本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法。

背景技術(shù)：

以紅土礦為原料噴霧熱解生產(chǎn)的氧化鎳珠(直徑1-3mm)是一種常見的無機化合物，化學式nio，為黑色和黑綠色的粉末，主要用作著色劑、顏料、生產(chǎn)鎳鋅鐵氧體原料及鎳催化劑。電池級硫酸鎳的制備方法主要為含鎳原料化學溶解或電化學溶解，溶液除雜、蒸發(fā)、結(jié)晶得到硫酸鎳產(chǎn)品，此生產(chǎn)過程不僅工藝繁瑣，而且生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法，工藝流程簡單，技術(shù)條件可控。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法，其特征在于，所述方法步驟包括：

(1)采用氫離子濃度為8～13mol/l的硫酸溶解氧化鎳，其中，氫離子濃度為8～13mol/l的硫酸與氧化鎳按液固比為2-4:1，當反應(yīng)液中氫離子濃度≤7mol/l時加入氫離子濃度為36mol/l的硫酸，經(jīng)過濾得到氫離子濃度為6-8mol/l、鎳含量為160g/l-180g/l的硫酸鎳溶液；

(2)將經(jīng)步驟(1)得到的硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，然后進行固液分離，得到硫酸鎳晶體，淋洗硫酸鎳晶體，直至淋洗水ph為3-4，經(jīng)干燥得到硫酸鎳產(chǎn)品。

進一步地，所述步驟(1)氧化鎳是通過以紅土礦為原料生產(chǎn)得到的，所述氧化鎳的直徑為1-3mm，所述氧化鎳中鎳含量按質(zhì)量百分比計為77.96％。

進一步地，所述步驟(1)反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為6～10小時。

進一步地，所述步驟(2)降溫結(jié)晶的溫度控制在40℃～45℃，結(jié)晶時間4-6h。

進一步地，所述步驟(2)淋洗硫酸鎳晶體，采用的淋洗液為鎳含量為80-120g/l的硫酸鎳溶液。

進一步地，所述步驟(2)將經(jīng)固液分離得到的濾液返回到步驟(1)繼續(xù)循環(huán)利用。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果，本發(fā)明提供了一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法，采用以紅土礦為原料生產(chǎn)得到的氧化鎳產(chǎn)品，本發(fā)明直接使用硫酸溶解氧化鎳，不需額外添加催化劑，避免雜質(zhì)引入；工藝簡單，流程短，無需溶液凈化除雜和蒸發(fā)濃縮過程；本發(fā)明提供一種高酸條件下硫酸鎳結(jié)晶的方法，及高酸條件下結(jié)晶硫酸鎳的淋洗方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法，步驟包括：

(1)采用氫離子濃度為8～13mol/l的硫酸溶解氧化鎳，其中，氫離子濃度為8～13mol/l的硫酸與氧化鎳按液固比為2-4:1，優(yōu)選2-4:1，優(yōu)選3:1，其中，氫離子濃度為8～13mol/l的硫酸單位為l，氧化鎳單位為kg，當反應(yīng)液中氫離子濃度≤7mol/l時加入氫離子濃度為36mol/l的硫酸，經(jīng)過濾得到氫離子濃度為6-8mol/l、鎳含量為160g/l-180g/l的硫酸鎳溶液；其中，氧化鎳是通過以紅土礦為原料經(jīng)噴霧熱解生產(chǎn)得到的氧化鎳產(chǎn)品，氧化鎳的直徑為1-3mm，氧化鎳中鎳含量按質(zhì)量百分比計為77.96％；反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時間為6～10小時；

(2)將經(jīng)步驟(1)得到的硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，降溫結(jié)晶的溫度控制在40℃～45℃，結(jié)晶時間4-6h，然后進行固液分離，得到硫酸鎳晶體，淋洗硫酸鎳晶體，淋洗液為鎳含量為80-120g/l的硫酸鎳溶液，直至淋洗水ph為3-4，經(jīng)干燥得到硫酸鎳產(chǎn)品。將經(jīng)固液分離得到的濾液返回到步驟(1)繼續(xù)循環(huán)利用。

本發(fā)明的反應(yīng)原理在于：

1.硫酸溶解氧化鎳

nio+h2so4＝＝niso4+h2o

2.硫酸鎳的結(jié)晶

h2so4+6h2o＝＝niso4·6h2o

下述實施例所用氧化鎳的成分組成如表1所示。

表1氧化鎳/％



電池級硫酸鎳標準見表2所示。

表2電池級硫酸鎳標準/％



實施例1

a.含酸硫酸鎳溶液的制備

用氫離子濃度9.6mol/l硫酸溶解氧化鎳，反應(yīng)溫度為90℃，氫離子濃度9.6mol/l硫酸體積2.0l，氧化鎳重量0.5kg，每隔1h測試反應(yīng)液的氫離子濃度，當反應(yīng)液中氫離子濃度為6.96mol/l時(反應(yīng)時間4h)，補加氫離子濃度為36mol/l的硫酸0.2l，繼續(xù)反應(yīng)5h，抽濾泵抽濾得到氫離子濃度6.8mol/l、鎳離子含量為160g/l的濾液即含酸硫酸鎳溶液。

b.高酸條件下硫酸鎳結(jié)晶

將步驟a得到含酸硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，結(jié)晶溫度控制在45℃，結(jié)晶6h后采用抽濾泵固液分離，固液分離后，使用含鎳量116g/l的硫酸鎳溶液淋洗得到的結(jié)晶的硫酸鎳，直至淋洗水ph呈3.0，干燥，即得硫酸鎳產(chǎn)品。

所得硫酸鎳成分見表3，成分符合電池硫酸鎳標準。

表3硫酸鎳產(chǎn)品/％



實施例2

a.含酸硫酸鎳溶液的制備

氫離子濃度12mol/l硫酸溶解氧化鎳，反應(yīng)溫度為80℃，氫離子濃度12mol/l硫酸酸體積3l，氧化鎳1kg，每隔1h測試酸度，反應(yīng)過程中需保持總液固體積不變，當反應(yīng)液中氫離子濃度7mol/l時(反應(yīng)時間6h)，補加氫離子濃度為36mol/l的硫酸0.077l后繼續(xù)反應(yīng)1h，抽濾泵抽濾得到氫離子濃度為7.4mol/l、鎳離子含量為162g/l的濾液即含酸硫酸鎳溶液。

b.高酸條件下硫酸鎳結(jié)晶

將步驟a得到含酸硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，結(jié)晶溫度控制在40℃，結(jié)晶5h后采用抽濾泵固液分離，固液分離后，用含鎳量95g/l的硫酸鎳溶液淋洗結(jié)晶的硫酸鎳，直至淋洗水ph呈3.5，干燥，即得硫酸鎳產(chǎn)品。

所得硫酸鎳成分見表4，成分符合電池硫酸鎳標準。

表4硫酸鎳產(chǎn)品/％



實施例3

a.含酸硫酸鎳溶液的制備

氫離子濃度8.5mol/l硫酸溶解氧化鎳，反應(yīng)溫度為75℃，氫離子濃度8.5mol/l硫酸體積2l，氧化鎳1kg，每隔1h測試酸度，反應(yīng)過程中需保持總液固體積不變，當反應(yīng)液中氫離子濃度6.8mol/l(反應(yīng)時間2h)，補加氫離子濃度為36mol/l的硫酸0.30l后繼續(xù)反應(yīng)8h，抽濾泵抽濾得到氫離子濃度為6.3mol/l、鎳離子含量為174g/l的含酸硫酸鎳溶液。

b.高酸條件下硫酸鎳結(jié)晶

將步驟a得到含酸硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，結(jié)晶溫度控制在40℃，結(jié)晶4h后采用抽濾泵固液分離，固液分離后，用含鎳量84g/l的硫酸鎳溶液淋洗結(jié)晶的硫酸鎳，直至淋洗水ph呈3.5，干燥，即得硫酸鎳產(chǎn)品。

所得硫酸鎳成分見表5，成分符合電池硫酸鎳標準。

表5硫酸鎳產(chǎn)品/％



以上所述的僅是本發(fā)明的較佳實施例，并不局限發(fā)明。應(yīng)當指出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明所提供的技術(shù)啟示下，還可以做出其它等同改進，均可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，都應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種以氧化鎳為原料制備電池級硫酸鎳的方法，包括：（1）采用氫離子濃度為8～13mol/L的硫酸溶解氧化鎳，其中，氫離子濃度為8～13mol/L的硫酸與氧化鎳按液固比為2?4:1，當反應(yīng)液中氫離子濃度≤7mol/L時加入氫離子濃度為36mol/L的硫酸，經(jīng)過濾得到鎳含量≥160g/L的硫酸鎳溶液；（2）將經(jīng)步驟（1）得到的硫酸鎳溶液降溫結(jié)晶，然后進行固液分離，得到硫酸鎳結(jié)晶，淋洗硫酸鎳結(jié)晶，直至淋洗水pH為3?4，經(jīng)干燥得到硫酸鎳產(chǎn)品。本發(fā)明采用以紅土礦為原料經(jīng)噴霧熱解生產(chǎn)得到的氧化鎳產(chǎn)品，不需額外添加催化劑，工藝簡單，流程短。

技術(shù)研發(fā)人員：趙德;周佑明;麻在生;明鍵偉;董存武;沈艷玲;杜金龍

受保護的技術(shù)使用者：金川集團股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2018.10.09

技術(shù)公布日：2019.01.15