[發明專利]一種鎳鈷溶液凈化除硅的方法

有效

• 申請號: 202011078830.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112209452B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 況鑫;尹俊;陳衛東;周彩鳳;陳吉仙;林大志;田建華;朱靜薰
• 申請（專利權）人: 廣西銀億新材料有限公司
• 主分類號: C01G53/10
• 分類號: C01G53/10;C01G51/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明屬于溶液除雜技術領域，具體涉及一種鎳鈷溶液凈化除硅的方法，所述除硅方法以氫氧化鋯為除硅試劑，所述除硅方法包括除硅、解吸、再生和洗鈉步驟。本發明成本低、效率高、操作簡單、能耗低、產渣量少、主金屬損失量少、不引入雜質離子、處理主金屬離子濃度范圍寬、采用的除硅試劑可再生使用，經濟環保，適合進一步推廣使用。

技術領域

本發明屬于溶液除雜技術領域，具體涉及一種鎳鈷溶液凈化除硅的方法。

背景技術

在當前全球面臨的資源枯竭、節能減排的雙重壓力下，大力發展新能源，走低碳化經濟發展道路，已經成為國際能源發展和經濟轉型的基本共識。隨著電池行業三元前驅體的快速發展，市場對鎳鈷系列產品的需求預期樂觀，主要產品硫酸鎳、硫酸鈷等可用于電池、電鍍領域。

硫酸鎳、硫酸鈷生產工藝通常包括以下工序：含鎳鈷原料的溶解(通常為酸溶)、化學沉淀除雜或萃取除雜中的一種或兩種、除油、蒸發結晶等。其中鎳鈷溶液中硅含量通常(以SiO₂計)高達0.1－0.5g/L，為避免系統中硅的累積造成設備結垢、對下一工序產生影響(如：萃取時產生第三相導致難于分相)以及對產品質量的影響，根據文獻報道，對于含硅水溶液，根據體系酸堿度不同，除硅方法主要為中和法、物理或化學混凝法、引晶法、吸附法、超濾法等，上述方法主要為水處理領域和造紙行業的深度或非深度除硅技術。目前對鎳鈷溶液體系中硅的去除大多采用堿性物質進行中和除雜，所用堿性物質主要為石灰乳/石灰石/生石灰/碳酸鈉/碳酸氫鈉/氫氧化鈉/氫氧化鎳/氫氧化鈷/氫氧化銅/氫氧化鋅中的一種或多種，上述方法通常需在加熱條件下進行、反應緩慢(通常反應時間為3－10h)、引入新的雜質離子導致后續除雜困難(如引入鈣離子，使得在萃取時鈣渣堵塞管道，降低生產效率)、產渣量大、主金屬的直收率較低，且除硅試劑不可再生再使用。

對于鎳鈷溶液除硅的相關專利文獻報道主要為金川集團申請號為CN201610709019.2的《一種鎳溶液深度凈化除硅的方法》和CN201911014207.3的《一種鎳溶液吸附除硅的方法》，兩項專利均以自制氫氧化鎳進行深度除硅，該方法需要加熱、氫氧化鎳用量較大，而且氫氧化鎳可重復利用次數僅為3－4次，與本發明相比，本發明提供一種能耗低、產渣量少、主金屬損失量小、且不引入雜質離子的除硅試劑，且除硅試劑可多次再生再利用。另有申請號為201210120102.8的《一種精制硫酸鎳的方法》，采用化學沉淀法結合萃取法進行除雜，其工藝流程較為復雜，且除雜時引入氟化物增加后續除雜負擔，同時對環境影響較大；申請號為201310098137.0的《一種硫酸鎳的純化方法》采用介孔二氧化硅吸附劑進行吸附除雜，后經膜過濾進行固液分離，該吸附劑失效后可通過酸化進行再生再利用，但同時該方法需在加熱條件下進行，且吸附時間較長，生產效率較低；申請號為201611136085.1的《一種硫酸鎳鈷錳溶液除氟、硅離子的方法》采用常見的除雜技術，即對酸溶鎳鈷錳溶液進行中和除雜，再經萃取除雜，后經除油制備精制硫酸鎳鈷錳溶液，但處理的鎳鈷錳離子總濃度僅為30－60g/L，若通過蒸發結晶工藝生產硫酸鎳鈷產品，則由于該工藝生產的精制溶液金屬含量較低，在蒸發結晶時蒸發量較大，能耗較高，且處理效率較低。由于鎳鈷溶液中硅的存在，通常當硅(以SiO₂計)的質量濃度高于100mg/L時，在萃取除雜時將產生第三相，這將導致分相困難，且降低萃取劑的利用率和生產效率，而且硅的存在必將降低最終產品質量。采用普通方法除硅引入的雜質將增加后續除雜負擔、能耗較高、處理效率較低，且除硅試劑不可再生，對于質量有更高要求的鎳鈷鹽結晶產品(如電池級硫酸鎳鈷)而言，在除雜時對硅雜質的含量要求也更高，故行業內迫切需要開發一種新的除硅試劑或除硅方法，對鎳鈷溶液進行深度除硅的同時要求能耗低、處理效率高、不引入雜質離子且對下一工序無影響，且最終產品雜質達到要求，為解決上述問題，本發明提供一種高直收率、高生產效率、低產渣量、低能耗、并且除硅試劑可再生的一種除硅方法。

發明內容

本發明旨在解決上述技術問題，提供一種鎳鈷溶液凈化除硅的方法，所述方法成本低、效率高、操作簡單、能耗低、產渣量少、主金屬損失量少、不引入雜質離子、處理主金屬離子濃度范圍寬、采用的除硅試劑可再生使用，經濟環保。