一种镍溶液吸附除硅的方法与流程

本发明涉及镍生产的技术领域，涉及一种利用氢氧化镍胶体对镍溶液进行深度除硅的方法。

背景技术：

镍湿法冶炼中得到的镍溶液，其中含有钴、钙、镁、铅、硅等杂质，通常利用萃取法和沉淀法对钴、钙、镁、铅进行针对性的除杂后用于镍板及镍盐晶体的制备，但对杂质硅没有相应的处理工艺，体系中的硅含量维持在0.1~1g/l之间。随着镍盐产品在锂离子电池正极材料中的不断应用，对其杂质含量的要求也越来越高，尤其是杂质硅，由于生产过程中不可避免会再次引入，因此对原料中硅含量要求更高。

关于溶液中深度除硅方法的研究，主要集中在氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的除硅研究，已知的中国专利有cn1569639、cn101857254、cn101891227a、cn102923745a、cn102951667a、cn103739010a和cn103803614a，主要公布了使用不同脱硅剂在铝酸钠溶液中常压或加压除硅的方法。

中国专利cn1569639和cn101857254通过晶种活化处理或者加入赤泥的方法，将铝酸钠溶液中的二氧化硅含量降低至1g/l左右。cn101891227a和cn103739010a采用制碱工业中的废弃物制备的friedel盐（3cao·al2o3·cacl2·10h2o）或者含氯化镁的卤水制备的镁铝水滑石（mg6al2(oh)16co3·4h2o）作为脱硅剂，能够将至少60%或80%的二氧化硅从铝酸钠溶液中脱除，深度脱硅的同时实现了废弃资源的再利用。cn102923745a利用氧化钙和edta进行加压深度除铝酸钠溶液中的硅和铁，使溶液中硅浓度低于0.67mg/l。铁浓度低于0.1mg/l。cn102951667a则采用粉煤灰作为脱硅晶种，加入硅酸钠溶液中进行常压或中压脱硅，能将铝酸钠溶液中的a/s从15~25提高到110~1000，脱硅后分离出的粉煤灰可作为原料配料生产氧化铝。

此外，莫鼎城等人在《中国有色金属学报》vol.4no.4，1994，38~40介绍了一种高硅硫酸锌溶液中脱硅的方法，利用铁和炭粉处理高硅酸溶液中的杂质硅，并对试验条件进行优化，优化的最佳试验条件下，硅含量由原来的23g/l左右降低至0.2g/l以下，除硅率达到99%以上，主金属锌的回收率达到98%左右。其原理是利用该体系的电化学性质，铁与炭粒在水溶液中产生1.2v左右的电位差有利于胶体硅的沉积，此外，酸性条件下铁与酸反应生成fe²⁺和fe³⁺，当ph升高时，生成的fe(oh)2和fe(oh)3同时发挥吸附和粘结架桥的作用，把生成的硅胶凝聚下来，达到脱硅的目的。

上述专利和文章中除硅的方法主要针对其他体系高硅溶液中的杂质硅的脱除，镍溶液中深度除硅的方法还未见报道，上述方法除杂后的溶液中硅含量仍在0.2g/l以上，该类方法不能达到深度脱硅的目的；同时除杂过程中除硅剂的加入会向溶液中引入其他杂质离子，增加后续工艺的除杂负担。

技术实现要素：

为避免上述除硅方法中的不足，解决镍溶液中深度除硅的难题，本发明提供了一种镍溶液吸附除硅的方法。本发明利用硅凝胶的特性，采用氢氧化镍胶体为吸附剂，在一定温度，氢氧化镍沉淀吸附镍溶液中硅凝胶，待吸附稳定后，进行固液分离后达到深度除硅的目的，具体内容为：a吸附剂制备：将纯净的硫酸镍晶体配置成20g/l-25g/l的镍溶液，加热至50~80℃，加入氢氧化钠溶液沉淀出氢氧化镍胶体，加入的氢氧化钠溶液浓度为100g/l-400g/l，固液分离出氢氧化镍胶体；

b溶液加热：将富含镍的溶液置于容器中，加热至50~80℃；富含镍的溶液为硫酸镍、氯化镍、硫酸镍与氯化镍的混合溶液、硫酸镍钴溶液、硫酸镍钴与氯化镍的混合溶液，镍总浓度15g/l~150g/l，硅含量为0.01g/l~1g/l；

c吸附除硅：当溶液温度达到预定数值后，加入适量步骤a制备好的氢氧化镍胶体沉淀，继续搅拌一段时间，搅拌时间为1~10小时；

d反应物分离：对经过步骤c操作的物质进行固液分离，得到净化后的镍溶液以及氢氧化镍胶体沉淀。

优选的是：步骤a、步骤d固液分离采用抽滤分离或压滤分离。

进一步的是：步骤d得到的氢氧化镍胶体沉淀可再次用于步骤c中，所述氢氧化镍胶体沉淀可连续使用3-4次。

本发明的有益效果：工艺简单，且除杂效果良好，除杂净化后的镍溶液硅含量小于0.005g/l，除硅率大于95%，镍的收率大于99%，解决了镍溶液中深度除硅的难题。除硅过程中无其他杂质引入，有价金属直收率高，除杂后溶液ph稳定，有利于下一工序的进行，可实现工业化连续生产。

附图说明

图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

称取氢氧化钠5g，加20ml水配制成250g/l的氢氧化钠溶液，用硫酸镍晶体（纯度99%）配置浓度25g/l的硫酸镍溶液，取硫酸镍溶液300ml，加热至50℃，边搅拌边加入配制好的氢氧化钠溶液，搅拌反应2h后，进行减压抽滤，固液分离后的氢氧化镍胶体沉淀用热纯水洗涤2~3次。取含硅的硫酸镍溶液1l，加热至50℃，边搅拌加入上述氢氧化镍胶体沉淀，搅拌反应2h，进行减压抽滤，固液分离后的滤渣用热纯水洗涤2~3次。除硅前后溶液指标对比见表1。由除硅前后溶液体积及溶液中的镍含量计算出镍的收率为99.21%。

表1硫酸镍溶液除硅前后溶液指标对比

实施例2

称取氢氧化钠8g，加20ml水配制成400g/l的氢氧化钠溶液，用硫酸镍晶体配置浓度为20g/l的硫酸镍溶液，取硫酸镍溶液600ml，加热至80℃，边搅拌边加入配制好的氢氧化钠溶液，搅拌反应2h后，进行减压抽滤，固液分离后的氢氧化镍胶体沉淀用热纯水洗涤2~3次。取含硅的氯化镍溶液2l，加热至80℃，边搅拌加入上述氢氧化镍胶体沉淀，搅拌反应3h后，进行减压抽滤，固液分离后的滤渣用热纯水洗涤2~3次。除硅前后溶液指标对比见表2，反应温度较高时，除硅后液由于溶液蒸发浓缩使镍浓度有所上升，由除硅前后溶液体积及溶液中的镍含量计算出镍的收率为99.13%，。

表2氯化镍镍溶液除硅前后溶液指标对比

实施例3

称取氢氧化钠150g，加375ml水配制成400g/l的氢氧化钠溶液，用硫酸镍晶体配置浓度为25g/l的镍溶液，取硫酸镍溶液9l，加热至70℃，边搅拌边加入配制好的氢氧化钠溶液，搅拌反应2h后，进行减压抽滤，固液分离后的氢氧化镍胶体沉淀用热纯水洗涤2~3次。取含硅的硫酸镍钴溶液70l，加热至70℃，边搅拌边加入配制好的氢氧化钠溶液，搅拌反应5h后，进行压滤，固液分离后的滤渣用热纯水洗涤2~3次。除硅前后溶液指标对比见表3，反应温度较高时，除硅后液由于溶液蒸发浓缩使镍浓度有所上升，由除硅前后溶液体积及溶液中的镍、钴的含量计算出镍的收率为99.46%，钴的直收率为99.37%。

表3硫酸镍溶液除硅前后溶液指标对比

从以上实施例可以看出，通过本发明的方法，各种镍溶液中杂质硅的含量可由1g/l左右降低至0.005g/l以下，有价金属的收率在99%以上，达到了深度除硅的目的。