[發(fā)明專利]一種金屬鎳法制備硫酸鎳溶液的尾氣處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910193422.4
• 申請(qǐng)日: 2009-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101695625A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚澤;李春花;張志斌;黃司平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東光華化學(xué)廠有限公司;廣州市金華大化學(xué)試劑有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/56;C01G53/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于清潔生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用金屬鎳法制備硫酸鎳溶液的尾氣處理方法。

背景技術(shù)

硫酸鎳溶液廣泛用于半導(dǎo)體、印制電路板(PCB)、電池、化學(xué)鍍、電鍍等行業(yè)，是電鍍鎳及合金、化學(xué)鍍鎳及合金和電池的主要鎳鹽，也是金屬鎳離子的主要來(lái)源，在鍍鎘、鍍鋅時(shí)也可以用作添加劑。無(wú)機(jī)工業(yè)中用作生產(chǎn)鎳催化劑及其他鎳鹽如氯化鎳、氧化鎳、碳酸鎳等。此外，硫酸鎳還用于制造鎳鎘電池、硬化油或者油漆的催化劑、還原染料的媒染劑、金屬著色劑等。

硫酸鎳溶液的生產(chǎn)方法有兩種：一種是采用電解鎳作為原料直接合成，據(jù)報(bào)道，美國(guó)Univertical公司以電解鎳為原料，生產(chǎn)出了雜質(zhì)總含量小于20ppm的硫酸鎳；另一種是用硫酸鎳粗品經(jīng)提純后制得。在金屬鎳法生產(chǎn)硫酸鎳工藝過(guò)程中，鎳與稀硝酸和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎳溶液，同時(shí)產(chǎn)生大量有毒的氮氧化物氣體。由于反應(yīng)劇烈，反應(yīng)在密閉反應(yīng)器中難于控制，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成爆炸，因此大多在開(kāi)口反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物有毒氣體直接排放到大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，開(kāi)發(fā)一種清潔生產(chǎn)技術(shù)，能夠低成本處理金屬鎳法合成硫酸鎳溶液時(shí)排放的氮氧化物副產(chǎn)物，具有重要意義和很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬鎳法制備硫酸鎳溶液的尾氣處理方法；該方法將金屬鎳法制備硫酸鎳溶液時(shí)產(chǎn)生的尾氣采用堿液和過(guò)氧化氫為吸收劑，副產(chǎn)純度較高的硝酸鈉。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種金屬鎳法制備硫酸鎳溶液的尾氣處理方法，該方法包括以下步驟：將吸收裝置抽真空，繼而將金屬鎳法合成硫酸鎳溶液時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物尾氣引入吸收裝置，采用堿液和過(guò)氧化氫溶液作為吸收液，反應(yīng)得到硝酸鈉副產(chǎn)品。

所述氮氧化物尾氣為二氧化氮(NO₂)；所述堿液是質(zhì)量百分比濃度為5～10％的氫氧化鈉(NaOH)溶液；所述過(guò)氧化氫溶液為質(zhì)量百分比濃度12～25％的過(guò)氧化氫(H₂O₂)溶液。

所述堿液的加入量以氫氧化鈉計(jì)與二氧化氮的摩爾比為1.1∶1～1.3∶1。

所述過(guò)氧化氫溶液的加入量以過(guò)氧化氫計(jì)與二氧化氮的摩爾比為1.1∶2～1.5∶2。

所述反應(yīng)為常溫反應(yīng)。

在本發(fā)明中，將堿液循環(huán)使用，以達(dá)到理想的吸收效果，同時(shí)補(bǔ)充新鮮堿液和過(guò)氧化氫溶液；吸收液循環(huán)使用10～15次后，定期集中硝酸鈉副產(chǎn)品。

本發(fā)明的原理為：在金屬鎳法生產(chǎn)硫酸鎳溶液工藝過(guò)程中，鎳與稀硝酸和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎳溶液，同時(shí)產(chǎn)生大量有毒的氮氧化物氣體，化學(xué)反應(yīng)式如下：

Ni+H₂SO₄+2HNO₃＝NiSO₄+2H₂O+2NO₂

本發(fā)明中，利用堿液和過(guò)氧化氫溶液吸收氮氧化物的反應(yīng)過(guò)程如下：

2NaOH+3NO₂+H₂O＝2NaNO₃+NO+2H₂O

2H₂O₂＝2H₂O+O₂(堿催化分解)

2NO+O₂＝2NO₂

總反應(yīng)式為：

4NaOH+4NO₂+2H₂O₂＝4NaNO₃+4H₂O

過(guò)氧化氫在堿性條件下分解產(chǎn)生的新生態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化活性，同時(shí)又不帶入雜質(zhì)；因過(guò)氧化氫在堿性條件下會(huì)存在部分無(wú)效分解，因此在本發(fā)明中要求過(guò)氧化氫適當(dāng)過(guò)量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明針對(duì)金屬鎳法合成硫酸鎳溶液時(shí)產(chǎn)生大量氮氧化物副產(chǎn)物的缺點(diǎn)，提供了一種采用堿液和過(guò)氧化氫為吸收劑，副產(chǎn)純度較高的硝酸鈉的清潔生產(chǎn)工藝；本方法所采用的原料無(wú)副產(chǎn)物，反應(yīng)結(jié)束后，可直接得到硝酸鈉溶液；采用堿液和過(guò)氧化氫為吸收劑，可基本實(shí)現(xiàn)氮氧化物的零排放，同時(shí)副產(chǎn)硝酸鈉，提高了硝酸利用率，是生產(chǎn)硫酸鎳的清潔生產(chǎn)工藝；因此，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。

實(shí)施例1