一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，涉及一種制備高純鎳板，特別是制備 高純鎳板的鎳溶液的凈化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎳是銀白色鐵磁性金屬，主要用于生產(chǎn)不銹鋼、高溫合金鋼、高性能特種合金及鎳 基噴鍍材料。高純鎳具有極強(qiáng)的抗腐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的塑性，廣泛用于大規(guī)模集成電 路和配線材料、磁性薄膜材料和特殊封裝材料、火箭、雷達(dá)、飛機(jī)、坦克、艦艇、導(dǎo)彈、宇宙飛 船和民用工業(yè)中的機(jī)器制造、陶瓷顏料、永磁材料、電子遙控、核工業(yè)、遠(yuǎn)程控制等高科技技 術(shù)中，還用于微電子工業(yè)濺射靶材及離子鍍膜、蒸發(fā)鍍膜、制造高純?cè)噭?、?biāo)樣和高級(jí)合金 等，是國(guó)防和民用的重要資源。
[0003] 高純鎳金屬的制備需要高純度的鎳溶液，鎳溶液的深度凈化提純技術(shù)就成為制備 高純度鎳板的關(guān)鍵。鎳溶液中雜質(zhì)元素主要為鈷、銅、鐵等金屬離子，其中鎳、鈷性質(zhì)非常相 似，難以分離，尤其是高濃度的鎳溶液中含微量的鈷的分離一直是鎳鈷濕法冶金中的研究 的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0004] 在鎳鈷分離技術(shù)中，一般較多采用的是氧化水解除鈷、萃取法、離子交換法以及膜 分離等多種方法。
[0005] 關(guān)于高純鎳的生產(chǎn)方法，已知的專利有中國(guó)的專利CN102268691A、CN1084896、 日本專利JP1489642、JP6136584A、JP2007290937A等。
[0006] 中國(guó)專利CN102268691A公開了一種高純鎳的生產(chǎn)方法，使用鎳鹽溶液進(jìn)行電解 獲得鎳，電解之前，預(yù)處理除去電解液中的雜質(zhì)元素，電解液依次通過(guò)離子交換樹脂和活性 炭進(jìn)行的吸附處理，所述的離子交換樹脂至少包括Diphonix樹脂和M-4195樹脂；進(jìn)行電解 時(shí)，使電解液不斷在電解槽-離子交換樹脂-活性炭-電解槽之間循環(huán)；電解結(jié)束后，電解 鎳真空脫氣，然后進(jìn)行真空熔煉得到99. 999%以上高純鎳錠。離子交換除去溶液中的銅鉛 鋅等離子，除鈷的深度有限，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中除雜效果不理想，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)高 純氯化鈷溶液的要求。
[0007] 中國(guó)專利CN1084896采用鎳型萃淋樹脂置換色譜法制備高純鎳鹽，使含鎳料液 通過(guò)已轉(zhuǎn)為鎳型的含酸性膦萃取劑的萃淋樹脂色譜柱，可分離鎳鹽中的鈷等雜質(zhì)，獲得純 度超過(guò)99. 99%的高純鎳鹽，回收率大于99%。萃取劑采用酸性膦萃取劑如P507或5709、 P272、P554、P204、P5601。該發(fā)明中的萃淋樹脂工藝不是很穩(wěn)定，現(xiàn)在萃淋樹脂制備和使用 技術(shù)還不是很成熟，而且只能獲得4N高純鎳，達(dá)不到高精度的要求。
[0008] 日本專利CN1489642A(JP233036/2001)公開了一種制備5N高純鎳的技術(shù)，使用 含鎳溶液作為電解液進(jìn)行電解時(shí)，將陽(yáng)極電解液調(diào)至pH值為2-5,在陽(yáng)極電解液中加入 氧化劑將鐵、鈷、銅等雜質(zhì)以氫氧化物的形式沉淀，或通過(guò)預(yù)備電解除去該雜質(zhì)，或者加入 Ni箱通過(guò)置換反應(yīng)除去該雜質(zhì)，這些方法中無(wú)論使用一種或組合兩種以上除去雜質(zhì)后，進(jìn) 一步使用過(guò)濾器除去雜質(zhì)，使用除去了雜質(zhì)后的溶液作為陰極電解液進(jìn)行電解獲得純度 5N(99. 999重量％ )以上的高純鎳。該方法中水解沉淀法除鈷、銅、鐵的方法時(shí)間長(zhǎng)，溫度 高，溶液量大時(shí)更是較難控制，而且控制的精度不高，組合方法又比較麻煩，且不易達(dá)到高 精度的要求。
[0009]日本專利JP6136584A公開了在不增加新設(shè)備情況下的氯氣浸出、電解提取生 產(chǎn)超高純和高純鎳提供了一個(gè)方法。含鎳多65g/L和含鈷< 1. 5mg/L的氯化鎳溶液以 70-100ml/h的速度加入第一個(gè)電解槽獲得高純鎳，含鈷彡0. 25mg/L第一步電解廢液經(jīng)脫 氣后使溶解氯彡〇. 〇lg/l，調(diào)節(jié)pH值1. 1-1. 8后以100-150ml/h的速度加入第二個(gè)電解槽 獲得超高純的電解鎳。該方法成本高，由于鎳鈷性質(zhì)相似，操作過(guò)程不容易控制，工藝不是 特別穩(wěn)定，除雜的深度不是很高。
[0010] 日本專利JP2007290937A提供一種氯化鎳溶液中凈化雜質(zhì)元素銅，鐵，鈷和鋅的 方法，通過(guò)向含雜質(zhì)元素的酸性氯化鎳溶液中加入水溶性的金屬氯化物調(diào)整溶液總氯濃度 達(dá)到8. 5-10.Omol/L，鹽酸濃度< 3mol/L，調(diào)整后的氯化鎳溶液與強(qiáng)堿陰離子交換樹脂接 觸吸附除去雜質(zhì)元素。該發(fā)明中調(diào)節(jié)氯的濃度操作上比較繁瑣，而且溶液中鈷不能全部形 成陰離子，陰離子交換樹脂除鈷的深度有限。3mol/L鹽酸溶液酸度相對(duì)較高，容易對(duì)設(shè)備特 別損害，對(duì)環(huán)境造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供工藝簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)定性好， 產(chǎn)品質(zhì)量好的制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法。
[0012] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0013] -種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其制備高純鎳板的鎳電積 液為氯化鎳溶液，其氯化鎳溶液凈化采用有機(jī)溶劑萃取法進(jìn)行凈化至溶液中鎳鈷含量比大 于 400000。
[0014] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其鎳電積氯化鎳 溶液為鎳板電溶造液的氯化鎳溶液。
[0015] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其鎳電積氯化鎳 溶液為市售的氯化鎳晶體配成的氯化鎳溶液。
[0016] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于采用有機(jī)溶劑萃 取法進(jìn)行凈化過(guò)程的步驟包括：
[0017] (1)將氯化鎳溶液的pH值調(diào)至1. 0-5. 0;
[0018] (2)將調(diào)好pH值的氯化鎳溶液采用萃取劑Cyanex272萃取凈化除鈷、銅、鐵，凈化 后溶液中鎳鈷含量比達(dá)到400000以上。
[0019] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其萃取劑過(guò)程萃 取劑Cyanex272的配比為2~10 %，溶劑油為90~98 %，皂化率30~50 %，萃取相比1:1， 萃取級(jí)數(shù)2~6級(jí)。
[0020] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于凈化后的氯化鎳 溶液在電積槽中進(jìn)行電積，控制條件為：溶液pH值大于1，溫度50~70°C，電流密度30~ ΙΟΟΑ/m2,電壓1. 7~2. 2V，電積周期為4~7天，電積液中鎳濃度為50~200g/L;電積后 得到鎳板純度為99. 999%，其中鈷和銅含量小于lppm，鐵含量小于2ppm。
[0021] 本發(fā)明的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，工藝簡(jiǎn)單，且除雜效果良好， 可同步完成鈷、銅、鐵等雜質(zhì)的深度凈化，工藝過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，可提供大批量高純度的氯化 鎳溶液，該溶液既可以用來(lái)制備99. 999 %的高純鎳，也可以用于對(duì)氯化鎳溶液純度要求高 的其它行業(yè)，該除雜方法還可應(yīng)用到其它高純度鎳產(chǎn)品的制備工藝中。
【具體實(shí)施方式】
[0022] -種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，具體操作步驟為：（1)制備氯化鎳溶 液：采用鎳板電溶造液或用高純度的固體氯化鎳配成溶液，溶液濃度為60~220g/L; (2) 調(diào)節(jié)溶液pH值：用氨水或氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值在1以上；（3)萃取劑的預(yù)處理：配制萃 取用有機(jī)相，其中Cyanex272萃取劑為2 %~10 %，溶劑油為90 %~98 %，萃取劑皂化率為 30~50%，皂好的有機(jī)相與純凈的氯化鎳溶液混合，完成萃取劑的預(yù)處理；(4)萃取除雜： 將調(diào)好pH值的氯化鎳溶液與預(yù)處理后的有機(jī)相混合萃取除雜，萃取相比為1: 1，萃取級(jí)數(shù) 2~6級(jí)，凈化后氯化鎳溶液鈷含量小于0. 001g/L，銅、鐵含量均小于0. 0001g/L; (5)凈化 后的氯化鎳溶液進(jìn)行電積，電積后得到鎳板純度為99. 999%以上，鈷和銅含量小于lppm， 鐵含量小于2ppm。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 用鎳板電溶后的溶液進(jìn)行萃取除雜，萃取劑Cyanex272,有機(jī)相濃度2~10%，溶 劑油，皂化率30~50%，萃取相比1 :1，萃余液除油后進(jìn)行電積，負(fù)載有機(jī)反萃、酸洗、皂化 后循環(huán)使用。三組平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0025] 表1氯化鎳溶液除雜前后溶液指標(biāo)對(duì)比
[0026]
[0028] 將萃取后的溶液進(jìn)行電積，實(shí)驗(yàn)條件為：溫度50~70°C，電流密度30~100A/m2， 鎳濃度50~220g/L，得到的鎳板中鎳含量為99. 9997%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 取氯化鎳晶體溶解后的溶液進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)，萃取劑為Cyanex272,有機(jī)相濃度為 2~10 %，溶劑油為90~98 %，皂化率30~50 %，萃取相比1 :1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。
[0031] 表2氯化鎳溶液除雜前后溶液指標(biāo)對(duì)比
[0032]
[0033] 將上述凈化后氯化鎳溶液進(jìn)行電積，實(shí)驗(yàn)條件同上，得到的鎳板中鎳含量為 99. 999724%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
[0034] 從以上的內(nèi)容可以看出，通過(guò)本發(fā)明的方法，純度為99. 95%鎳板電溶或氯化鎳 晶體溶解的溶液通過(guò)Cyanex272萃取后能有效去除雜質(zhì)鈷、銅、鐵，實(shí)現(xiàn)三種雜質(zhì)的同步去 除，得到純度為99. 999%以上的高純鎳板。
[0035] 以上所述，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例做任 何形式的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]
[
[
[0039]表4
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其制備高純鎳板的鎳電積 液為氯化鎳溶液，其氯化鎳溶液凈化采用有機(jī)溶劑萃取法進(jìn)行凈化至中鎳鈷含量比大于 400000ο2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其鎳 電積氯化鎳溶液為鎳板電溶造液的氯化鎳溶液。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其鎳 電積氯化鎳溶液為市售的氯化鎳晶體配成的氯化鎳溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于采用 有機(jī)溶劑萃取法進(jìn)行凈化過(guò)程的步驟包括： (1) 將氯化鎳溶液的pH值調(diào)至1. 0-5. 0 ; (2) 將調(diào)好pH值的氯化鎳溶液采用萃取劑Cyanex272萃取凈化除鈷、銅、鐵，凈化后溶 液中鎳鈷含量比達(dá)到400000以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于其萃 取劑過(guò)程萃取劑Cyanex272的配比為2~10 %，溶劑油為90~98 %，皂化率30~50 %，萃 取相比1:1，萃取級(jí)數(shù)2~6級(jí)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，其特征在于凈化 后的氯化鎳溶液在電積槽中進(jìn)行電積，控制條件為：溶液pH值大于1，溫度50~70°C，電流 密度30~ΙΟΟΑ/m2,電壓1. 7~2. 2V，電積周期為4~7天，電積液中鎳濃度為50~200g/ L;電積后得到鎳板純度為99. 999%，其中鈷和銅含量小于lppm，鐵含量小于2ppm。
【專利摘要】一種制備高純鎳板的鎳電積液的凈化方法，涉及一種制備高純鎳板，特別是制備高純鎳板的鎳溶液的凈化方法。其特征在于其制備高純鎳板的鎳電積液為氯化鎳溶液，其氯化鎳溶液凈化采用有機(jī)溶劑萃取法進(jìn)行凈化至溶液中鎳鈷含量比大于400000。采用本發(fā)明的方法凈化后的電積液生產(chǎn)的高純鎳板樣品純度為99.999％，其中鈷和銅含量均小于1ppm，鐵含量小于2ppm。本發(fā)明的方法，工藝簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品質(zhì)量高、穩(wěn)定性好。除雜后的氯化鎳溶液滿足制備高純鎳和生產(chǎn)其它高純度鎳產(chǎn)品的需求。
【IPC分類】C25C1/08, C22B3/26, C22B23/06
【公開號(hào)】CN105349780
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510812285
【發(fā)明人】常全忠, 柴艮風(fēng), 王甲琴, 常雪潔, 李蘭蘭, 王國(guó)超, 王紅忠, 白延利, 黃琳琳
【申請(qǐng)人】蘭州金川新材料科技股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日