一种从含镍废旧电池中回收高纯硫酸镍的方法与流程
本发明属于固体废物回收处理领域，具体涉及一种从含镍废旧电池中分离回收镍的方法。
背景技术：
镍是国民经济建设的重要原材料之一。 随着国民经济的发展，对镍的需求量不断增加。 硫酸镍，·6h2o··7h2o，常被用作电镀工业的重要原料。 用于预镀镍、镀镍、镀镍铁合金、镀镍钴合金、镀镍锌合金，也可用于化学镀镍。 等解决方案； 还用于制造镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、硬化油或油漆的催化剂、还原染料的媒染剂、金属着色剂等，也用于制备镍催化剂等镍盐等。 硫酸镍质量要求（中华人民共和国工业硫酸镍化学工业标准hg/t2824-1997）杂质mg含量≤0.015%，因此硫酸镍溶液需要脱镁。
关于硫酸镍溶液中除镁，目前常用的方法有两种。 一是加入氟化钠，使镁与氟生成不溶性氟化镁沉淀，过滤除去。 该方法的缺点是：（1）氟化钠溶解度小，反应时间长，需要加热，反应能耗大，生成的氟化镁沉淀过滤性能差； (2)除镁过程将钠离子引入到硫酸镍溶液中，影响硫酸镍晶体的质量； (3)硫酸镍溶液中残留的氟会在后续浓缩过程中腐蚀搪瓷浓缩釜，影响设备的寿命； (4)废水含氟，废水处理困难。
第二种是专利号zl2.6公开的一步提取分离方法。 本发明将除杂后的镍氢和/或镍镉电池正极废料的硫酸浸出液的pH值调节至4.5-5.0，然后对浸出液进行分馏萃取，使镁和钴转移到有机相，而镍保留在水相中。 其中镍、镁分开洗涤，镁洗涤液从另一个独立出口引出，实现镍、镁、钴的分离。 该方法虽然可以从硫酸镍溶液中分离出镁，省去了化学除镁的步骤，但该方法仍然存在硫酸镍溶液中镁离子去除不完全的问题，特别是对于高镁低镍溶液中的镁离子。 去除效果不理想，很难将硫酸镍溶液中的镁离子降低到50mg/l以下。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有从废电池回收的镍液中分离镍和镁技术的缺陷和不足，提供一种从废电池中回收高纯度硫酸镍的方法。 该方法特别适用于高镁低镍溶液中镁离子的去除。
本发明采用以下技术方案来实现本发明的目的。
一种从含镍废电池中回收高纯硫酸镍的方法，包括以下步骤：
s1：将废旧含镍电池拆解粉碎，得到电池粉。 在电池粉中添加碳粉进行高温焙烧，去除有机物；
s2：将电池粉末用酸溶解得到溶液，然后加入碱金属硫酸盐去除稀土元素；
s3：在去除稀土元素的基础上，采用氧化沉淀法去除亚铁离子，再通过萃取法去除杂质，得到含镁镍液；
s4：将含镁镍料液通过螯合树脂交换柱，镍离子被螯合树脂吸附，富镁溶液流出；
s5：镍离子脱附，得到硫酸镍溶液；
s6：将硫酸镍溶液蒸发，冷却结晶，过滤，干燥，得到硫酸镍产品。
优选地，步骤s1中高温烘烤的温度为800-1000℃。
优选地，步骤s3所述的氧化沉淀法除铁的过程为：加入过氧化氢，然后通过氢氧化钠溶液调节溶解液的pH至4.8-5.0，将溶解液中的二价铁离子转化为成沉淀物。
优选地，步骤s3所述镁镍料液中mg2+/ni2+>1/4，ph=2.0～2.5，mg2+浓度≥5g/l。
优选地，步骤s3所述的萃取方法去除杂质的过程为：首先选择性萃取铜，电积得到阴极铜产品，然后选择性萃取锰，蒸发结晶得到纯硫酸锰产品。 最后选择性萃取钴，蒸发结晶，得到纯硫酸钴产品。
优选地，所述螯合树脂选自江苏苏清水处理工程集团有限公司生产的d401、d402、d421型号中的一种。
优选地，步骤s4中的螯合树脂交换塔为多级串联交换塔，串联级数为2-10级。
优选地，步骤s5中镍离子解吸的操作方法为：采用摩尔浓度0.1-6mol/l的硫酸溶液，以2-10bv/h的流量对交换柱进行解吸，解吸时间10-60min，然后用自来水泵以10-20bv/h的流速清洗交换柱，当出口液体的pH值为5.0时结束清洗。
有益效果：
本发明结合了离子交换法、传统的逐步沉淀法和直接萃取法。 本发明的离子交换方法有效还原了镁离子，富集了镍离子，从而实现了镍和镁的分离，从而实现了镍和镁的综合回收。 对于镁的目的，在离子交换法之前采用常规的逐步沉淀法有利于减少对离子交换的干扰。 本发明回收的硫酸镍含量达到99.5%以上，mg杂质含量小于0.005%，完全符合hg/t2824-1997硫酸镍产品标准。
详细方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例分别采用江苏苏清水处理工程集团有限公司生产的型号为d401/d402/d421的螯合树脂。与离子交换树脂相比，螯合树脂是一类能与金属形成多配位络合物的树脂。离子。 交联功能高分子材料。 螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构。 螯合树脂通过其所含的官能团对金属离子具有很强的螯合作用。 吸附过程中，协同效果几乎不受钙镁离子和天然有机物的影响。 与离子交换树脂相比，螯合树脂与金属离子的结合力更强，选择性更高，有效保证了所得硫酸镍产品的回收率为高纯度产品。
示例1：
本实施例的从含镍废电池中回收高纯度硫酸镍的方法，包括以下步骤：
s1：首先将含镍废电池拆解粉碎，得到电池粉。 在电池粉末中添加碳粉，进行1000℃高温焙烧，去除有机物。
s2：用浓硫酸溶解高温烘烤的电池粉末。 待电池粉完全溶解后，加入硫酸钠，形成稀土元素沉淀。 过滤得到第一滤液。
s3：将过氧化氢倒入第一滤液中，将二价铁氧化成三价铁。 同时，通过氢氧化钠溶液调节第一滤液的pH至4.8～5.0，氧化第一滤液中的亚铁离子。 它形成三价铁离子，与氢氧化钠反应形成沉淀。 过滤后，得到第二滤液。 第二滤液依次萃取，包括选择性萃取铜、电积得到阴极铜产品，然后选择性萃取锰、蒸发结晶得到纯硫酸锰产品； 最后选择性萃取钴，经蒸发、结晶得到纯硫酸钴产品，依次萃取得到含镁镍液。 其中mg2+/ni2+=1:2，ph=2.0，镁镍料液中mg2+浓度为46g/l。
s4：镁镍料液通过装有江苏苏清水处理工程集团有限公司生产的d401螯合树脂的4级串联离子交换柱，镍离子被离子交换树脂吸附，镁离子被离子交换树脂吸附。 -丰富的溶液流出。 对于富镁溶液的处理，可以在富镁溶液中加入碳酸钠溶液，得到碳酸镁沉淀，然后过滤、干燥，得到碳酸镁产品。
s5：用2mol/l稀硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，得到硫酸镍溶液。 控制稀硫酸流量为5bv/h，解吸时间为40分钟。 使用自来水用泵以 15bv/h 的流速清洗交换柱至出口。 当液体pH值为5.0时，清洗完成，得到硫酸镍溶液。
s6：然后将硫酸镍溶液蒸发、冷却、结晶、过滤、干燥，得到高纯硫酸镍产品。
经计算和检测，镍回收率为99.5%，产品硫酸镍含量为99.8%，杂质mg含量为0.001%，达到hg/t2824-1997硫酸镍产品标准。
示例2：
本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤的不同：
s2：碱金属硫酸盐为硫酸钾；
s3：mg2+/ni2+=2，ph=2.4，镁镍料液中mg2+浓度为10g/l；
s4：采用d402螯合树脂，离子交换柱数量为10；
s5：用0.5mol/l稀硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，得到硫酸镍溶液。 控制稀硫酸流量为2bv/h，解吸时间为60分钟。 使用自来水用泵以 10bv/h 的流速清洗交换柱。 当出液pH值为5.0时清洗结束；
除上述步骤不同外，其他步骤操作与实施例1相同，最终得到镍的回收率为99.0%，产品硫酸镍含量为99.5%，杂质mg含量为0.002%，达到hg/t2824-1997硫酸镍产品标准。
示例3：
本实施例与实施例一的不同之处在于以下步骤的不同：
s2：碱金属硫酸盐为硫酸锂；
s3：mg2+/ni2+=1，ph=2.5，镁镍料液中mg2+浓度为5g/l；
s4：采用d421螯合树脂，离子交换柱数量为2；
s5：用6mol/l稀硫酸解吸离子交换树脂中的镍离子，得到硫酸镍溶液。 控制稀硫酸流量为8bv/h，解吸时间为10分钟。 使用自来水以 15bv/h 的流量通过泵清洗交换柱至出口。 当液体pH值为5.0时结束清洗；
除上述步骤不同外，其他步骤操作与实施例1相同，最终得到镍的回收率为99.2%，产品硫酸镍含量为99.7%，杂质mg含量为0.003%，达到hg/t2824-1997硫酸镍产品标准。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但这仅仅是示例性的，本发明并不局限于上述具体实施例。 对于本领域的技术人员来说，任何对本发明的等同修改和替换也都在本发明的范围之内。 因此，凡在不脱离本发明的精神和范围的情况下所做的等同变化和修改，均包含在本发明的范围之内。
技术特点：
技术概要
本发明涉及固体废物回收处理领域，具体公开了一种从含镍废电池中回收高纯硫酸镍的方法，包括以下步骤：将含镍废电池拆解得到电池粉； 将电池粉末用酸溶解，得到溶解液，然后加入碱金属硫酸盐； 采用氧化沉淀法除铁，除铁后的溶解液中除去杂质，得到含镁镍料液； 含镁镍料液通过螯合树脂交换柱，镍离子被螯合树脂吸附，富镁溶液流出进行再处理； 将镍离子解吸得到硫酸镍溶液； 将硫酸镍溶液蒸发、冷却、结晶、过滤、干燥，得到硫酸镍产品。 本发明的应用有效保证了回收的硫酸镍产品为高纯产品，含量大于99.5%，杂质Mg含量小于0.005%，完全符合HG/T2824-1997镍标准硫酸盐产品标准。
技术研发人员：司马忠智
受保护技术使用者：中矿（赣州）国际钴业有限公司
技术研发日：2017.07.17
技术公告日期：2017.09.15