1.本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

2.鎳(ni)是一種重要的戰(zhàn)略金屬，主要應(yīng)用鋰離子電池、高溫合金、電鍍等行業(yè)。原生鎳主要來(lái)源于礦產(chǎn)資源，鎳礦主要分為硫化鎳礦和紅土鎳礦兩個(gè)礦種，分別對(duì)應(yīng)不同的加工路徑。硫化鎳礦先采用火法冶煉工藝，形成高冰鎳中間產(chǎn)品后再進(jìn)一步通過(guò)濕法工藝直接生產(chǎn)硫酸鎳或電解生產(chǎn)電解鎳，主要用于電鍍、電池及合金領(lǐng)域，部分電解鎳用于不銹鋼行業(yè)；紅土鎳礦一般采用火法冶煉直接生產(chǎn)鎳鐵進(jìn)而生產(chǎn)不銹鋼，少部分采用濕法工藝形成氫氧化鎳鈷、硫化鎳鈷等鎳中間產(chǎn)品生產(chǎn)硫酸鎳或電解鎳。近年來(lái)，隨著新能源汽車的發(fā)展，對(duì)鎳資源的需求量越來(lái)越大，而硫化鎳礦資源正日漸枯竭，如何更好地利用紅土礦資源生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳成為一個(gè)重要課題。

3.目前世界上可見(jiàn)報(bào)道的采用紅土礦生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳的工藝主要有以下兩種，一種是紅土礦在采用高壓酸浸工藝得到氫氧化鎳鈷或硫化鎳鈷，再采用傳統(tǒng)的浸出-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳。一種是紅土礦加入硫化劑生產(chǎn)高冰鎳，再采用加壓浸出-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳。此外，2020年以來(lái)有企業(yè)以紅土鎳礦為原料，采用“回轉(zhuǎn)窯干燥—回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原焙燒—電爐還原熔煉—p-s轉(zhuǎn)爐硫化—吹煉”火法工藝生產(chǎn)高冰鎳，實(shí)質(zhì)上是把鎳鐵硫化，再用轉(zhuǎn)爐吹煉得到高冰鎳，再采用浸出-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳，但未見(jiàn)工業(yè)化應(yīng)用。此外，鎳鐵的成份應(yīng)產(chǎn)地不同略有差異，具有二氧化硅高、鉻高，雜質(zhì)含量多的特點(diǎn)，主要作為煉鋼原料使用，目前未見(jiàn)到有將其直接作為生產(chǎn)硫酸鎳的原料使用的相關(guān)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，以鎳鐵合金(包括但不限于鐵基含鎳合金、鎳生鐵等)作為原料，能夠從鎳鐵中分離出鎳，再處理得到電池級(jí)硫酸鎳，同時(shí)產(chǎn)出陰極純鐵作為副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。

5.本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

6.一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，所用原料為鎳鐵合金，包括如下步驟：

7.s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解，電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；

8.s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；

9.s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液，所得處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)循環(huán)使用；

10.s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳。

11.本發(fā)明所提供的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

12.(1)本發(fā)明采用隔膜電解的方法，在溶解鎳鐵的同時(shí)得到陰極純鐵，在后續(xù)除雜工序采用硫化沉淀法實(shí)現(xiàn)了鐵溶液中鎳的高效分離，相比傳統(tǒng)的火法處理生成高冰鎳的方法，不僅避免了鐵的硫化帶來(lái)的原輔材料的消耗，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鐵的綜合利用，減少了鐵渣的產(chǎn)出，達(dá)到了減排和資源綜合利用的目的；

13.(2)本發(fā)明生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳的方法，將應(yīng)用于煉鋼原料的鎳鐵制備成電池用硫酸鎳的工藝流線，提供了一條全濕法的工藝路線，實(shí)現(xiàn)鎳鐵和電池級(jí)硫酸鎳產(chǎn)品的自由轉(zhuǎn)換；

14.(3)本發(fā)明提供的生產(chǎn)副產(chǎn)品陰極純鐵的方法，能夠生產(chǎn)出高品質(zhì)陰極純鐵，相比傳統(tǒng)的火法工藝，碳、硫、磷含量很低，鐵含量能夠達(dá)到99.95％以上。

附圖說(shuō)明

15.為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

16.圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所提供的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

17.為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

18.本具體實(shí)施方式提供了一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，所用原料為鎳鐵合金，包括如下步驟：

19.s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解，電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；

20.s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；

21.s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液，所得處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)循環(huán)使用；

22.s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳。

23.進(jìn)一步地，電解的具體方法為，配制陰極液，將陰極液注入至陰極室中，陰極液的溶劑透過(guò)隔膜袋進(jìn)入到陽(yáng)極室中形成陽(yáng)極液，開(kāi)啟電源開(kāi)始電解。

24.進(jìn)一步地，陰極液為硫酸亞鐵與硫酸銨的混合液，混合液的ph值調(diào)整為3.0-5.5；

25.其中，硫酸亞鐵的濃度為200-300g/l，硫酸銨的濃度為100-150g/l。

26.進(jìn)一步地，陰極室的液面高度高于陽(yáng)極室的液面高度，液位差為10-30mm。

27.進(jìn)一步地，電解的條件為：

28.電壓為2-8v，電流密度為100-200a/m2，電解溫度為30-50℃，陽(yáng)極周期為12-15天，陰極周期為4-7天。

29.進(jìn)一步地，在步驟s2中，陽(yáng)極液中的鉻離子在電催化作用下發(fā)生氧化水解自沉淀，形成鉻渣。

30.進(jìn)一步地，在步驟s3中，采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，在化學(xué)沉淀法中，所用沉淀劑為硫化鈉、硫化銨、硫化氫、硫化亞鐵和多硫化鈣中的一種或幾種；

31.進(jìn)一步地，在步驟s3中，采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，在化學(xué)沉淀法中，反應(yīng)溫度為35-80℃，反應(yīng)時(shí)間為1.5-3h，反應(yīng)ph為3-5。

32.進(jìn)一步地，在步驟s3中，處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)的循環(huán)流量為50-100m3/t.fe(該單位表示為：陰極沒(méi)產(chǎn)出一噸純鐵所消耗的陰極液的量)。

33.進(jìn)一步地，在步驟s3中，對(duì)處理后液進(jìn)行冷凍結(jié)晶，除去結(jié)晶體，且對(duì)處理后液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。

34.進(jìn)一步地，在步驟s3中，向處理后液中補(bǔ)充鐵粉。

35.一方面，本發(fā)明以鎳鐵合金為原料，在電解液中進(jìn)行可溶陽(yáng)極隔膜電解，在電解過(guò)程中，陰極產(chǎn)出陰極純鐵，陽(yáng)極同步溶解。陰極液注入陰極室，由于存在液位差，陰極液在水靜壓力壓作用下透過(guò)隔膜進(jìn)入陽(yáng)極室，陽(yáng)極液中含有大量的ni

2+

、cr

3+

、ca

2+

等雜質(zhì)離子，在隔膜的阻擋作用下，這些雜質(zhì)離子無(wú)法進(jìn)入到陰極室內(nèi)，使得陰極處得到的鐵單質(zhì)的純度更高，在經(jīng)過(guò)除鎳、除鉻處理后，所得到的處理后液重新轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O液返至步驟s1中，實(shí)現(xiàn)了電解液的循環(huán)使用。

36.另一方面，本發(fā)明采用陽(yáng)極電化學(xué)溶解的方式，將鎳、鐵元素變成離子進(jìn)入水溶液，再采用化學(xué)沉淀法實(shí)現(xiàn)鎳在鐵溶液中的高效分離，在回收鎳的同時(shí)，產(chǎn)出陰極純鐵作為副產(chǎn)品，電解產(chǎn)生的鐵單質(zhì)直接附著在鐵始極片表面，方便對(duì)于陰極純鐵的收集，避免將陰極純鐵從電極上取下造成的損耗；相對(duì)于鎳鐵硫化后再吹煉除鐵生產(chǎn)高冰鎳的工藝，減少了鐵渣產(chǎn)出，提高了資源利用率，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

37.最后，使用電解除雜過(guò)程得到的硫化鎳作為原料，采用傳統(tǒng)的加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝，最終產(chǎn)出電池級(jí)硫酸鎳。

38.實(shí)施例1

39.本實(shí)施例用于生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳以及生成副產(chǎn)品純鐵，包括如下步驟：

40.s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解

41.電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金；

42.將硫酸亞鐵和硫酸銨溶解于純水中，配成含250g/l硫酸亞鐵與120g/l硫酸銨的混合液，利用硫酸溶液將混合液的ph值調(diào)整為4.0，將混合液注入陰極室中成為陰極液，混合液透過(guò)隔膜進(jìn)入到陽(yáng)極室形成陽(yáng)極液，維持陰陽(yáng)極液位差為20mm，通電開(kāi)始電解，電壓為5v，電流密度為150a/m2，電解溫度為40℃，陽(yáng)極周期為13天，陰極周期為5天；

43.如此，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；

44.s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；

45.陽(yáng)極液中的鉻離子在電催化作用下發(fā)生氧化水解自沉淀，形成鉻渣，余下液體即為除鉻后液；

46.s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液；

47.采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，具體為：選用硫化鈉為沉淀劑，將硫化鈉配成150g/l的溶液，加入除鉻后液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間2h，即分別得到了硫化鎳沉淀和處理后液；

48.針對(duì)處理后液的具體情況，分別對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶和蒸發(fā)濃縮，以便其能夠有效地作為陰極液重復(fù)循環(huán)使用；

49.對(duì)于冷凍結(jié)晶，根據(jù)處理后液中鈉離子含量定期對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉，以此排出引入的陽(yáng)離子，維持體系物料平衡，冷凍結(jié)晶的參數(shù)為：冷凍時(shí)間10-30分鐘，冷凍溫度0-5℃，鈉離子含量大于30g/l開(kāi)始冷凍，冷凍后液鈉離子約20g/l；

50.對(duì)于蒸發(fā)濃縮，根據(jù)處理后液的體積情況，對(duì)其進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，除去多余的水，以維持體積平衡，在蒸發(fā)濃縮的同時(shí)加入鐵粉，以抑制二價(jià)鐵離子的水解，蒸發(fā)設(shè)備采用鈦等耐腐蝕材質(zhì)的mvr(蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)(mechanical vapor recompression))進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度80-100℃。

51.將除鉻后得到的處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)作為陰極液循環(huán)使用，循環(huán)流量為80m3/t.fe；

52.s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳a1；

53.加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理的具體操作為：硫化鎳分級(jí)后經(jīng)過(guò)兩段常壓和二段加壓進(jìn)行選擇性浸出，鎳鈷被浸出進(jìn)入溶液，銅、鐵抑制于渣中，浸出液采用萃取劑p204進(jìn)行萃雜，c272分離鎳鈷，得到的硫酸鎳溶液除油后進(jìn)入使用mvr進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鎳產(chǎn)品。

54.實(shí)施例2

55.本實(shí)施例用于生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳以及生成副產(chǎn)品純鐵，包括如下步驟：

56.s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解

57.電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金；

58.將硫酸亞鐵和硫酸銨溶解于純水中，配成含200g/l硫酸亞鐵與100g/l硫酸銨的混合液，利用硫酸溶液將混合液的ph值調(diào)整為3.0，將混合液注入陰極室中成為陰極液，混合液透過(guò)隔膜進(jìn)入到陽(yáng)極室形成陽(yáng)極液，維持陰陽(yáng)極液位差為10mm，通電開(kāi)始電解，電壓為2v，電流密度為100a/m2，電解溫度為30℃，陽(yáng)極周期為12天，陰極周期為4天；

59.如此，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；

60.s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；

61.陽(yáng)極液中的鉻離子在電催化作用下發(fā)生氧化水解自沉淀，形成鉻渣，余下液體即為除鉻后液；

62.s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液；

63.采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，具體為：選用硫化鈉為沉淀劑，將硫化鈉配成100g/l的溶液，加入除鉻后液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度35℃，反應(yīng)時(shí)間1.5h，即分別得到了硫化鎳沉淀和處理后液；

64.針對(duì)處理后液的具體情況，分別對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶和蒸發(fā)濃縮，以便其能夠有效

地作為陰極液重復(fù)循環(huán)使用；

65.對(duì)于冷凍結(jié)晶，根據(jù)處理后液中鈉離子含量定期對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉，以此排出引入的陽(yáng)離子，維持體系物料平衡，冷凍結(jié)晶的參數(shù)為：冷凍時(shí)間10分鐘，冷凍溫度0℃，鈉離子含量大于30g/l開(kāi)始冷凍，冷凍后液鈉離子約20g/l；

66.對(duì)于蒸發(fā)濃縮，根據(jù)處理后液的體積情況，對(duì)其進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，除去多余的水，以維持體積平衡，在蒸發(fā)濃縮的同時(shí)加入鐵粉，以抑制二價(jià)鐵離子的水解，蒸發(fā)設(shè)備采用鈦等耐腐蝕材質(zhì)的mvr(蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)(mechanical vapor recompression))進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度80℃。

67.將除鉻后得到的處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)作為陰極液循環(huán)使用，循環(huán)流量為80m3/t.fe；

68.s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳a2；

69.加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理的具體操作為：硫化鎳分級(jí)后經(jīng)過(guò)兩段常壓和二段加壓進(jìn)行選擇性浸出，鎳鈷被浸出進(jìn)入溶液，銅、鐵抑制于渣中，浸出液采用萃取劑p204進(jìn)行萃雜，c272分離鎳鈷，得到的硫酸鎳溶液除油后進(jìn)入使用mvr進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鎳產(chǎn)品。

70.實(shí)施例3

71.本實(shí)施例用于生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳以及生成副產(chǎn)品純鐵，包括如下步驟：

72.s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解

73.電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金；

74.將硫酸亞鐵和硫酸銨溶解于純水中，配成含300g/l硫酸亞鐵與150g/l硫酸銨的混合液，利用硫酸溶液將混合液的ph值調(diào)整為5.5，將混合液注入陰極室中成為陰極液，混合液透過(guò)隔膜進(jìn)入到陽(yáng)極室形成陽(yáng)極液，維持陰陽(yáng)極液位差為30mm，通電開(kāi)始電解，電壓為8v，電流密度為200a/m2，電解溫度為50℃，陽(yáng)極周期為15天，陰極周期為7天；

75.如此，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；

76.s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；

77.陽(yáng)極液中的鉻離子在電催化作用下發(fā)生氧化水解自沉淀，形成鉻渣，余下液體即為除鉻后液；

78.s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液；

79.采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，具體為：選用硫化鈉為沉淀劑，將硫化鈉配成200g/l的溶液，加入除鉻后液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3h，即分別得到了硫化鎳沉淀和處理后液；

80.針對(duì)處理后液的具體情況，分別對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶和蒸發(fā)濃縮，以便其能夠有效地作為陰極液重復(fù)循環(huán)使用；

81.對(duì)于冷凍結(jié)晶，根據(jù)處理后液中鈉離子含量定期對(duì)其進(jìn)行冷凍結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉，以此排出引入的陽(yáng)離子，維持體系物料平衡，冷凍結(jié)晶的參數(shù)為：冷凍時(shí)間30分鐘，冷凍溫度5℃，鈉離子含量大于30g/l開(kāi)始冷凍，冷凍后液鈉離子約20g/l；

82.對(duì)于蒸發(fā)濃縮，根據(jù)處理后液的體積情況，對(duì)其進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，除去多余的水，以

維持體積平衡，在蒸發(fā)濃縮的同時(shí)加入鐵粉，以抑制二價(jià)鐵離子的水解，蒸發(fā)設(shè)備采用鈦等耐腐蝕材質(zhì)的mvr(蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)(mechanical vapor recompression))進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度100℃。

83.將除鉻后得到的處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)作為陰極液循環(huán)使用，循環(huán)流量為80m3/t.fe；

84.s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳a3；

85.加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理的具體操作為：硫化鎳分級(jí)后經(jīng)過(guò)兩段常壓和二段加壓進(jìn)行選擇性浸出，鎳鈷被浸出進(jìn)入溶液，銅、鐵抑制于渣中，浸出液采用萃取劑p204進(jìn)行萃雜，c272分離鎳鈷，得到的硫酸鎳溶液除油后進(jìn)入使用mvr進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鎳產(chǎn)品。

86.對(duì)比例1

87.按照以下步驟生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鈷：

88.s1：將鎳鐵融化后采用水霧化或氣霧化的方法制成鎳鐵粉末，鎳鐵粉末和200g/l的稀硫酸加入到反應(yīng)槽中進(jìn)行反應(yīng)槽中，在90℃條件反應(yīng)180分鐘，控制終點(diǎn)ph＝3.0；然后將酸溶后的漿料用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，取濾液為硫酸亞鐵溶液，濾渣的主要成分為未溶解的鎳鐵。濾渣使用硫酸進(jìn)行再次溶解，條件與一次溶解相同，渣率控制在3％以下。

89.s2：將一段溶解得到的溶液通入空氣或加入雙氧水進(jìn)行氧化除鐵，同時(shí)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)ph值，反應(yīng)完漿料用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，取濾液為硫酸鎳溶液，濾渣的主要成分為鐵渣。

90.s3：得到的硫酸鎳溶液采用p507萃取除雜，除雜后用p204萃鎳，反萃后得到硫酸鎳溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到電池級(jí)硫酸鈷產(chǎn)品d1，母液返回除雜前硫酸鎳溶液。

91.實(shí)驗(yàn)例

92.按照《精制硫酸鎳》(gb/t 26524-2011)中ⅱ類蓄電池生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)施例1-3以及對(duì)比例1制備得到的電池級(jí)硫酸鎳進(jìn)行成分分析，得到測(cè)試結(jié)果如下表所示：

93.表1電池級(jí)硫酸鎳典型成分測(cè)試結(jié)果(％)

[0094][0095][0096]

表2陰極純鐵典型成分測(cè)試結(jié)果(％)

[0097]

成分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例1fe99.999.999.9≮99.9c0.010.0080.009≤0.01si0.0060.0050.006≤0.1mn0.00080.0060.008≤0.25p0.0080.010.008≤0.015s0.0060.0080.008≤0.01al0.0050.0070.0050.2-0.8ti0.0060.0080.005≤0.02cr0.0060.0050.008≤0.1ni0.050.040.04≤0.05cu0.0020.0030.003≤0.05

[0098]

根據(jù)表1和2的測(cè)試結(jié)果可知：

[0099]

(1)實(shí)施例1～3生產(chǎn)的電池級(jí)硫酸鎳的含量均在22％以上，說(shuō)明本發(fā)明的生產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳的方法能夠生產(chǎn)出符合電池行業(yè)要求的高品質(zhì)硫酸鎳；

[0100]

(2)實(shí)施例1～3生產(chǎn)的陰極純鐵與對(duì)比例1生產(chǎn)的電磁純鐵相比，各雜質(zhì)成分的含量顯著降低，除雜效果更好，尤其是對(duì)于原料中含量較高的p、s、mn的去除效果更好，說(shuō)明本發(fā)明能夠產(chǎn)出高品質(zhì)的陰極純鐵。

[0101]

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，所用原料為鎳鐵合金，其特征在于：包括如下步驟：s1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解，電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；s2、對(duì)步驟s1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和除鉻后液；s3、對(duì)步驟s2所得除鉻后液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和處理后液，所得處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)循環(huán)使用；s4、以步驟s2所得硫化鎳為原料采用加壓酸浸-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理，得到電池級(jí)硫酸鎳。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s1中，電解的具體方法為：配制陰極液，將陰極液注入至陰極室中，陰極液的溶劑透過(guò)隔膜袋進(jìn)入到陽(yáng)極室中形成陽(yáng)極液，開(kāi)啟電源開(kāi)始電解。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，陰極液為硫酸亞鐵與硫酸銨的混合液，混合液的ph值調(diào)整為3.0-5.5；其中，硫酸亞鐵的濃度為200-300g/l，硫酸銨的濃度為100-150g/l。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，陰極室的液面高度高于陽(yáng)極室的液面高度，液位差為10-30mm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，電解的條件為：電壓為2-8v，電流密度為100-200a/m2，電解溫度為30-50℃，陽(yáng)極周期為12-15天，陰極周期為4-7天。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s2中，陽(yáng)極液中的鉻離子在電催化作用下發(fā)生氧化水解自沉淀，形成鉻渣。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s3中，采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行除鎳處理，在化學(xué)沉淀法中，所用沉淀劑為硫化鈉、硫化銨、硫化氫、硫化亞鐵和多硫化鈣中的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s3中，處理后液返至步驟s1電解工序的陰極室內(nèi)的循環(huán)流量為50-100m3/t.fe。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s3中，對(duì)處理后液進(jìn)行冷凍結(jié)晶，除去結(jié)晶體，且對(duì)處理后液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在步驟s3中，向處理后液中補(bǔ)充鐵粉。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種電池級(jí)硫酸鎳的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：S1、對(duì)鎳鐵合金進(jìn)行電解，電解環(huán)境包括陰極、陰極室、隔膜袋、陽(yáng)極和陽(yáng)極室，陰極的材料為鐵始極片，陽(yáng)極的材料為鎳鐵合金，在陰極處得到純鐵，在陽(yáng)極室內(nèi)得到陽(yáng)極液；S2、對(duì)步驟S1所得陽(yáng)極液進(jìn)行除鎳處理，分別得到硫化鎳和除鎳后液；S3、對(duì)步驟S2所得除鎳后液進(jìn)行除鉻處理，分別得到鉻渣和處理后液，所得處理后液返至步驟S1電解工序的陰極室內(nèi)循環(huán)使用；S4、以步驟S2所得硫化鎳為原料進(jìn)行處理，得到電池級(jí)硫酸鎳；本發(fā)明提供的生產(chǎn)工藝，能夠從鎳鐵中分離出鎳，再處理得到電池級(jí)硫酸鎳，同時(shí)產(chǎn)出純鐵作為副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。

技術(shù)研發(fā)人員：雷軍鵬 金鑫 鄭繼明 羅軍 甄勇 熊平 杜敏 馬杰 章毅 李瓊莉 安曼麗 王紫燕 何家齊 郭在偉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都盛威興科新材料研究院合伙企業(yè)（有限合伙）

技術(shù)研發(fā)日：2022.03.10

技術(shù)公布日：2022/7/12