[发明专利]用离子交换污泥制备高纯镍和碳酸镍的方法

说明书

本发明涉及金属废料回收处理技术领域，尤其涉及用离子交换污泥制备高纯镍和碳酸镍的方法，包括以下工序：溶解浸出，离子交换污泥加硫酸溶液和氧化剂进行溶解浸出，得到浸出液；络合除铁，浸出液中加入碳酸钠溶液和氧化剂反应，得到除铁液；电解除铜，除铁液在直流电流作用下进行电积反应，得到粗制硫酸镍溶液；吸附解吸,向粗制硫酸镍溶液中加入吸镍复合颗粒，振荡吸附分离得到的颗粒用硫酸溶液解吸，得到精制硫酸镍溶液；电积沉镍，将精制硫酸镍溶液泵入旋流隔膜电解槽进行电积，得到纯镍；碳酸镍的制备，阴极液浓缩并调节pH＝9,过滤、洗涤、干燥得到碳酸镍。本发明的方法工艺简单，设备投资成本较低，运行稳定，能够避免造成二次污染。

技术领域

本发明涉及金属废料回收处理技术领域，尤其涉及用离子交换污泥制备高纯镍和碳酸镍的方法。

背景技术

镍作为国民经济和国防建设的重要材料，同时也是提高新技术和新型材料的支撑原料，其应用范围在日益扩大，需求量也在逐年增加。中国镍供给有两个部分组成，一部分是新产镍精矿供应，这部分占镍总供给量的72.9％，另一部分来自再生镍占27.1％。中国是世界最大的镍消费国之一，年消耗量达40万吨左右。随着镍原生矿物资源的不断减少以及工业和生活废品的不断增加，从金属废料中回收镍，以及制备镍的相关化合物越来越重要。

离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，广泛应用于工业废水的处理。离子交换再生过程中，会使用一定浓度的再生溶剂顺流或逆流通过失效的交换剂层，使交换剂经过再生还原，再生过程中会产生废液或污泥，这些废水或污泥中还含有大量的镍、铜、铁等金属，属于危险废物，如果将其直接排放，必定会带来严重的环保问题，还会造成资源的严重浪费。如果能够将离子交换污泥中的镍、铜、铁等金属进行回收再生，不但能够解决环境污染问题，还能够获得可观的经济效益，在一定程度上解决镍资源短缺的问题。

目前，离子交换污泥中镍的资源化回收利用主要方法包括浸出法(氨浸法和酸浸法)、焙烧浸出法、熔炼法、焚烧法和生物浸取法，这些方法存在设备投资大，运行不稳定，回收率较低，易造成二次污染等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供用离子交换污泥制备高纯镍和碳酸镍的方法，该方法工艺简单，设备投资成本较低，运行稳定，回收率较高，能够避免造成二次污染。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

用离子交换污泥制备高纯镍和碳酸镍的方法，包括以下工序：

S1.溶解浸出，将离子交换污泥加入溶解槽中，先后搅拌加入硫酸溶液和氧化剂进行溶解浸出，随后转入板框压滤机中压滤分离得到滤渣A和浸出液。

该工序中发生的主要化学反应如下：MeO+H₂SO₄＝MeSO₄+H₂O，其中的Me为可溶性金属，主要为主要为Cu、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg。溶解浸出的过程中会产生少量的硫酸雾，可以通过吸风系统进入碱喷淋吸收塔吸收达标后高空排放。

S2.络合除铁，向浸出液中加入碳酸钠溶液调节pH＝2.6～2.8后，加入氧化剂反应1～1.5h，再加入碳酸钠溶液调节pH＝3.6，搅拌0.5h，通过板框压滤机压滤得到滤渣B和除铁液。