高纯度硫酸镍的制造方法技术

本发明专利技术涉及高纯度硫酸镍的制造方法，其使含有镍的酸性溶液至少经历下述工序：(1)向含有镍的酸性溶液中添加硫化剂，获得镍硫化物的沉淀与硫化后液体的硫化工序；(2)将在(1)的硫化工序中获得的镍硫化物中加入水而制作的浆料装入加压容器内，向所述浆料中添加氧化剂，在100℃以上、180℃以下的温度范围进行再溶解，获得镍浓缩液的再溶解工序；(3)通过向在(2)的再溶解工序中获得的镍浓缩液中添加中和剂碱，将pH调整为5.0以上、6.0以下的范围，实施中和，获得生成的中和沉淀物和Al浓度小于1mg/L的脱铁后的镍浓缩液的净液工序；(4)对在(3)的净液工序中获得的脱铁后的镍浓缩液进行溶剂提取，获得逆提取液和硫酸镍溶液的溶剂提取工序。

Process for producing high-purity nickel sulfate

The invention relates to a manufacturing method of high purity nickel sulfate, the acid solution containing nickel through at least the steps of: (1) adding curing agent to acidic solution containing nickel in the vulcanization process liquid obtained after precipitation of nickel sulfide and sulfide; (2) to (1) adding water obtained nickel sulfide the vulcanization process of slurry into the production of pressure container, adding oxidant to the slurry, in the temperature range of 100 DEG, 180 DEG C and then dissolved, nickel concentrate and dissolution process; (3) to (2) by adding neutralizing agent and alkali dissolution process in the nickel concentrate, pH will be adjusted to 5 and 6 of the range, the implementation of neutralization, obtained and sediment concentration of less than 1mg/L and Al removal of nickel iron concentrate after the purification procedure; (4) to (3) in the purification procedure of After extracting the nickel concentrate, the solvent extraction process of the reverse extract and the nickel sulfate solution was obtained.

【技术实现步骤摘要】
高纯度硫酸镍的制造方法本专利技术是申请号为201280057314.4(国际申请号为PCT/JP2012/079985)，申请日为2012年11月19日、专利技术名称为“高纯度硫酸镍的制造方法”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术是可在为了从含有镍的酸性溶液获得可用作杂质少，特别是镁、锰、钙少的电池材料的高纯度硫酸镍的领域中利用的高纯度硫酸镍的制造方法。
技术介绍
镍作为不锈钢或耐蚀合金的材料而广泛使用，此外，最近也多作为在混合动力电动汽车、移动电话、电脑等中使用的镍氢电池或锂离子电池的材料使用。用作这样的材料的镍，是采掘、冶炼作为硫化物矿或氧化物矿而存在的矿石而制造的。例如，作为处理硫化矿石时的一个方法，将矿石装入炉中熔融，分离作为炉渣的杂质，获得浓缩了镍的锍，用硫酸或盐酸溶解该锍，从该溶解溶液分离杂质获得镍溶液，通过中和或结晶析出等手段，制造硫酸镍或氧化镍等镍盐类。或者，有时进行电解制取而制造镍金属。另一方面，作为处理氧化矿石时的一个方法，进行例如和焦炭等还原剂共同加热熔融，与炉渣分离，获得作为镍与铁的合金的镍铁，将其制成为不锈钢的原料。但是，这样的冶炼方法均需要大量的能量，在杂质的分离中需要高成本和大量的时间和劳力。特别地，近年来高品质的矿石正在枯竭，矿石的确保变得困难，其结果，可获得的矿石中的镍品位呈降低的倾向，为了由这些低品位原料获得镍，变得更需要成本与时间和劳力。因此，最近开发了将以往不用作原料的低品位的氧化矿石在高温加压下进行酸浸出，通过消石灰等碱中和该浸出溶液，获得镍盐类或镍金属的方法。该方法为可有效且以较少的能量有效利用低品位的资源的技术，但在要获得如上所述的镍盐类时，也产生了在以往的冶炼方法中没发现的新的课题。例如，在上述的使用炉的冶炼方法中，包含于矿石中的镁或锰等大部分被分配于炉渣中，向锍的分配变少。其结果，向镍盐类的混入停留在极少的量，几乎不会成为问题。与此相对，在使用高温加压浸出的冶炼方法中，镁或锰被酸良好地浸出，其结果，向镍盐类的混入也增加了。另外，在高温加压浸出中，进行向获得的浸出浆料中添加碱来调整pH的操作，但不能忽视在中和剂中所使用的钙向镍盐类混入的影响。特别地，在将镍用作锂离子电池或镍氢电池的材料时，如果镁、钙和氯化物离子共存，则因为对完成为制品的电池的特性影响大，所以优选尽可能地自制造镍盐阶段排除了混入而得到的高纯度镍盐。不过，为了以高纯度获得作为镍盐之一的硫酸镍，也考虑了例如通过电解制取镍等方法，获得一次金属，将该金属再次溶解于硫酸中，接着将溶解而成的液体浓缩等，使硫酸镍结晶析出的方法。但是，为了获得金属需要相当的电力和相应规模的设备，如果考虑能量效率或成本，并不是有利的方法。而且，含有镍的矿物中也多同时含有钴。钴也是有价值的金属，因为不需要与镍共存，所以进行分离而分别将其回收。作为将硫酸溶液中的镍和钴分离的有效率且实用的方法，多使用溶剂提取。另外，在专利文献1中示出了，通过将商品名PC88A(大八化学工业株式会社制)用作提取剂的溶剂提取，提取钴，将镍与钴分离的实例。将PC88A用作该提取剂时，镁和钙的提取行为也与镍的行为类似。因此，在对以高浓度含有镍的溶液进行溶液提取时，产生镁和钙的提取率降低等分离镁与钙的效率降低的问题。另一方面，在专利文献2中，示出了使用作为提取剂的含镍的烷基膦酸酯或烷基次膦酸从含有作为杂质的钙、镁、钴等的镍水溶液提取分离镍水溶液中的杂质，且制造不含钠和氨的高纯度镍水溶液的方法。通过专利文献2中提出的预先以高pH值将镍提取到有机溶剂中，使该提取了镍的有机溶剂和含有杂质的镍溶液接触的方法，引起比镍更易于提取的元素向有机相移动，有机相中的镍向水相侧移动的交换反应，可去除镍溶液中的杂质。另外，作为防止包含于pH调节剂中的钠等杂质元素向镍溶液混入而污染制品的方法也是有效的。但是，即使在专利文献2中提出的硫酸镍的净液工序中，溶液中的镁具有与镍相似的行为，因而去除镁是困难的。另外，在成为原料的含镍物中大量地含有铁和铝等杂质时，通过将其中和等方法而进行分离需要大量的中和剂，而且在杂质沉淀时，镍和钴等有价值物质可能共同沉淀而产生损失，不容易进行有效率的操作。由于这样的理由，希望可效率良好地从含有较多镁等金属离子和氯化物离子的硫酸酸性溶液获得镁和氯化物的品位低、可用作电池原料的高纯度的硫酸镍的实用方法。现有技术文献专利文献专利文献1：特开平10-310437号公报专利文献2：特开平10-30135号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题鉴于这样的状况，本专利技术提供了在通过使用酸性有机提取剂的溶剂提取获得高镍浓度的硫酸镍溶液的工序中，通过调整提取剂的浓度与处理时的pH浓度，获得杂质，特别是镁等金属离子和氯化物品位低、高纯度的硫酸镍的制造方法。用于解决课题的手段用于解决这样的课题的本专利技术的第1专利技术，是高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，使含有镍的酸性溶液至少经历下述(1)～(4)的工序来进行处理。[工序](1)硫化工序向含有镍的酸性溶液中添加硫化剂，获得镍硫化物的沉淀和硫化后的液体的硫化工序。(2)再溶解工序(1)制作在硫化工序中获得的镍硫化物的浆料，向所述浆料中添加氧化剂，获得镍浓缩液的再溶解工序。(3)净液工序通过向在(2)的再溶解工序中获得的镍浓缩液中添加中和剂实施中和，获得生成的中和沉淀物和脱铁后的镍浓缩液的净液工序。(4)溶剂提取工序对在(3)的净液工序中获得的脱铁后的镍浓缩液进行溶剂提取，获得逆提取液和硫酸镍溶液的溶剂提取工序。本专利技术的第2专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，第1专利技术中的再溶解工序的再溶解在60℃以上、180℃以下的温度范围进行。本专利技术的第3专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，在第1及第2专利技术中的再溶解工序中所添加的氧化剂为选自空气、氧、过氧化氢溶液及臭氧气体的1种以上的氧化剂。本专利技术的第4专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，添加中和剂碱，将pH调整为5.0以上6.0以下范围来进行第1～第3专利技术中的净液工序中的中和。本专利技术的第5专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，将酸性磷酸酯类提取剂用作提取剂，进行对于第1～第4专利技术中的溶剂提取工序的脱铁后的镍浓缩液的溶剂提取。本专利技术的第6专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，使在第1～第5专利技术中的溶剂提取工序中获得的硫酸镍溶液经历结晶析出工序而生成硫酸镍晶体。本专利技术的第7专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，在实施第1～第6专利技术中的硫化工序之前，实施下述工序(1a)的预备硫化工序。工序(1a)：向含有镍的酸性溶液中添加硫化剂，将比镍更容易硫化的杂质预先进行硫化而分离的预备硫化工序。本专利技术的第8专利技术为高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，第1～第7专利技术中的含有镍的酸性溶液(也称为含镍酸性溶液)为向镍氧化矿、镍锍、镍硫化物、镍与钴的混合硫化物、在铜冶炼工序中产生的粗硫酸镍、及氧化镍、氢氧化镍、碳酸镍、镍粉、镍金属、镍氢电池、锂离子电池及在这些的制造工序中产生的次品或半成品的任一种以上中添加硫酸或盐酸，浸出镍而获得的溶液。专利技术效果(a)可获得适用于二次电池的原料的镁品位低的硫酸镍。(b)也可从酸浸出镍氧化矿石而获得的酸性溶液直接获得高纯度的硫酸镍。(c)即使原料品位或操作负荷改变，本文档来自技高网...

【技术保护点】
高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，使含有镍的酸性溶液至少经历下述(1)～(4)的工序来进行处理：[工序](1)硫化工序向含有镍的酸性溶液中添加硫化剂，获得镍硫化物的沉淀与硫化后液体的硫化工序；(2)再溶解工序将在(1)的硫化工序中获得的镍硫化物中加入水而制作的浆料装入加压容器内，向所述浆料中添加氧化剂，在100℃以上、180℃以下的温度范围进行再溶解，获得镍浓缩液的再溶解工序；(3)净液工序通过向在(2)的再溶解工序中获得的镍浓缩液中添加中和剂碱，将pH调整为5.0以上、6.0以下的范围，实施中和，获得生成的中和沉淀物和Al浓度小于1mg/L的脱铁后的镍浓缩液的净液工序；(4)溶剂提取工序对在(3)的净液工序中获得的脱铁后的镍浓缩液进行溶剂提取，获得逆提取液和硫酸镍溶液的溶剂提取工序。

【技术特征摘要】
2011.11.22 JP 2011-2555471.高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，使含有镍的酸性溶液至少经历下述(1)～(4)的工序来进行处理：[工序](1)硫化工序向含有镍的酸性溶液中添加硫化剂，获得镍硫化物的沉淀与硫化后液体的硫化工序；(2)再溶解工序将在(1)的硫化工序中获得的镍硫化物中加入水而制作的浆料装入加压容器内，向所述浆料中添加氧化剂，在100℃以上、180℃以下的温度范围进行再溶解，获得镍浓缩液的再溶解工序；(3)净液工序通过向在(2)的再溶解工序中获得的镍浓缩液中添加中和剂碱，将pH调整为5.0以上、6.0以下的范围，实施中和，获得生成的中和沉淀物和Al浓度小于1mg/L的脱铁后的镍浓缩液的净液工序；(4)溶剂提取工序对在(3)的净液工序中获得的脱铁后的镍浓缩液进行溶剂提取，获得逆提取液和硫酸镍溶液的溶剂提取工序。2.权利要求1所述的高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，在(2)的再溶解工序中添加的氧化剂为选自空气、氧及臭氧气体的1种以上的氧化剂。3.权利要求1或2所述的高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，将酸性磷酸酯类提取剂用作提取剂，进行对于工序(4)的溶剂提取工序中的脱铁后的镍浓缩液的溶剂提取。4.权利要求1～3任一项所述的高纯度硫酸镍的制造方法，其特征在于，使在工序(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：中井隆行，桧垣达也，尾崎佳智，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP