[发明专利]采用杂多酸作载体去除镍溶液中微量硅、磷杂质的应用

说明书

本发明公开了一种采用杂多酸作载体去除镍溶液中微量硅、磷杂质的应用，所述多元素用于在含有杂元素的镍溶液中除杂，并与杂元素络合形成杂多酸后除去，达到除杂目的。在镍溶液中去除Si、P等杂质上，获得了明显的效果。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及采用杂多酸作载体去除镍溶液中微量硅、磷杂质的应用。

背景技术

镍钴锰三元正极材料是一种新型锂离子电池正极材料，具有容量高、热稳定性好、价格低廉等优点，可广泛用于小型锂电池及锂离子动力电池，是一种非常接近于钴酸锂的产品，其性价比远高于钴酸锂，容量比钴酸锂高10～20％，是最有可能取代钴酸锂的新型电池材料之一，被称为第三代锂离子电池正极材料，其正极材料国内年需求量以20％的年增长速度逐渐取代钴酸锂。目前，三元正极材料前驱体的生产采用高纯硫酸镍、高纯硫酸钴和高纯硫酸锰等为主要原料，对高纯硫酸镍的需求量很大。

镍湿法冶炼中得到的镍溶液，其中含有钴、锰、钙、镁、铅、硅、磷等杂质，通常利用萃取法和沉淀法对钴、锰、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、磷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，尤其是杂质硅和磷，由于生产过程中不可避免会再次引入，因此对原料中硅和磷含量要求更高。

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，大多数使用不同脱硅剂在铝酸钠溶液中常压或加压除硅的方法。另外，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。或者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。除此之外，还有利用氧化钙和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。

上述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(200ppm)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。

发明内容

发明人长期工作在湿法冶金技术领域一线，从事相关废弃金属绿色回收及提纯工作。发现了通过调节镍溶液中的pH值可以去除Si，但是该方法上限约为40mg/L左右，无法获得杂质含量更低的高纯度的镍溶液。另外一方面，用pH调节法去除Si的同时，还会导致Ni的部分损失，同时很难兼顾对P地处理，依然残留在水相中，后续含P废水地处理耗时耗力，成本高。

除此之外，发明人还采用过对镍溶液(如硫酸镍)重结晶法，以求获得高纯度的镍溶液。该方法虽然最终帮助发明人实现了发明目的，但是所得的镍溶液(如硫酸镍)的收率不太理想，一般Si含量在5mg/L及以下时，硫酸镍的收率约70％上下，原材料浪费较大，成本高，并且重结晶法涉及溶液的多次蒸发，能耗高。后续发明人又采用了萃取剂多次进行“全萃-全反萃”的方法进行提纯处理，也获得了高纯度的镍溶液(如硫酸镍)，使Si残留在萃余液，但是该方法需要使用的萃取剂量大，多次萃取-反萃取的成本也很高。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种从镍溶液中络合萃取除去杂质磷、硅的方法。本发明的第二个目的在于提供了一种镍溶液中深度除杂的方法。本发明的第三个目的在于提供一种利用多元素去除镍溶液中杂质的应用。