一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法与流程

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法。

背景技术：

以红土矿为原料喷雾热解生产的氧化镍珠(直径1-3mm)是一种常见的无机化合物，化学式nio，为黑色和黑绿色的粉末，主要用作着色剂、颜料、生产镍锌铁氧体原料及镍催化剂。电池级硫酸镍的制备方法主要为含镍原料化学溶解或电化学溶解，溶液除杂、蒸发、结晶得到硫酸镍产品，此生产过程不仅工艺繁琐，而且生产成本较高。

技术实现要素：

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法，工艺流程简单，技术条件可控。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法，其特征在于，所述方法步骤包括：

(1)采用氢离子浓度为8～13mol/l的硫酸溶解氧化镍，其中，氢离子浓度为8～13mol/l的硫酸与氧化镍按液固比为2-4:1，当反应液中氢离子浓度≤7mol/l时加入氢离子浓度为36mol/l的硫酸，经过滤得到氢离子浓度为6-8mol/l、镍含量为160g/l-180g/l的硫酸镍溶液；

(2)将经步骤(1)得到的硫酸镍溶液降温结晶，然后进行固液分离，得到硫酸镍晶体，淋洗硫酸镍晶体，直至淋洗水ph为3-4，经干燥得到硫酸镍产品。

进一步地，所述步骤(1)氧化镍是通过以红土矿为原料生产得到的，所述氧化镍的直径为1-3mm，所述氧化镍中镍含量按质量百分比计为77.96％。

进一步地，所述步骤(1)反应温度为70～90℃，反应时间为6～10小时。

进一步地，所述步骤(2)降温结晶的温度控制在40℃～45℃，结晶时间4-6h。

进一步地，所述步骤(2)淋洗硫酸镍晶体，采用的淋洗液为镍含量为80-120g/l的硫酸镍溶液。

进一步地，所述步骤(2)将经固液分离得到的滤液返回到步骤(1)继续循环利用。

本发明的有益技术效果，本发明提供了一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法，采用以红土矿为原料生产得到的氧化镍产品，本发明直接使用硫酸溶解氧化镍，不需额外添加催化剂，避免杂质引入；工艺简单，流程短，无需溶液净化除杂和蒸发浓缩过程；本发明提供一种高酸条件下硫酸镍结晶的方法，及高酸条件下结晶硫酸镍的淋洗方法。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种以氧化镍为原料制备电池级硫酸镍的方法，步骤包括：

(1)采用氢离子浓度为8～13mol/l的硫酸溶解氧化镍，其中，氢离子浓度为8～13mol/l的硫酸与氧化镍按液固比为2-4:1，优选2-4:1，优选3:1，其中，氢离子浓度为8～13mol/l的硫酸单位为l，氧化镍单位为kg，当反应液中氢离子浓度≤7mol/l时加入氢离子浓度为36mol/l的硫酸，经过滤得到氢离子浓度为6-8mol/l、镍含量为160g/l-180g/l的硫酸镍溶液；其中，氧化镍是通过以红土矿为原料经喷雾热解生产得到的氧化镍产品，氧化镍的直径为1-3mm，氧化镍中镍含量按质量百分比计为77.96％；反应温度为70～90℃，反应时间为6～10小时；

(2)将经步骤(1)得到的硫酸镍溶液降温结晶，降温结晶的温度控制在40℃～45℃，结晶时间4-6h，然后进行固液分离，得到硫酸镍晶体，淋洗硫酸镍晶体，淋洗液为镍含量为80-120g/l的硫酸镍溶液，直至淋洗水ph为3-4，经干燥得到硫酸镍产品。将经固液分离得到的滤液返回到步骤(1)继续循环利用。

本发明的反应原理在于：

1.硫酸溶解氧化镍

nio+h2so4＝＝niso4+h2o

2.硫酸镍的结晶

h2so4+6h2o＝＝niso4·6h2o

下述实施例所用氧化镍的成分组成如表1所示。

表1氧化镍/％

电池级硫酸镍标准见表2所示。

表2电池级硫酸镍标准/％

实施例1

a.含酸硫酸镍溶液的制备

用氢离子浓度9.6mol/l硫酸溶解氧化镍，反应温度为90℃，氢离子浓度9.6mol/l硫酸体积2.0l，氧化镍重量0.5kg，每隔1h测试反应液的氢离子浓度，当反应液中氢离子浓度为6.96mol/l时(反应时间4h)，补加氢离子浓度为36mol/l的硫酸0.2l，继续反应5h，抽滤泵抽滤得到氢离子浓度6.8mol/l、镍离子含量为160g/l的滤液即含酸硫酸镍溶液。

b.高酸条件下硫酸镍结晶

将步骤a得到含酸硫酸镍溶液降温结晶，结晶温度控制在45℃，结晶6h后采用抽滤泵固液分离，固液分离后，使用含镍量116g/l的硫酸镍溶液淋洗得到的结晶的硫酸镍，直至淋洗水ph呈3.0，干燥，即得硫酸镍产品。

所得硫酸镍成分见表3，成分符合电池硫酸镍标准。

表3硫酸镍产品/％

实施例2

a.含酸硫酸镍溶液的制备

氢离子浓度12mol/l硫酸溶解氧化镍，反应温度为80℃，氢离子浓度12mol/l硫酸酸体积3l，氧化镍1kg，每隔1h测试酸度，反应过程中需保持总液固体积不变，当反应液中氢离子浓度7mol/l时(反应时间6h)，补加氢离子浓度为36mol/l的硫酸0.077l后继续反应1h，抽滤泵抽滤得到氢离子浓度为7.4mol/l、镍离子含量为162g/l的滤液即含酸硫酸镍溶液。

b.高酸条件下硫酸镍结晶

将步骤a得到含酸硫酸镍溶液降温结晶，结晶温度控制在40℃，结晶5h后采用抽滤泵固液分离，固液分离后，用含镍量95g/l的硫酸镍溶液淋洗结晶的硫酸镍，直至淋洗水ph呈3.5，干燥，即得硫酸镍产品。

所得硫酸镍成分见表4，成分符合电池硫酸镍标准。

表4硫酸镍产品/％

实施例3

a.含酸硫酸镍溶液的制备

氢离子浓度8.5mol/l硫酸溶解氧化镍，反应温度为75℃，氢离子浓度8.5mol/l硫酸体积2l，氧化镍1kg，每隔1h测试酸度，反应过程中需保持总液固体积不变，当反应液中氢离子浓度6.8mol/l(反应时间2h)，补加氢离子浓度为36mol/l的硫酸0.30l后继续反应8h，抽滤泵抽滤得到氢离子浓度为6.3mol/l、镍离子含量为174g/l的含酸硫酸镍溶液。

b.高酸条件下硫酸镍结晶

将步骤a得到含酸硫酸镍溶液降温结晶，结晶温度控制在40℃，结晶4h后采用抽滤泵固液分离，固液分离后，用含镍量84g/l的硫酸镍溶液淋洗结晶的硫酸镍，直至淋洗水ph呈3.5，干燥，即得硫酸镍产品。

所得硫酸镍成分见表5，成分符合电池硫酸镍标准。

表5硫酸镍产品/％

以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。