhì)量分數(shù)30％的雙氧水溶液或氯酸鈉、次氯酸鈉、高錳酸鉀中的一種。

進一步地，所述一次深度濃縮、二次深度濃縮和三次深度濃縮均為氧化濃縮。

進一步地，所述一次濃縮粗硫酸銅、二次濃縮粗硫酸銅和三次濃縮粗硫酸銅均返回硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)中回收硫酸銅、鎳，擴散滲析回收酸返砷回收系統(tǒng)回收砷。

本發(fā)明的有益效果在于：通過加入雙氧水或其它氧化劑，可以在濃縮過程中分解骨膠等有機物，避免膜擴散或離子交換造成的中毒現(xiàn)象，提高復(fù)用率，降低成本，通過多次提高酸度和砷的濃度，膜脫除砷酸、硫酸的效率得到大幅提高，三次氧化濃縮后得到的溶液清亮，由于酸度適中、無三價砷、銅脫除較為徹底，鎳得到多次富集，鎳冷凍結(jié)晶率大于80％，得到的粗硫酸鎳含砷、含銅低，鎳主品位高，未引入新雜質(zhì)，無二次污染問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法，所述方法的步驟具體為：

1)一次氧化濃縮：向硫酸銅結(jié)晶母液加入氧化劑，氧化劑的加入量為母液中含砷總重量的0.8％～1.5％，然后對母液進行一次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到一次濃縮粗硫酸銅和一次濃縮后液；

2)一次膜擴散滲析：將所述一次濃縮后液稀釋進行一次膜擴散滲析，獲得一次回收含砷酸和一次富鎳擴散殘液，所述一次富鎳擴散殘液要求硫酸濃度降至280g/l以下，砷濃度降至80g/l以下；

3)二次氧化濃縮：向一次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，氧化劑的加入量為一次富鎳擴散殘液中砷總重量的0.3％～0.8％，然后對一次富鎳擴散殘液進行二次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到二次濃縮粗硫酸銅和二次濃縮后液；

4)二次膜擴散滲析：將所述二次濃縮后液稀釋進行二次膜擴散滲析，獲得二次回收含砷酸和二次富鎳擴散殘液，所述二次富鎳擴散殘液要求硫酸濃度降至260g/l以下，砷濃度降至80g/l以下；

5)三次氧化濃縮：向二次富鎳擴散殘液中加入氧化劑，氧化劑的加入量為二次富鎳擴散殘液中砷總重量的0.1％～0.4％，然后對二次富鎳擴散殘液進行三次深度濃縮，濃縮至溶液的密度為1.45～1.85g/l，硫酸濃度≥400g/l，濃縮后得到三次濃縮粗硫酸銅和三次濃縮后液；

6)冷凍分離：對所述三次濃縮后液進行冷凍分離，冷凍溫度為-8℃～-25℃，獲得粗硫酸鎳的含鎳率為18％以上，所述冷凍后液返回第一次膜擴散步驟中。

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步地說明：

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法，取50l含砷48g/l，含硫酸175g/l，含鎳15g/l硫酸銅結(jié)晶母液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水溶液19g，進行氧化濃縮，濃縮渣含銅18.3％，含鎳1.7％返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，濃縮后液得到含砷163g/l，含銅17g/l，含硫酸484g/l，含鎳41g/l的硫酸銅溶液。

所述的工藝將一次濃縮后液稀釋后進行一次膜擴散滲析，得到一次回收含砷酸返砷廢水處理系統(tǒng)，一次富鎳擴散殘液含砷66g/l，含硫酸252g/l，含鎳37g/l、含銅16g/l的溶液送下一步二次氧化濃縮。

取18l一次富鎳擴散殘液進行二次氧化濃縮，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水3.8g(重量)，進行氧化濃縮，得到二次濃縮粗硫酸銅返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，二次濃縮后液含硫酸458g/l，含砷127g/l，含鎳55g/l送下一步進行二次膜擴散脫砷、脫酸。

對二次濃縮后液稀釋后進行二次膜擴散滲析，得到二次回收含砷酸返廢水處理系統(tǒng)，二次富鎳擴散殘液，含砷77g/l，含硫酸205g/l，含鎳71g/l、含銅13g/l的富鎳硫酸銅溶液。

取11l二次富鎳擴散殘液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水2.2g(重量)，進行第三次氧化濃縮，得到含砷146g/l，含硫酸437g/l，含鎳103g/l、含銅13g/l的富鎳硫酸銅溶液，濃縮液進行冷凍-8℃，冷凍后鎳濃度約19.6g/l、含砷154g/l，含酸401g/l，含銅19g/l鎳結(jié)晶率81.91％，粗硫酸鎳含鎳17.9％，含砷0.33％，含銅1.16％。

本實施例得到含粗硫酸鎳含鎳17.9％，含低低銅粗硫酸鎳，有利于減少后序制取鎳鹽提純工序成本。

實施例2

如圖1所示，本發(fā)明一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法，取50l含砷48g/l，含硫酸175g/l，含鎳15g/l硫酸銅結(jié)晶母液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水溶液24g，進行氧化濃縮，濃縮渣含銅20.5％，含鎳2％返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，濃縮后液得到含砷148g/l，含銅20g/l，含硫酸520g/l，含鎳45g/l的硫酸銅溶液。

所述的工藝將一次濃縮后液稀釋后進行一次膜擴散滲析，得到一次回收含砷酸返砷廢水處理系統(tǒng)，一次富鎳擴散殘液含砷71g/l，含硫酸260g/l，含鎳39g/l、含銅19g/l的溶液送下一步二次氧化濃縮。

取18l一次擴散殘液進行二次氧化濃縮，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水7.3g(重量)，進行氧化濃縮，得到二次濃縮粗硫酸銅返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，二次濃縮后液含硫酸428g/l，含砷136g/l，含鎳63g/l送下一步進行二次膜擴散脫砷、脫酸。

對二次濃縮后液稀釋后進行二次膜擴散滲析，得到二次回收含砷酸返廢水處理系統(tǒng)，二次富鎳擴散殘液，含砷73g/l，含硫酸230g/l，含鎳61g/l、含銅18g/l的富鎳硫酸銅溶液。

取11l二次富鎳擴散殘液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水2.3g(重量)，進行第三次氧化濃縮，得到含砷156g/l，含硫酸410g/l，含鎳115g/l、含銅17g/l的富鎳硫酸銅溶液，濃縮液進行冷凍-15℃，冷凍后鎳濃度約17.6g/l、含砷155g/l，含硫酸403g/l，含銅16g/l鎳結(jié)晶率84.70％，粗硫酸鎳含鎳18.5％，含砷0.35％，含銅1.23％。

本實施例得到含粗硫酸鎳含鎳18.5％，含低低銅粗硫酸鎳，有利于減少后序制取鎳鹽提純工序成本。

實施例3

如圖1所示，本發(fā)明一種分離高價砷溶液中鎳鹽的方法，取50l含砷44g/l，含硫酸167g/l，含鎳14g/l硫酸銅結(jié)晶母液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水溶液30g，進行氧化濃縮，濃縮渣含銅21.4％，含鎳2.2％返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，濃縮后液得到含砷139g/l，含銅23g/l，含硫酸499g/l，含鎳56g/l的硫酸銅溶液。

所述的工藝將一次濃縮后液稀釋后進行一次膜擴散滲析，得到一次回收含砷酸返廢水處理系統(tǒng)，一次富鎳擴散殘液含砷77g/l，含硫酸254g/l，含鎳42g/l、含銅17g/l的溶液送下一步二次氧化濃縮。

取18l一次富鎳擴散殘液進行二次氧化濃縮，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水10g(重量)，進行氧化濃縮，得到二次濃縮粗硫酸銅返硫酸銅生產(chǎn)系統(tǒng)，二次濃縮后液含硫酸444g/l，含砷135g/l，含鎳67g/l送下一步進行二次膜擴散脫砷、脫酸。

對二次濃縮后液稀釋后進行二次膜擴散滲析，得到二次回收含砷酸返廢水處理系統(tǒng)，二次富鎳擴散殘液，含砷66g/l，含硫酸221g/l，含鎳57g/l、含銅14g/l的富鎳硫酸銅溶液。

取11l二次富鎳擴散殘液，加入質(zhì)量分數(shù)為30％的雙氧水2.6g(重量)，進行第三次氧化濃縮，得到含砷166g/l，含硫酸423g/l，含鎳104g/l、含銅11g/l的富鎳硫酸銅溶液，濃縮液進行冷凍-25℃，冷凍后鎳濃度約19.9g/l、含砷11.3g/l，含硫酸401g/l，含銅12g/l鎳結(jié)晶率89.20％，粗硫酸鎳含鎳20.3％，含砷0.34％，含銅1.01％。

本實施例得到含粗硫酸鎳含鎳20.3％，含低低銅粗硫酸鎳，有利于減少后序制取鎳鹽提純工序成本。

最后聲明：本發(fā)明保護范圍并不局限于此，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。