由废镍催化剂制备氯化镍的研究

由废镍催化剂制备氯化镍的研究

废镍催化剂制备氯化镍的研究第25卷2009年4月2日有色矿冶NoN—Vo1． 25. 2 文章编号：1007-967X(2009)02-0023,03 废镍催化剂制备氯化镍的研究石山林，李晓涵，张玉山。 （1.沉阳有色金属研究院，辽宁省沉阳市；2.沉阳展宇科技发展有限公司，辽宁省沉阳市；3.东北育才外国语学校，辽宁省沉阳市）摘要：本文采用湿法工艺以催化剂中的氯化镍镍的形式回收废镍。 重点研究了硫酸浸镍工艺的影响因素以及水解除杂效果。 在硫酸浓度4O、液固比3、温度75℃条件下，镍浸出率可达98.5O； 当浸出液的pH值用NaOH中和至6时，Fe、Al、Ti等杂质以氢氧化物的形式沉淀出来，滤出，除杂后，上述杂质含量降低至小于0.3毫克/升。 得到产物NiC1z·2H。 O主要含量为99.8O，镍总回收率为96.5O。 关键词：废镍催化剂； 硫酸浸出； 水解和杂质； 氯化镍的制备 中圈分类号：TF111 文献标识码：A 对废旧工业催化剂中有价值的成分进行回收再利用，不仅可以获得可观的经济效益，而且还可以提高资源的利用率。 在循环经济和清洁生产大力倡导的今天，废催化剂中有价值组分的回收受到了广泛的关注和重视。

镍是常用于催化剂制备的稀有贵金属之一。 有大量废镍催化剂。 目前，废镍催化剂中的镍大部分以硫酸镍的形式回收。 经常存在A1、Fe等杂质影响产品纯度的问题。 。 本文采用硫酸作为浸出剂，浸出废镍催化剂，然后根据不同金属离子水解性质的差异，控制离子水解将Ni与杂质离子分离，最终以氯化镍的形式回收镍。 1 实验部分 1.1 所用试剂、原料和设备。 硫酸、盐酸、氢氧化钠均为分析纯试剂。 实验所用原料为某公司使用的废镍催化剂。 其主要化学成分（不含水分）分析结果见表1。 表1 废催化剂化学成分 成分 ()2Ca()TiOz 其他主要设备有干燥箱、球磨机、电子天平、电炉、搅拌反应釜1.2 实验方法 1.2.1 原料预处理 将块状废催化剂放入球磨机中球磨 4~5 小时，得到粒度范围为 0.2~30m、平均粒度为 10m 的细料。 擦干水分备用。 。 1.2.2 实验流程 废镍催化剂材料按照以下流程进行处理（图1）。 浸出渣中的杂质 图1 废镍催化剂处理的物料流程 称取一定量的废催化剂，加入一定体积和浓度的硫酸溶液进行浸出。 浸出完成后，通过固液分离得到硫酸镍浸出液。 渗滤液加硫酸后可循环使用。 浸出2～3次，以提高溶液中镍的浓度； 在搅拌的同时用NaOH缓慢地将溶液的pH中和至约6。 此时Fe、Al、Ti等杂质水解成氢氧化物沉淀，经过滤除去； 除去杂质后，将镍溶液进一步用NaOH中和至9。

2、镍转化为氢氧化镍沉淀，过滤，用清水冲洗沉淀3～5次； 将得到的氢氧化镍沉淀用1/1盐酸溶解，得到氯化镍溶液，浓缩结晶，得到NiC12·6HO晶体。 。 从整个流程来看，硫酸浸出和水解除杂两步直接决定了镍的直接回收率和产品氯化镍的纯度。 下面将重点介绍这两方面。 2、镍浸出条件的选择 2、1、浸出温度和时间的选择。 液固比为5，浸出剂硫酸浓度为20%，催化剂废料在不同温度和时间条件下浸出，得到镍浸出物*。 收稿日期:2008-04-10 作者简介:石山林(1982),男,硕士,从事湿法冶金及贵金属试剂研究与开发。 1124有色矿冶卷25 得率变化见图2。 图2 温度和时间对镍浸出率的影响 图2表明，镍浸出率随着温度的升高而增大，特别是在浸出初期，镍的浸出率随温度的升高而增大。镍浸出率随温度变化镍浸出率随时间的变化在不同温度下有所不同。 当温度较低时，镍浸出率不断上升。 随着温度升高和时间延长，镍浸出率上升曲线趋于平坦，最终达到一定的平衡。 价值。 根据图2，选择浸出温度为75℃，浸出时间较为合理。 2.2 液固比和浸出剂浓度的选择 图3为采用不同液固比条件下以不同硫酸浓度的水溶液作为浸出剂浸出废镍催化剂的结果。 其他实验条件为温度75°和时间。

提高硫酸浓度可以增加硫酸与镍接触反应的概率，增强浸出能力。 从图3可以看出，当浸出剂的硫酸浓度为6O时，镍的浸出率比硫酸浓度为4O时略高，但系统中硫酸含量过高会导致镍的浸出率升高。由于一步中和水解需要大量的碱，因此选择409/6作为浸出剂硫酸浓度较为合理。 液固比的增加使系统中浸出剂的硫酸含量增加，促进更多镍的浸出。 当硫酸浓度较低时，这一现象更为明显； 当硫酸浓度高于40时，液固比的影响不明显。 增加液固比以向系统引入更多硫酸并没有多大意义。 反而会使浸出液体积过大，降低镍浓度，不利于下一步操作，因此液固比选择为3。 图3：液固比的影响以及硫酸浓度对镍浸出率的影响。 通过以上对镍浸出率影响较大的条件考察，得出废镍催化剂硫酸浸出的最佳条件为温度75℃、时间、浸出剂硫酸浓度。 40%，液固比3，镍浸出率98.5。 3、镍在水解及杂质硫酸浸出过程中，Ca与硫酸反应生成硫酸钙沉淀进入浸出渣中，而Fe、Ti和少量Al则与Ni一起溶入浸出液中，利用上述杂质形成氢氧化物沉淀。 Ni(OH)沉淀的pH值具有低pH特性。 这些杂质可以在Ni(OH)形成之前通过水解沉淀除去，避免影响产品的纯度。 通过水解沉淀法可将溶液中的杂质离子浓度降至10mol/I以下。 根据不同金属氢氧化物的溶度积，可以计算出各种金属离子完全转化为氢氧化物沉淀所需的pH值，见表2。

表2 氢氧化物溶度积及完全沉淀pH值 硫酸浸出液循环使用3次。 Ni及其他杂质含量见表3。 表3 渗滤液成分分析 成分含量（g/I）47.301.327。 O2lO。 37 根据Ni(OH)的溶度积Ksp:==2.0×10，可以计算出Ni(OH)开始沉淀时的pH值为6.7，沉淀完全时的pH值为9.15。 从表2可以看出，当Ni(OH)沉淀开始形成时，上述杂质离子已基本完全水解成氢氧化物沉淀。 为了最大程度地降低杂质含量，本文将水解和杂质的终点pH控制在6.0，接近Ni的水解水平。 Fe、A1的氢氧化物沉淀呈大胶体颗粒形式，易吸附一定量的Ni。 为了避免因中和速度过快而导致杂质沉淀而导致Ni的夹带损失过多，整个中和过程在30分钟内进行。 50分钟内完成，并用50.70℃温水冲洗沉淀物5.7次。 并行进行的三个除杂实验结果如表4所示。 表4 水解除杂实验结果（转载第42页 1 42 有色矿冶第25卷 5 结论 对于特定的控制系统和特定的工况，特别是复杂的非线性对于难以用数学模型精确描述的环节（如摩擦力）控制系统，通过工程实验调整PID参数是一种简单易行的方法，利用正交实验可以通过较少的次数完成PID参数的优化。测试。

疲劳试验机PID控制器参数动态整定方法所依赖的多参考点P1D参数可以通过编程正交试验不断优化。 测试方法简单，易于获得满足控制要求的最佳PID参数。 参考文献：[1]陶永华，尹一新． 新型PID控制及其应用[M]． 北京，机械工业出版社，2001．[23金一辉，过程控制EM3． 北京，清华大学出版社，1993：55-62。 [3]于少娟，段锁林. 电液伺服力控制系统的模糊学习控制EJ]． 电机与控制学报，2003，8（1）。 [4]叶军，楼建国. 非线性干扰下电液伺服系统的神经网络控制[J]. 液压和气动。 2005（4）：14-16。 E5]赵建宇，王旭东。 电液伺服疲劳试验机计算机控制研究FJ]. 仪器仪表学报，2002，23（3）。 —wei Non—n,,中国):, .

(----)- ctice，d ct。 ,——。 :,, );;p I上接第24页)rain,浸出剂硫酸浓度为40,液固比为3。

镍4制备氯化镍的浸出率为98.50%。 通过水解浸出液中的Al、Fe等杂质，在除杂的硫酸镍溶液中添加NOH，使介质氢氧化物沉淀并滤出，铁、铝、钛含量降至0.3，pH为9.. 2 停止。 得到绿色Ni(OH)沉淀，其含量低于mg/L。 镍回收率为96.5。 得到产物氯化镍纯沉淀，过滤，洗涤，用1/1盐酸溶解，得到氯化镍溶液，再次为99. 85。晶体收缩后，得到NIclz'6HHo晶体。 经检测，产品纯正。 利用废镍催化剂制备氧化镍的研究[J]. 在有机盐行业，纯度达到99.85以上。 1995，(4)：l5-16。 5结论2黄12和，20明0'2从30废品中回收镍（5镍）的技术经济分析：催化剂53？ 江苏化工本​​文采用湿法工艺处理废镍催化剂，采用氯镍E33余振涛。 高云凯等. 废镍催化剂的回收利用[J]. 的产品形式用于回收镍。 研究结果表明，硫酸浸出废催化剂中镍的最佳条件为75℃。 C、时间120E4】杨红晓？ 无机化学[M]？ 高等教育出版社'O0？ —s-lin、-han、-shan。

（1.als,,中国；2.,,中国；3.,,中国）：。 。 — . 。 ?,l/s-3,; Fe,()H等。

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