[發(fā)明專利]一種利用脫銅終液制備次膦酸鎳溶液的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710369837.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN107313070A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永斌;王怡霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北礦冶研究院
• 主分類號(hào): C25C1/12
• 分類號(hào): C25C1/12;C25C7/06;C25D3/12;C23C18/36
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心62100
• 代理人: 孫惠娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脫銅終液綜合回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用脫銅終液制備次膦酸鎳的方法。

背景技術(shù)

脫銅終液是銅電解生產(chǎn)陰極銅過(guò)程中，分流出的部分電解原液經(jīng)過(guò)凈化脫砷銻鉍、電積脫銅后得到的溶液，該溶液一般含鎳 15-25g/L、銅 0.3-0.6 g/L、游離酸 160-270g/L，其中含有超量的鎳離子，不能直接返回電解銅車間循環(huán)使用，工業(yè)上常采用蒸發(fā)濃縮法生產(chǎn)粗硫酸鎳。但由于用于生產(chǎn)粗硫酸鎳的電蒸發(fā)工序耗電量較大，一般需待電解液中鎳含量達(dá)到極限濃度時(shí)，才分流部分脫銅終液進(jìn)行脫鎳處理。其生產(chǎn)工藝為，每天抽取一定體積的脫銅終液經(jīng)泵送至高位槽，由高位槽連續(xù)自流入電熱濃縮槽，電加熱蒸發(fā)溫度控制在170℃左右，蒸發(fā)后液含酸約1100g/L，由密閉式溢流連接管流入水冷結(jié)晶槽，經(jīng)過(guò)冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、分離等工序操作，最終得到硫酸鎳產(chǎn)品。粗硫酸鎳含Ni 18％，游離酸 10-12％。粗硫酸鎳經(jīng)過(guò)進(jìn)一步除雜得到精制硫酸鎳，主要用于電鍍工業(yè)，是電鍍鎳和化學(xué)鎳的主要鎳鹽，也是金屬鎳離子的來(lái)源，能在電鍍過(guò)程中，離解鎳離子和硫酸根離子。

次膦酸鎳是電鍍工業(yè)作為電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳的主要原料。由于其所配化學(xué)鍍槽液無(wú)硫酸根和鈉離子存在，使用周期長(zhǎng)，鍍層堅(jiān)固，耐磨損性極強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，次膦酸鎳是化學(xué)鍍鎳的最佳鎳來(lái)源。次膦酸鎳通常由次磷酸鋇和硫酸鎳溶液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)制得，亦可用氫氧化鎳加入次磷酸進(jìn)行中和反應(yīng)制得。由于這些原料中帶有大量的重金屬及鎂等雜質(zhì)，需要對(duì)這些原料凈化處理后才能用于生產(chǎn)化學(xué)鍍鎳中使用的次膦酸鎳，因此傳統(tǒng)生產(chǎn)方法經(jīng)濟(jì)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)而提供一種將脫銅終液中的鎳吸附留在陽(yáng)離子交換樹脂上，再用次膦酸水溶液將陽(yáng)離子交換樹脂洗脫的后制備次膦酸鎳的方法，本發(fā)明可能得到含鎳30-35g/L的次磷酸鎳溶液，這種次磷酸溶液能夠直接用于制備或再生化學(xué)鍍鎳浴液，或由其溶液結(jié)晶出六水合次磷酸鎳。

為滿足上述，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種利用脫銅終液制備次膦酸鎳溶液的方法，其特征在于：采用含鎳15-25g/L、銅0.3-0.6 g/L、游離酸180-250g/L脫銅終液為原料，用陽(yáng)離子交換樹脂交換脫除原料中的鎳離子，反應(yīng)在脫銅終液溫度為15℃-80℃下進(jìn)行，交換后的溶液返回銅電解系統(tǒng)循環(huán)使用，吸附了鎳離子的陽(yáng)離子交換樹脂用濃度為1-3mol/L的次磷酸溶液進(jìn)行離子交換制備得到含鎳濃度為30-35g/L的次磷酸鎳溶液。

優(yōu)選的，所述方法的具體步驟如下：

（1）試驗(yàn)用原材料：

脫銅終液：含鎳15-25g/L、銅0.3-0.6 g/L、游離酸180-270g/L；

次磷酸溶液：1-3mol/L；

氫氧化鈉溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％；

陽(yáng)離子交換樹脂；

（2）具體步驟：

在容積為1.1-1.2單位體積的離子交換柱中裝入陽(yáng)離子交換樹脂1個(gè)單位體積，然后將3-5個(gè)單位體積的陽(yáng)離子交換樹脂通過(guò)離子交換柱進(jìn)行交換，交換時(shí)間為0.5-5h，反應(yīng)在脫銅終液溫度為15℃-80℃下進(jìn)行，收集得到交換后的溶液，該溶液返回銅電解系統(tǒng)循環(huán)使用；

上述吸附鎳后的離子交換柱用0.5-1.5個(gè)單位體積的去離子水進(jìn)行漂洗，直到漂洗水中不含有硫酸鹽，然后用0.5-1單位體積的次磷酸溶液置換鎳，其中次磷酸溶液濃度為1-3mol/L，再用0.1-0.5單位體積的軟化水進(jìn)行漂洗，回收得到洗脫液和漂洗水即為次磷酸鎳溶液，其鎳離子濃度為30-35g/L；

在上述脫鎳后的離子交換柱裝入0.2-0.3單位體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％氫氧化鈉進(jìn)行再生，再生時(shí)間為0.5-3h，然后用去離子水漂洗直至pH值呈中性，樹脂可用于接收新加入的脫銅終液處理。

優(yōu)選的，所述的陽(yáng)離子交換樹脂為D301大孔弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹脂。

優(yōu)選的，所述用陽(yáng)離子交換樹脂交換脫除原料中的鎳離子時(shí)，反應(yīng)的脫銅終液溫度最好控制在25℃。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明使用的陽(yáng)離子交換樹脂為D301大孔弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹脂，該種樹脂具有交換容量高、體積變化小、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗污染、抗氧化性能優(yōu)越、交換速度快等特點(diǎn)，在操作中能夠經(jīng)受住由于交換柱內(nèi)一種接一種各種反應(yīng)物的濃度差而產(chǎn)生的滲透沖擊、由于酸性樹脂中和放熱而產(chǎn)生的熱沖擊，和在非常濃的溶液中樹脂漂浮而造成的物理作用。