本發(fā)明涉及一種從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法,屬于化工固廢回收處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
六氟化鎢是目前鎢的氟化物中唯一能穩(wěn)定存在并被工業(yè)化生產(chǎn)的品種,其主要用于電子工業(yè)化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝原材料,用它制成WSi2時(shí)可用作大規(guī)模集成電路(LSI)配線材料。六氟化鎢的工業(yè)合成方法是以金屬鎢粉與氟化劑,如三氟化氮或氟氮?dú)饣隙?。氟化劑通過(guò)電解的方法進(jìn)行制備,隨著電解過(guò)程的進(jìn)行,陽(yáng)極鎳板會(huì)逐漸消耗而產(chǎn)生沉積,并與部分未反應(yīng)的物料共同沉積于電解槽的底部,從而形成熔鹽,其主要成分為鎳、鐵等金屬和其含氟無(wú)機(jī)鹽等。高含氟電解熔鹽若不加以回收利用,既會(huì)增加生產(chǎn)成本,同時(shí)又將污染環(huán)境,對(duì)電解熔鹽中金屬鎳的回收也有相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道,即主要采用的回收方法是通過(guò)對(duì)電解熔鹽進(jìn)行洗滌、消化及在強(qiáng)堿性條件下沉淀,達(dá)到提取并制備鎳化合物的目的,該方法的酸液消耗量高、且會(huì)產(chǎn)生大量較高COD含量的污水,帶來(lái)二次污染,不利于環(huán)保節(jié)約型社會(huì)的建設(shè),因此,有必要對(duì)其回收方法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和探索。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法,解決了傳統(tǒng)回收方法耗酸量高、不環(huán)保的問(wèn)題,具有生產(chǎn)成本低、鎳回收率高、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。
本發(fā)明所述的從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法,是將含氟電解熔鹽破碎至30~100目,充分水洗后進(jìn)行離心分離,然后對(duì)濾餅進(jìn)行焙燒,得到金屬鎳氧化物,后經(jīng)消解、沉淀除雜、過(guò)濾、加堿后得到氫氧化鎳或鎳鹽。
其中,優(yōu)選地技術(shù)方案如下:
焙燒溫度為500~900℃,焙燒時(shí)間為1~6h。
水洗時(shí)需滿足洗滌液中氟離子的濃度≤0.1g/L,水洗可分一次或多次洗滌,洗滌液可循環(huán)使用,水洗方式可為溶解洗滌、噴淋洗滌或溶解洗滌與噴淋洗滌的有效組合。
消解所用消解劑為硝酸、次氯酸、高氯酸、雙氧水中的任意一種或多種,也可以在其中加入硫酸或鹽酸,硝酸、次氯酸、高氯酸、雙氧水均屬于具有氧化性的酸,能夠?qū)㈦娊馊埯}中的Fe2+氧化為Fe3+,以便后續(xù)在沉淀除雜工序?qū)ζ溥M(jìn)行分離。
沉淀除雜時(shí)所用沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣的固體粉末或溶液,沉淀除雜時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH值為4.0~5.0,將其中的Fe3+及Cu2+進(jìn)行沉淀去除。
加堿時(shí)所用物料為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的任意一種。
所述鎳鹽包括碳酸鎳、碳酸氫鎳、堿式碳酸鎳等,但不限于以上幾種。
含氟電解熔鹽中的金屬氟化物直接與強(qiáng)酸反應(yīng)會(huì)生成難電離的氟化氫,阻礙H+與金屬單質(zhì)的反應(yīng),而本發(fā)明中先焙燒后消解的操作工序能夠除去電解熔鹽中的氟化氫銨,并將金屬及金屬氟化物氧化為金屬氧化物,完全除去電解廢渣中存在的氟,消解過(guò)程中無(wú)氟化氫生成。
本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的回收方法是以高含氟電解熔鹽為原料,采用破碎--洗滌分離--焙燒-消化-沉淀的方法,對(duì)高含氟電解熔鹽中的重金屬鎳進(jìn)行資源化回收,并制得氫氧化鎳或鎳鹽,具有消化液用量低、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),同時(shí)能夠有效去除氟離子、氨氮等雜質(zhì),得到的氫氧化鎳或鎳鹽的純度達(dá)95%以上,不含氟離子,工藝流程簡(jiǎn)潔,易操作。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法如下:
將1000g含氟電解熔鹽破碎至30目,充分水洗至洗滌液中氟離子的濃度≤0.1g/L,離心分離后對(duì)所得濾餅于500℃下焙燒6h,得到金屬鎳氧化物,對(duì)金屬鎳氧化物用稀硝酸進(jìn)行消解,然后加入氫氧化鉀溶液,與消解液中含有的少量Fe3+及Cu2+反應(yīng),生成沉淀,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入適量碳酸鈉,制得堿式碳酸鎳,其純度為97.2%。
實(shí)施例2
從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法如下:
將1000g含氟電解熔鹽破碎至60目,充分水洗至洗滌液中氟離子的濃度≤0.1g/L,離心分離后對(duì)所得濾餅于650℃下焙燒3h,得到金屬鎳氧化物,對(duì)金屬鎳氧化物用鹽酸與次氯酸的混酸進(jìn)行消解,然后加入氫氧化鈣來(lái)沉淀消解液中含有的少量金屬離子,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入適量碳酸氫鈉,制得堿式碳酸鎳,其純度為96.5%。
實(shí)施例3
從含氟電解熔鹽中回收金屬鎳的方法如下:
將1000g含氟電解熔鹽破碎至100目,充分水洗至洗滌液中氟離子的濃度≤0.1g/L,離心分離后對(duì)所得濾餅于900℃下焙燒1h,得到金屬鎳氧化物,對(duì)金屬鎳氧化物用硫酸與雙氧水的混合液進(jìn)行消解,然后加入氫氧化鈉粉末來(lái)沉淀消解液中含有的少量Fe3+及Cu2+,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入氫氧化鈉溶液,制得氫氧化鎳,其純度為95.9%。