專利名稱：萃取法制備氨基磺酸鎳工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于精細化工技術領域，涉及一種氨基磺酸鎳的制備新工藝。
背景技術：
近年來隨著全球電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品的品質(zhì)要求更是精益求精.越來 越多的廠家對電鍍金屬層的品質(zhì)要求也越來越高，氨基磺酸鎳作為一種優(yōu)良的電鍍主鹽， 較其他鎳浴所得到的鍍層更有韌性和更低的內(nèi)應力、沉積速度快、且硬度高，基于氨基磺酸 鎳具有的特點，已廣泛應用于PCB，電子、汽車、航天、兵器、造幣、冶金、鎳網(wǎng)、無線電、彩色鋁 合金等行業(yè)。國外在1940年已開始生產(chǎn)氨基磺酸鎳，50年代應用于上述工業(yè)范疇，國內(nèi)起步較 晚，近幾年才有廣泛應用和工藝研究。然而在目前，國內(nèi)氨基磺酸鎳的生產(chǎn)方法比較單一， 主要還是局限在以高純鎳粉經(jīng)氨基磺酸，雙氧水常壓-低溫浸出，用化學或者萃取法凈化 浸出液的雜質(zhì)金屬，濃縮生產(chǎn)氨基磺酸鎳，金屬回收率為98%。亦或是控制一定的技術條 件，以硫化鎳或含鎳廢料與強酸反應形成鎳鹽溶液，經(jīng)過除雜過濾后與堿反應制得碳酸鎳 (氫氧化鎳)等中間體，經(jīng)過大量去離子水洗滌洗去硫酸鈉(1噸碳酸鎳需消耗6噸以上的 去離子水)，再與氨基磺酸反應，得到氨基磺酸鎳，金屬回收率為95 %。以上生產(chǎn)方法均不 盡如人意，前者由于對原材料的要求苛刻，使生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量卻無優(yōu)勢可言，在實際 生產(chǎn)中意義不大。對于后者來說，該工藝生產(chǎn)能力大，但設備復雜且腐蝕嚴重，原料利用率 低，水資源消耗高，有污染環(huán)境的化合物放出，工作環(huán)境惡劣，凈化除雜處理成本高，鎳損失 量大，工藝流程長。綜上所述，國內(nèi)外現(xiàn)有的氨基磺酸鎳生產(chǎn)方法，均存在一定的弊端。技 術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者 的重要指標依據(jù)。隨著我國氨基磺酸鎳市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產(chǎn)技術應用卻 停留在比較原始的狀態(tài)，懷著科技工作者的使命感和責任感，經(jīng)過多年的努力，終于發(fā)明 研制了一種用萃取法生產(chǎn)氨基磺酸鎳新工藝，以往也有人曾經(jīng)將萃取法應用于氨基磺酸鎳 的生產(chǎn)，不過那僅僅是在已經(jīng)合成的氨基磺酸鎳溶液的基礎上用萃取法除去其中的雜質(zhì)， 和本發(fā)明的工藝大相徑庭。用氨基磺酸配制成溶液，用作反萃劑來生產(chǎn)氨基磺酸鎳這一領 域始終無人涉足，主要是基于氨基磺酸的常溫溶解度較小，反萃下來的氨基磺酸鎳濃度低， 后期蒸發(fā)能耗高，如果單純通過提高溫度增加溶解度的方法，不但會造成氨基磺酸的強烈 水解，也會使有機相大量揮發(fā)，得不償失。本發(fā)明通過巧妙地方法避開了氨基磺酸反萃產(chǎn)出 的氨基磺酸鎳濃度低的缺點，省去了需要大量去離子水洗滌的弊端，而且在萃取這種閉路 環(huán)境下，金屬回收率達99. 97%，實現(xiàn)了此種產(chǎn)品制備方式的一次飛躍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，解決的技術問題是提供一種工藝過程簡便， 金屬回收率高的全新的氨基磺酸鎳的制備方法。針對本發(fā)明所要解決的技術問題，本發(fā)明設計一種萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，工藝步驟為a將除雜后的含鎳溶液配比到濃度為45g/l 80g/l作為萃取原液；b在萃取箱內(nèi)，將配比為1 3.5 1 4的P507和煤油作為有機相與氫氧化鈉 溶液進行皂化反應制成鈉皂；c用制備好的鈉皂對原液中的鎳離子進行萃取，通過控制水相和油相在箱體內(nèi)的 相比及澄清時間，使排出萃余液含鎳低于0.Olg/Ι ；d負載鎳的有機相經(jīng)過硫酸或氨基磺酸的水溶液酸洗除雜，洗滌后液下到原液 槽；e酸洗除雜后的負載鎳的有機相經(jīng)過反萃產(chǎn)出氨基磺酸鎳溶液，反萃后的再生有 機相經(jīng)過去離子水洗滌后重新進入萃取系統(tǒng)循環(huán)使用；f產(chǎn)出的氨基磺酸鎳反萃液經(jīng)過去除夾帶的有機物后，進入蒸發(fā)一濃縮一結晶一 離心一干燥等工序后，產(chǎn)出氨基磺酸鎳產(chǎn)品。所述的步驟b中制備鈉皂所使用的氫氧化鈉溶液濃度為400g/l，皂化率為30% 60% ；所述的步驟c中萃取箱體內(nèi)的有機相與水相的相比為4 1，單級混合室混合時間 >3分鐘，單級澄清室澄清時間> 15分鐘；所述的步驟d中硫酸的濃度為70g/l或是濃度為 75g/l氨基磺酸水溶液；所述的步驟d中經(jīng)酸洗后溶液含鎳小于45g/l，PH值>4. 5 ；所述的 步驟e中的反萃劑是將首次反萃產(chǎn)出的氨基磺酸鎳溶液再次加入氨基磺酸，在溫度< 40°C 攪拌的條件下將氨基磺酸用去離子水溶解，配成含氨基磺酸濃度為90g/l 110g/l的溶 液，做為反萃劑使用；所述的反萃劑是將反萃產(chǎn)出的反萃液在溫度< 40°C條件下反復溶解 氨基磺酸，控制酸濃度在90g/l 110g/l，使其在不斷循環(huán)反萃過程中將鎳的濃度提高到 70g/l 100g/l后，再進入下道工序；所述的步驟f中氨基磺酸反萃液的PH值在3. 5 4. 0 之間。P507是指2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯，屬于本行業(yè)通用技術術語。本發(fā)明是吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司在原有專利技術水淬高冰鎳硫酸選擇性浸 出基礎上經(jīng)過新增工藝流程生產(chǎn)出的新產(chǎn)品。其工藝簡單，鎳損失小。產(chǎn)品質(zhì)量高(與用高 純鎳粉制備的產(chǎn)品在質(zhì)量等級上是相同的)，而且對環(huán)境十分友好，是無污染的清潔工藝。其原料是自產(chǎn)的水淬高冰鎳經(jīng)二段逆流選擇性浸出后，所生產(chǎn)的硫酸鎳溶液經(jīng)萃 取除雜、鎳鈷分離后產(chǎn)出的低鈷含鎳溶液，經(jīng)過本發(fā)明所使用的技術方案生產(chǎn)出精密電鍍 級的氨基磺酸鎳產(chǎn)品。本發(fā)明提供的方法特征是萃取提純，氨基磺酸換型反萃，產(chǎn)出的氨基磺酸反萃液 經(jīng)活性碳除有機物，濃縮結晶的方式生產(chǎn)。本發(fā)明存在著明顯的優(yōu)勢，萃取法是比較先進的提純方法，鎳基本無損失，污染小 (萃余液排入污水站處理)，對能源的依賴和消耗很低，有機相可以循環(huán)使用。不但減少成 本，而且生產(chǎn)效率高。


下面結合

及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明的萃取流程示意圖
圖中包括4級皂化、8級萃取、6級酸洗、6級氨基磺酸反萃、2級水洗。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明具體參數(shù)要求及具體流程和實施式，具體分析如下參數(shù)要求1)萃取劑性能P507 比重0. 95g/cm3閃點198°C分子量305. 42)有機相成分P507濃度20 % 22 % (ν/ν)，260#煤油濃度78 % 80 % (ν/ν)即 Ρ507與洸0#煤油配比為1 3. 5 1 4。3)皂化率 30 % 60 %4)相比有機相水相(0/Α) = 45)混合時間(單級)彡3分鐘，澄清時間(單級)彡15分鐘6)酸洗液成分75g/l氨基磺酸溶液或70g/l硫酸溶液7)酸洗后液含鎳離子彡45g/l，PH彡4. 58)萃余液含鎳離子< 0. 01g/l。9)反萃劑配置1)首次使用的反萃劑是在溫度< 40°C條件下，將氨基磺酸用去離 子水溶解，配置成濃度90g/l 110g/l的溶液。2)將首次反萃產(chǎn)出的低濃度氨基磺酸鎳溶液再次加入氨基磺酸，在溫度< 40°C 條件下溶解，配成含氨基磺酸濃度為90g/l 110g/l的溶液。10)流量選擇原液鎳濃度45g/l 80g/l，原液流量0. 25m3/h 0. 4m3/h (根據(jù)鎳濃度調(diào)整流量)有機相流量2m3/h皂化堿流量0. 04m3/h,主要成分400g/l氫氧化鈉水溶液酸洗液流量硫酸水溶液0. 35m3/h或者氨基磺酸水溶液0. 35m3/h反萃劑流量0. 25m3A水洗流量0. 04 0. 06m3/h (根據(jù)反萃液中鎳濃度調(diào)整)具體過程本發(fā)明所采用的換型萃取系統(tǒng)分為皂化，萃取，洗滌，反萃四個過程。(1)皂化系統(tǒng)皂化過程，有機相與氫氧化鈉溶液反應制成鈉皂，共4級，皂化出口有機相PH 值為6.0 6. 8。反應式為H2A2+2Na0H = 2NaA+2H20(2)萃取萃取8級，原液PH在4. 5 5. 2，萃余液PH在5. 5 6. 5左右。采用的方式是逆 流萃取，空載有機相與含鎳很低的水相混合，可以保證產(chǎn)出的萃余液含鎳在0.01g/l以下。 有機相負載鎳金屬進入酸洗段，同時釋放鈉離子進入萃余液，主要反應式如下所示2NaA+Ni2+ = 2Na++NiA2(3)酸洗酸洗6級，洗滌的主要目的是洗去負載有機相中為參加反應的鈉離子，用低濃度 硫酸或者氨基磺酸溶液進行洗滌。洗滌后的水相含鎳小于458/1，？!1值> 4. 5，下到原液罐 循環(huán)使用，洗滌后的有機相進入反萃段。(4)反萃
反萃6級，將純度為99%的氨基磺酸固體顆粒在40°C (高于此溫度，氨基磺酸根 水解成硫酸根過多，影響產(chǎn)品純度)條件下溶解在去離子水中作為反萃劑使用，反萃劑將 有機相中的M轉移到水相中形成氨基磺酸鎳反萃液。同時有機相得到再生。此時的氨基磺 酸鎳反萃液由于含鎳較低，不能用于蒸發(fā)，需要在上述條件下繼續(xù)溶解氨基磺酸，控制氨基 磺酸在氨基磺酸反萃液中的濃度為90g/l 110g/l時，再作為反萃劑使用，直至反萃液含 鎳濃度達到70g/l 100g/l，PH值3. 5 4. 0，銅鐵均彡0. 0005g/l，硫酸根3. 5g/l 5g/ 1。進入下道除油蒸發(fā)工序。主要反應式如下NiA2+2NH2S03H = H2A2+Ni (NH2SO3) 2(5)水洗水洗2級，再生后有機相經(jīng)過去離子水洗滌，有效除去夾帶后，重新返回低位槽循 環(huán)使用。反萃液利用活性炭的吸附能力，去除殘留有機物，可使氨基磺酸鎳鎳產(chǎn)品中有機 物指標小于5ppm lOppm。即可蒸發(fā)結晶離心，產(chǎn)出氨基磺酸鎳產(chǎn)品。P507是指2-乙基 己基膦酸單2-乙基己基酯，屬于本行業(yè)通用技術術語。實例1，首次反萃劑使用的是去離子水溶解的氨基磺酸。濃度為110g/l.。萃取箱級數(shù)皂化4級，萃取8級，酸洗6級，氨基磺酸反萃6級，水洗2級。規(guī)格寬*高*長為600 400*1000(單級尺寸，后面同)，混合室體積0. Mlm3，澄 清室體積1. 428m3的箱體內(nèi)，通過流量計控制各段進液量為萃取段原液(含鎳濃度45g/l)進液量為0. 4m3/h，有機相流量為2m3/h，氫氧化鈉 溶液(400g/l)流量0. 04m3/h，皂化率為30%,酸洗段硫酸水溶液流量0. 35m3/h ；反萃段反萃劑(含氨基磺酸濃度為110g/l，含鎳濃度Og/Ι)流量0. 25m3/h ；水洗段去離子水流量0. 04m3/h。反萃產(chǎn)出PH 值為 3. 5.含鎳 50g/l，銅 0. 0005g/l，鐵 0. 0005g/l，硫酸根 3. 5g/l 的 氨基磺酸鎳溶液。實例2，反萃劑使用的是含氨基磺酸濃度為90g/l的氨基磺酸鎳溶液，含鎳50g/l， 通過流量計控制各段進液量為萃取段原液(含鎳濃度60g/l)進液量為0. 4m3/h，有機相流量為2m3/h，氫氧化鈉 溶液(400g/l)流量 0. 045m3/h，皂化率 45% ；酸洗段硫酸水溶液流量0. 35m3/h反萃段反萃劑(含氨基磺酸濃度為90g/l，含鎳濃度50g/l)流量0. 25m3/h ；水洗段去離子水流量0. 05m3/h。反萃產(chǎn)出PH 值為 3. 6.含鎳 70g/l，銅 0. 0005g/l，鐵 0. 0005g/l，硫酸根 3. 75g/l 的氨基磺酸鎳溶液。注通過以上控制條件，萃取段產(chǎn)出含鎳離子< 0.01g/l的萃余液，排入污水池， 酸洗段產(chǎn)出< 45g/l，PH ^ 4. 5的酸洗液，返回原液槽繼續(xù)使用，反萃段產(chǎn)出PH值為3. 6的 含鎳溶液，可以用于蒸發(fā)，也可以繼續(xù)溶解氨基磺酸作為反萃劑使用，來進一步提高反萃液 含鎳量。如實例3實例3，反萃劑使用的是含氨基磺酸濃度為100g/l的氨基磺酸鎳溶液，含鎳70g/1，通過流量計控制各段進液量為 萃取段原液(含鎳濃度80g/l)進液量為0. 25m3/h,有機相流量為2m3/h，氫氧化 鈉溶液(400g/l)流量0. 052m3/h，皂化率60% ；
酸洗段硫酸水溶液流量0. 35m3/h ；反萃段反萃劑(含氨基磺酸濃度為100g/l，含鎳濃度70g/l)流量0. 25m3/h ；水洗段去離子水流量0. 06m3/h。反萃產(chǎn)出PH 值為 4. 0.含鎳 100g/l，銅 0. 0005g/l，鐵 0. 0005g/l，硫酸根 5g/l 的 氨基磺酸鎳溶液。由此溶液經(jīng)過去除夾帶有機物，蒸發(fā)濃縮后產(chǎn)品的指標如下產(chǎn)品執(zhí)行標準Q/PSCHG04—200權利要求
1.一種萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，工藝步驟為a將除雜后的含鎳溶液配比到濃度為45g/l 80g/l作為萃取原液； b在萃取箱內(nèi)，將配比為1 3.5 1 4的P507和煤油作為有機相與氫氧化鈉溶液 進行皂化反應制成鈉皂；c用制備好的鈉皂對原液中的鎳離子進行萃取，通過控制水相和油相在箱體內(nèi)的相比 及澄清時間，使排出萃余液含鎳低于0.01g/l ；d負載鎳的有機相經(jīng)過硫酸或氨基磺酸的水溶液酸洗除雜，洗滌后液下到原液槽； e酸洗除雜后的負載鎳的有機相經(jīng)過反萃產(chǎn)出氨基磺酸鎳溶液，反萃后的再生有機相 經(jīng)過去離子水洗滌后重新進入萃取系統(tǒng)循環(huán)使用；f產(chǎn)出的氨基磺酸鎳反萃液經(jīng)過去除夾帶的有機物后，進入蒸發(fā)一濃縮一結晶一離心 —干燥等工序后，產(chǎn)出氨基磺酸鎳產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟b中制 備鈉皂所使用的氫氧化鈉溶液濃度為400g/l，皂化率為30% 60%。
3.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟c中萃 取箱體內(nèi)的有機相與水相的相比為4 1，單級混合室混合時間>3分鐘，單級澄清室澄清 時間彡15分鐘。
4.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟d中硫 酸的濃度為70g/l。
5.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟d中氨 基磺酸水溶液濃度為75g/l。
6.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟d中經(jīng) 酸洗后溶液含鎳小于45g/l，PH值> 4. 5。
7.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟e中的 反萃劑是將首次反萃產(chǎn)出的氨基磺酸鎳溶液再次加入氨基磺酸，在溫度<40°C攪拌的條件 下將氨基磺酸用去離子水溶解，配成含氨基磺酸濃度為90g/l 110g/l的溶液，做為反萃 劑使用。
8.根據(jù)權利要求根據(jù)權利要求6所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所 述的反萃劑是將反萃產(chǎn)出的反萃液在溫度<40°C條件下反復溶解氨基磺酸，控制酸濃度在 90g/l 110g/l，使其在不斷循環(huán)反萃過程中將鎳的濃度提高到70g/l 100g/l后，再進 入下道工序。
9.根據(jù)權利要求1所述的萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，其特征在于，所述的步驟f中氨 基磺酸反萃液的PH值在3. 5 4. 0之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種萃取法制備氨基磺酸鎳工藝，屬于精細化工技術領域，其特征在于將高冰鎳經(jīng)二段逆流浸出液經(jīng)萃雜萃取除去雜質(zhì)后的萃余液作為原液，在與特定比例的有機相和氫氧化納溶液形成的鈉皂發(fā)生萃取反應；負載有機相經(jīng)酸洗后，用氨基磺酸做反萃劑制得氨基磺酸鎳溶液。此溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮離心等工序后，產(chǎn)出氨基磺酸鎳成品。本發(fā)明工藝簡單，鎳損失小。免去了以往生產(chǎn)中對水，電等資源的大量消耗，是一種適應未來發(fā)展的低碳型生產(chǎn)方法。
文檔編號C01B21/096GK102092694SQ20101057326
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者劉學奇, 周鳳云, 張寶劍, 趙瑞東, 鄭難忘, 陳陽, 馬志偉, 高偉 申請人:吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司