一种去除硫酸钴电解中痕量镍的方法与流程
本发明涉及冶金工业电解精炼屑级高纯钴制备技术领域，具体涉及一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法。
背景技术：
钴是重要的高纯金属材料之一，是制备磁记录介质、磁记录头、光电子器件、磁传感器、集成电路等元器件的重要材料。大部分应用是将钴制备成纯金属靶材或合金靶材，通过镀膜获得符合要求的功能薄膜。纯度5n及以上的高纯钴主要用于制造超大规模集成电路工业用的溅射靶材。
钴溶液净化阶段多采用溶剂萃取、萃取色谱、膜分离、离子交换、电解等方法，其主要目的是除去钴溶液中的金属杂质（如Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等），除去杂质后再电解钴溶液，得到高纯度的金属钴。钴与镍是性质相近的姊妹元素，很难除去，因此硫酸钴溶液中镍的除去一直是难点和重点。
该专利公开了一种生产高纯钴的方法，采用两种离子交换树脂，即对铁和镍有特殊吸附效果的M-4195树脂，经过离子交换后同样可以制备出纯度为5N的高纯钴。但该方法所用的M-4195树脂价格昂贵，大大增加了生产成本，另外这种树脂在国内很难买到，交货时间较长，不适合大规模生产高纯钴。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，包括以下步骤：用纯水洗涤含有亚氨基二乙酸功能团的阳离子交换树脂，将阳离子交换树脂与pH为5～6的硫酸钴溶液混合，室温下搅拌吸附10～15小时。
作为本发明的优选技术方案，配制500ml~硫酸钴溶液，将树脂CH-90N用纯水洗涤2~3次后，与硫酸钴溶液按1:5的比例混合，室温下搅拌。
作为本发明的优选技术方案，配制800ml硫酸钴溶液，将树脂TP207用纯水冲洗2～3遍后，与硫酸钴溶液按1：8的比例混合，在室温下搅拌吸附12小时。
作为本发明的优选技术方案，所述电解液由电子级硫酸钴与水配制而成，钴离子浓度为80g/l。
作为本发明的优选技术方案，电解精炼用的阳极采用钛网篮制成，内放置电解消耗的阳极钴片，阴极板采用钛板制成。
本发明的有益效果是：本发明主要采用廉价的含有亚氨基二乙酸功能团的树脂替代昂贵的螯合树脂，解决了中高纯钴制备过程中电解液中微量镍难以去除的问题。该方法操作简单、成本低、稳定性好、绿色环保。树脂经酸洗后可回收利用，可用于高纯钴的规模化生产。
详细描述
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
示例 1
配制钴离子浓度为80g/l、镍离子浓度为3.06mg/l的硫酸钴溶液，树脂CH-90N用纯水冲洗2～3遍后，与pH为5～6的硫酸钴溶液按1：5的比例混合，搅拌，室温下吸附10h，经ICP-MS测定镍离子浓度为0.58mg/l，树脂的镍去除率达81.04%。
示例 2
与实施例1不同之处在于：配制500ml硫酸钴溶液，钴离子浓度为80g/l，镍离子浓度为3.06mg/l，用纯水冲洗树脂CH-90N2～3次，与硫酸钴溶液按1：5比例混合，pH值为5～6，室温下搅拌吸附15小时，检测镍离子浓度为0.52mg/l，树脂镍去除率达83％。
示例 3
与实施例1不同的是，配制800ml硫酸钴溶液，钴离子浓度为80g/l，镍离子浓度为3.06mg/l，用纯水冲洗树脂～3次，与硫酸钴溶液按1：8的比例混合，pH值为5～6，室温下搅拌吸附12小时，检测镍离子浓度为0.68mg/l，树脂的镍去除率达77.7％。
在其他实施例中，该树脂还可以是具有其他官能团的多异氰酸酯，例如D403。
cooh)2)阳离子交换树脂。
本发明电解精炼用的阳极采用钛网篮制成，网孔尺寸为13.5*6mm，挂钩为一体式弯钩。篮内装有电解消耗的阳极钴片，市售3n8电解钴。阴极板采用钛板制成。
电解液由电子级硫酸钴和上水组成，钴离子浓度为50g/l～120g/l。
采用CH-90N、TP207、D403阳离子交换树脂对电解液进行深度净化、除镍，即使在钴离子浓度较高的情况下，镍的去除率仍可达70%以上，去除效果优良，操作简单，绿色环保，价格低廉，经济实惠。
净化后的电解液可用于电解精炼，电解精炼的工艺参数为：电解电极距离30-60cm、电流密度100-350A/m2、电解温度40-80摄氏度、电压0-12V。
电解钴板经辉光放电质谱仪（GDMS）检测，纯度大于99.999%，镍含量为0，检测报告见表1。
表1 电解钴板GDMS检测报告
虽然以上已对本发明的具体实施方式进行了详细描述，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员的知识范围内，可以在不脱离本发明的宗旨的情况下做出各种变化，这些无需付出创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围之内。
技术特点：
1.一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，其特征在于包括以下步骤：用纯水洗涤含有亚氨基二乙酸功能团的阳离子交换树脂，与pH值为5～6的硫酸钴溶液混合，在室温下搅拌吸附10～15小时。
2.根据权利要求1所述的一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，其特征在于：配制500ml～600ml硫酸钴溶液，用纯水冲洗树脂CH-90N2～3次，与硫酸钴溶液按1：5的比例混合，室温下搅拌。
3、根据权利要求1所述的一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，其特征在于：配制硫酸钴溶液800ml，将树脂TP207用纯水冲洗2～3次，与硫酸钴溶液按1：8的比例混合，室温下搅拌吸附12小时。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，其特征在于：所述电解液由电子级硫酸钴与水配制而成，钴离子浓度为80g/l。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，其特征在于：电解精炼用的阳极采用钛网篮制成，网篮内装有电解消耗的阳极钴片，阴极板采用钛板制成。
技术摘要
本发明提供了一种去除硫酸钴溶液中微量镍的方法，包括以下步骤：用纯水清洗含有亚氨基二乙酸功能团的阳离子交换树脂，与硫酸钴溶液混合，pH值为5～6，室温下搅拌吸附10～15小时。本发明主要采用廉价的含有亚氨基二乙酸功能团的树脂替代昂贵的螯合树脂，解决了中高纯钴制备中电解精炼过程中电解液中微量镍难以去除的问题。该方法操作简单、成本低、稳定性好、绿色环保，树脂经酸洗后可回收利用，可用于高纯钴的大规模生产。
技术研发人员：赵云超；王广新;郭明义;杨斌;李荣坡;唐坤;李海涛;张晨飞
受保护技术用户：河南科技大学
技术开发日：2020.07.19
技术发布日期：2020.10.23