[發明專利]利用鎳氧化物在常壓下直接浸出制備鎳鹽的方法

在審

• 申請號: 201711156784.7
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107935063A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 郭勇;盧曉鋒;李亦婧
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C01G53/10
• 分類號: C01G53/10;C01G53/09
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙)62201
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明涉及一種鎳鹽的制備方法，尤其涉及一種在常壓下利用鎳氧化物直接制備高純硫酸鎳或氯化鎳的方法。

背景技術

鎳鹽是重要的化工原料。例如，硫酸鎳（NiSO₄）作為一種重要的化工原料，廣泛地應用于電鍍、電池、印染、醫藥、建筑、國防等領域；氯化鎳（NiCl₂）應用于鍍鎳、制隱顯藥水及做氨吸收劑等方面。硫酸鎳和氯化鎳的制備方法主要有化學法和電化學法。硫酸鎳和氯化鎳的傳統生產原料包括電鎳、高冰鎳、含鎳的廢舊物質以及粗氫氧化鎳。鎳的氧化物有氧化亞鎳（NiO）、四氧化三鎳（Ni₃O₄）及三氧化二鎳（Ni₂O₃）三種形態。三氧化二鎳僅在低溫時穩定，加熱至400~500℃，即離解為四氧化三鎳，進一步提高溫度最終變為氧化亞鎳，在鎳氧化物中鎳的質量分數可高達78.5%。但是，鮮有以鎳氧化物直接制備硫酸鎳和氯化鎳的文獻和專利報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用鎳氧化物在常壓下直接制備高純鎳鹽硫酸鎳或氯化鎳的方法。

本發明制備高純硫酸鎳或氯化鎳的方法，是以鎳氧化物為原料，通過常壓浸出法直接制得硫酸鎳和氯化鎳，其具體制備工藝如下：

1、硫酸鎳的制備

將稀硫酸溶液與鎳氧化物混合，在50~90℃條件下攪拌反應1~5h，逐漸生成黃綠色固體（硫酸鎳與氧化鎳混合物）；固液分離后，黃綠色固體先用蒸餾水洗滌至弱酸性，再用蒸餾水或濃度為1~5%的雙氧水水溶液溶解，生成相應的硫酸鎳溶液。為了使原料完全轉化為黃綠色固體，在反應過程中需補加濃硫酸溶液。硫酸溶液的濃度為1.84~18.4 M，鎳氧化物與稀硫酸溶液的質量體積比為1:6 g/ml。

鎳氧化物與硫酸反應的方程式如下：

NiO + H₂SO₄ = NiSO₄ + H₂O

Ni₂O₃ + 2H₂SO₄ = 2NiSO₄ + 2H₂O + 1/2O₂↑

Ni₃O₄ + 3H₂SO₄ = 3NiSO₄ + 3H₂O + 1/2O₂↑

2、氯化鎳的制備：將鹽酸溶液與鎳氧化物混合，在50~90℃條件下攪拌反應1~3h，逐漸生成綠色氯化鎳溶液。鹽酸溶液的濃度為1.2~12 M；鎳氧化物與鹽酸溶液的質量體積比為1:6( g/ml)。

鎳氧化物與鹽酸反應的方程式如下：

NiO + 2HCl = NiCl₂ + H₂O

Ni₂O₃ + 6HCl = 2NiCl₂ + 3H₂O + Cl₂↑

Ni₃O₄ + 8HCl = 3NiCl₂ + 4H₂O + Cl₂↑

所述鎳氧化物為氧化亞鎳、氧化鎳、四氧化三鎳、羥基氧化鎳中的任意一種。

經檢測，上述以鎳氧化物為原料，通過常壓浸出法制備的硫酸鎳、氯化鎳浸出液中，鎳離子含量均高于110g/L。

本發明以鎳氧化物和鹽酸/硫酸為原料，通過浸出法在常壓下直接反應，得到硫酸鎳和氯化鎳，有效簡化了硫酸鎳和氯化鎳的生產流程，降低了成本；而且從源頭上減少了雜質引入，有效提高了硫酸鎳品質。

具體實施方式

實施例1

取5g的鎳氧化物置于250ml燒杯中，加入30ml 1.84M的硫酸溶液，在溫度為50℃的條件下，攪拌反應1h，逐漸生成大量的黃綠色固體；補加濃硫酸5ml繼續反應1h；反應完成后，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至弱酸性，再用30ml蒸餾水加熱溶解形成澄清的硫酸鎳溶液。未反應的黑色固體原料質量為3.8g，溶液中鎳離子含量為30g/L。

實施例2