一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，屬于濕法冶金技術領域。
【背景技術】
[0002]鎳是重要的有色金屬礦產(chǎn)資源，因為其抗腐蝕性佳，主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金，且常被用于電鍍領域。也作加氫催化劑和用于陶瓷制品、特種化學器皿、電子線路以及鎳化合物制備等，近年來，我國進入了一個工業(yè)化快速發(fā)展階段，鎳金屬礦產(chǎn)資源的需求迅速增加，無疑會對鎳資源的供給提出重大挑戰(zhàn)。
[0003]我國硫化物型鎳礦資源較為豐富，主要分布在西北、西南和東北的19個省份，相比于硫化物型鎳礦我國紅土鎳礦資源比較缺乏，目前全國紅土鎳礦保有量僅占全部鎳礦資源的9.6%，不僅儲量比較少，而且國內(nèi)紅土鎳礦品位比較低，開采成本比較高，這就意味著我國在紅土鎳礦方面并沒有競爭力。而我國又是不銹鋼產(chǎn)品主產(chǎn)國，紅土鎳礦是鎳鐵的主要原料，且鎳鐵又是不銹鋼的主要原料，因此我國每年都需大量進口紅土鎳礦來發(fā)展不銹鋼工業(yè)。
[0004]因此，本發(fā)明借鑒電鍍工藝提出一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積鎳鐵合金板回收鎳、鐵的方法，為保證產(chǎn)品表觀質(zhì)量，對硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液進行簡易脫鐵，之后電積得到鎳鐵合金板。相比于傳統(tǒng)電鎳產(chǎn)業(yè)，本發(fā)明降低了脫鐵成本，同時回收了鎳、鐵兩種元素，提高了鎳的回收率，減少了鐵的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法。該方法相比于傳統(tǒng)電鎳產(chǎn)業(yè)，本發(fā)明降低了脫鐵成本，同時回收了鎳、鐵兩種元素，提高了鎳的回收率，減少了鐵的浪費，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)。
[0006]—種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳10?15g/L、含鐵2?5g/L、含硫酸10?30g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60?80g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳或碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.1?0.3g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鈦板或鉛合金板為導電正極，不銹鋼板或鈦板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為50?65°C、電流密度為100?300A/m2、極間距為8?12cm條件下電積70?80h，在陰極上獲得鎳鐵合金板。
[0007]所述步驟(3)的電解液中硫酸鈉含量為100?150g/L。
[0008]所述步驟(3)的電解液中十二烷基磺酸鈉含量為20?40mg/L。
[0009]所述步驟(3)經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明采用空氣氧化、加碳酸鎳或碳酸鈉調(diào)pH的簡易除鐵工藝，降低了除鐵成本，相比于傳統(tǒng)電鎳產(chǎn)業(yè)，每噸鎳降低50?150元；
(2)電解液中鐵含量遠高于常規(guī)電鎳產(chǎn)業(yè)，提高了鐵的利用率；
(3)電積產(chǎn)物為鎳鐵合金板，可直接用于生產(chǎn)不銹鋼，鎳和鐵都得到了高效回收利用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]實施例1
如圖1所示，該從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳12g/L、含鐵5g/L、含硫酸30 g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.lg/L、含鎳60g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鈦板為導電正極，不銹鋼板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為55°C、電流密度為200A/m2、極間距為8cm條件下電積80h，在陰極上獲得鎳鐵合金板；其中硫酸鈉含量為100g/L，十二烷基磺酸鈉含量為40mg/L ;經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0014]上述鎳鐵合金板含鎳98.42wt%，含鐵1.56w%。
[0015]實施例2
如圖1所示，該從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳15g/L、含鐵5g/L、含硫酸10g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳70g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.3g/L、含鎳70g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鈦板為導電正極，不銹鋼板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為60°C、電流密度為250A/m2、極間距為1cm條件下電積70h，在陰極上獲得鎳鐵合金板；其中硫酸鈉含量為150g/L，十二烷基磺酸鈉含量為40mg/L ;經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0016]上述鎳鐵合金板含鎳98.63wt%，含鐵1.36w%。
[0017]實施例3
如圖1所示，該從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳10g/L、含鐵5g/L、含硫酸20g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.2g/L、含鎳60g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鉛合金板為導電正極，不銹鋼板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為60°C、電流密度為200A/m2、極間距為1cm條件下電積75h，在陰極上獲得鎳鐵合金板；其中硫酸鈉含量為100g/L，十二烷基磺酸鈉含量為40mg/L ;經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0018]上述鎳鐵合金板含鎳98.32wt%，含鐵1.66w%。
[0019]實施例4
如圖1所示，該從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳15g/L、含鐵4g/L、含硫酸20g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳80g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.2g/L、含鎳80g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鉛合金板為導電正極，鈦板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為50°C、電流密度為ΙΟΟΑ/m2、極間距為12cm條件下電積75h，在陰極上獲得鎳鐵合金板；其中硫酸鈉含量為120g/L，十二烷基磺酸鈉含量為30mg/L ;經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0020]上述鎳鐵合金板含鎳98.01%，含鐵1.98w%。
[0021]實施例5
如圖1所示，該從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其具體步驟如下:
(I)首先將含鎳10g/L、含鐵2g/L、含硫酸20g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60g/L ;
(2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.2g/L、含鎳60g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；
(3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鉛合金板為導電正極，不銹鋼板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為65°C、電流密度為300A/m2、極間距為12cm條件下電積75h，在陰極上獲得鎳鐵合金板；其中硫酸鈉含量為110g/L，十二烷基磺酸鈉含量為20mg/L ;經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3)作為電積。
[0022]上述鎳鐵合金板含鎳98.21%，含鐵1.77w%。
[0023]以上結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其特征在于具體步驟如下: (I)首先將含鎳15g/L、含鐵2?5g/L、含硫酸10?30g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60?80g/L ; (2 )將經(jīng)步驟(I)蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳或碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至3?3.5，過濾后去掉沉淀獲得含鐵量為0.1?0.3g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液； (3)以步驟(2)得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鈦板或鉛合金板為導電正極，不銹鋼板或鈦板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為50?65°C、電流密度為100?300A/m2、極間距為8?12cm條件下電積70?80h，在陰極上獲得鎳鐵合金板。2.根據(jù)權利要求1所述的從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3)的電解液中硫酸鈉含量為100?150g/L。3.根據(jù)權利要求1所述的從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3)的電解液中十二烷基磺酸鈉含量為20?40mg/L。4.根據(jù)權利要求1所述的從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，其特征在于:所述步驟(3 )經(jīng)電積后得到的電積后液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、配液后返回步驟(3 )作為電積。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液中電積回收鎳、鐵的方法，屬于濕法冶金技術領域。首先將含鎳10～15g/L、含鐵2～5g/L、含硫酸10～30g/L的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液蒸發(fā)濃縮至含鎳60～80g/L；將蒸發(fā)濃縮后的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合溶液在空氣中，加入碳酸鎳或碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至3～3.5，得硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液；以得到的硫酸鎳-硫酸亞鐵酸性混合電解溶液為電解液，以鈦板或鉛合金板為導電正極，不銹鋼板或鈦板為陰極，向電解液中加入硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉，在溫度為50～65℃、電流密度為100～300A/m2、極間距為8～12cm條件下電積70～80h，在陰極上獲得鎳鐵合金板。該方法相比于傳統(tǒng)電鎳產(chǎn)業(yè)，本發(fā)明降低了脫鐵成本，同時回收了鎳、鐵兩種元素，提高了鎳的回收率，減少了鐵的浪費。
【IPC分類】C25C1/24
【公開號】CN105088273
【申請?zhí)枴緾N201510529219
【發(fā)明人】李磊, 王飛, 王 華, 邱士偉
【申請人】昆明理工大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月26日