专利名称：一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法
技术领域：
本发明涉及一种在不溶阳极电积法制备阴极镍电解液中补充镍的方法，特别是一种采用添加高纯球形氢氧化镍中和不溶阳极电积镍产生的游离酸且同时补充镍离子的方法。
背景技术：
镍不仅是制造镍合金的基础材料，更是其它合金(铁、铜、铝基等合金)中的合金元素。目前，镍及其合金广泛用于特殊用途的零部件、仪器制造、机器制造、火箭技术装备中、原子反应堆中，同时还被应用于生产碱性蓄电池、多孔过滤器、催化剂以及零部件与半制品的防蚀电镀层等领域，镍被视为国民经济建设的重要战略物质。
金属镍的生产在国内外主要采用可溶阳极电解法，就是将粗镍或硫化镍铸成阳极板，在电解槽内电解，在阳极生成镍离子，而在阴极生成金属镍。
阳极反应Ni-2e→Ni2+阴极反应Ni2+→Ni+2e总反应为零。该法的主要局限是制备阴极镍的原料只能是粗镍或硫化镍，不能利用湿法流程产生的离子态的镍制备阴极镍。
不溶阳极电积法生产金属镍，镍离子存在于溶液中，在直流电的作用下，Ni2+在阴极上得到电子生成金属镍沉积在阴极上；阳极为铝银合金，在电积过程中阳极为正电势，在其表面形成钝化阻止了铅的分解，H2O在阳极上被分解为O2和H+，O2直接排空，H+和SO42-结合生成硫酸，形成阳极液。
阳极反应2H2O-4e→O2+4H+阴极反应Ni2+→Ni+2e在国内，新疆阜康冶炼厂是目前唯一采用不溶阳极电积法生产金属镍的厂家，其工艺过程为由矿物浸出并净化得到阴极液(组成g/lNi 84.8，Co 0.0029，Cu 0.0004，Pb 0.0001，Na2SO4103.03，H3BO33.12)，用此阴极液进行电积，得到阴极镍和酸累积和镍贫化后的阳极液(组成g/lNi 55.6，Co 0.001 3，Cu 0.0004，Pb 0.0016，Na2SO449.24，H2SO450)。新疆阜康冶炼厂由于需要硫酸进行镍矿的浸出，将此阳极液返回到二次浆化配料工序，消耗硫酸重新生产阴极液。这样，有65％的镍在流程中循环，镍的一次回收率只有35％，且大量净化后的镍重新进入冗长的除杂工序，必将降低流程的处理效率和镍的总收率。
国内有的电解镍加工厂采用的不溶阳极电积法生产阴极镍，对阴极液贫化后镍离子的补充采用添加硫酸镍溶液，对酸累积后的阳极液的处理则采用加入NaOH调整pH值至3左右的方法，继续进行电积。但这样一来，电解液中Na2SO4的浓度持续增高，必须进行体外循环进行硫酸钠的脱除。脱除的方法是将电积时约70℃的电解液进行冷冻，使硫酸钠结晶析出，这样势必会增加镍的生产成本。与此同时，部分硫酸镍析出或被硫酸钠结晶夹杂析出，造成的镍损失大于3％。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种不溶阳极电积法制备阴极镍电解液中补充镍的方法，该方法工艺简单、可靠、设备投资少、工艺效果好并且不会造成环境污染，同时不会造成镍的损失。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于该方法是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内，针对在不溶阳极电积法制备阴极镍过程中镍离子不断消耗和氢离子不断增加的电解液在电解槽体外循环，并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的溶解槽，使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中，再将电解液返回电解槽继续进行镍的电积。
本发明采用的高纯球形氢氧化镍可通过络合沉淀法将硫酸镍溶液中的镍离子转换成球形氢氧化镍，通过洗涤去除钠离子和硫酸镍溶液中携带的阴离子杂质，经干燥即制成高纯球形氢氧化镍。
本发明在贮存高纯球形氢氧化镍的溶解槽的出口处设置有过滤系统，以将未溶解的氢氧化镍截留在溶解槽中。
由于高纯球形氢氧化镍在酸中较易溶解的pH值在3左右，pH高于3时，高纯球形氢氧化镍的溶解需要较长时间或加温、搅拌，可以使溶解终点pH值高至4到4.5，因此在氢氧化镍过量时电解液循环流过贮存高纯球形氢氧化镍的槽体时，溶解氢氧化镍的终点酸度较容易控制为最适合电积的pH值3.0～3.3。
本发明的有益效果是本发明直接在电解液中添加高纯球形氢氧化镍，并利用在电积过程中电解液累积的H+将氢氧化镍溶解，从而既可解决电解液中酸累积的问题，又可解决电解液中的镍离子的补充的问题，同时由于无须加入氢氧化钠中和电解液中的累积酸，因而可免除传统工艺中脱除硫酸钠的工序，从而可防止硫酸镍的析出，以防止电解液中镍的损耗；并且本发明的方法工艺简单、可靠、设备投资少、工艺效果好并且不会造成环境污染。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施例方式
本发明所公开的一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内，在不溶阳极电积法制备阴极镍过程中，随着镍离子的不断消耗和氢离子的不断增加，使电解液在电解槽体外循环，并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的溶解槽，使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中，再将镍离子含量达到电积要求的电解液返回电解槽继续进行镍的电积。
本发明采用的高纯球形氢氧化镍可通过络合沉淀法制备，即向硫酸镍溶液中加入氢氧化钠，使硫酸镍中的镍离子转换成球形氢氧化镍，通过洗涤去除钠离子和硫酸镍溶液中携带的氯离子和硝酸根离子等阴离子杂质，经干燥即制成高纯球形氢氧化镍。
贮存高纯球形氢氧化镍的槽体中存有过量的球形氢氧化镍，并且贮存高纯球形氢氧化镍的溶解槽的出口处设置有过滤系统，以将未溶解的氢氧化镍截留在溶解槽中。
由于高纯球形氢氧化镍在酸中较易溶解的pH值在3左右，pH高于3时，高纯球形氢氧化镍的溶解则需要较长时间或加温、搅拌，当对溶解槽中的氢氧化镍加温、搅拌时，可以使氢氧化镍的溶解终点pH值高至4到4.5，因此为保证氢氧化镍能迅速溶解，在氢氧化镍过量时电解液循环流过贮存高纯球形氢氧化镍的槽体时，溶解氢氧化镍的终点酸度较容易控制为最适合电积的pH值3.0～3.3。
权利要求
1.一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于该方法是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内，将在不溶阳极电积法制备阴极镍过程中镍离子不断消耗和氢离子不断增加的电解液在电解槽体外循环，并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的溶解槽，使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中，再将电解液返回电解槽继续进行镍的电积。
2.根据权利要求1所述的一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于高纯球形氢氧化镍是通过络合沉淀法将硫酸镍溶液中的镍离子转换成球形氢氧化镍，通过洗涤去除钠离子和硫酸镍溶液中携带的阴离子杂质，经干燥即制成高纯球形氢氧化镍。
3.根据权利要求1所述的一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于贮存高纯球形氢氧化镍的溶解槽的出口处设置有过滤系统，以将未溶解的氢氧化镍截留在溶解槽中。
4.根据权利要求1所述的一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于溶解氢氧化镍的终点酸度为pH值3.0～3.3。
全文摘要
本发明公开了一种向不溶阳极电积法制备阴极镍的电解液中补充镍的方法，其特征在于该方法是将高纯球形氢氧化镍置于溶解槽内，在不溶阳极电积法制备阴极镍过程中，随着镍离子的不断消耗和氢离子的不断增加，使电解液在电解槽体外循环，并通过贮存有高纯球形氢氧化镍的溶解槽，使高纯球形氢氧化镍逐步溶解成镍离子进入电解液中，再将电解液返回电解槽继续进行镍的电积；本发明工艺简单、可靠、设备投资少、工艺效果好并且不会造成环境污染。
文档编号C25C7/00GK101054685SQ20071002665
公开日2007年10月17日 申请日期2007年1月28日 优先权日2007年1月28日
发明者罗爱平 申请人:罗爱平