一种从镍电解阳极液中高效氧化同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，包括以下步骤：向镍电解阳极液中通入含氧化剂的气体获得反应液，调节反应液的pH≥3，控制第一段反应液的反应电位≤0.3V，进行第一段反应，然后调节第二段反应液的反应电位≥1.0V进行第二段反应；第二段反应完成后获得氧化后液，以及氧化渣，将氧化渣进行焙烧，即得磁性材料。本发明专利技术与现有技术相比，铁钴脱除率高，达到99％以上，除铁钴后液中铁含量在1ppm以下，钴含量在2ppm以下，远远低于企业生产要求浓度，镍损失小，杂质净化效果好，工艺流程短，镍液中不加入杂质离子，可获得纯净镍电解阴极液和铁钴镍三元磁性材料，产品质量稳定，经济效益高。经济效益高。

【技术实现步骤摘要】
一种从镍电解阳极液中高效氧化同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法


[0001]本专利技术属于镍电解阳极液回收利用
，具体涉及一种从镍电解阳极液中高效氧化同步脱除铁钴制备磁性材料的方法。

技术介绍

[0002]在电镍生产过程中，铁钴是镍电解液的主要杂质元素，其含量的高低直接影响产品质量的好坏。镍电解液中铁钴的深度净化一直也是制约镍冶金行业发展的“卡脖颈”难题。
[0003]目前企业大多采用除铁、除铜、除钴多段净化工艺。其中一般采用黄钠铁钒法、中和水解法除铁，除铁后液经过硫化镍精矿除铜后送往氧化除钴工序。其中，中和水解法除铁虽然可以高效地除去溶液中99.98％以上的铁，但存在除铁渣量大，难过滤等缺点，产生的除铁渣一般要经过二次黄钠铁钒法除铁以减少镍的损失，而黄钠铁钒法除铁渣量大，添加剂消耗量大，同时有可能引入新的杂质，影响产品质量。
[0004]镍溶液中除钴一般分为萃取法和氧化脱除法。萃取法虽然可以深度分离镍钴，但其引入了有机萃取剂，易出现乳化现象，形成第三相影响产品质量，同时设备成本高，操作复杂，不利于下游生产过程；镍钴的电极电位相近，因此氧化脱钴的过程中如若电极电位控制不当往往会伴随镍的损失。
[0005]总而言之当前脱除铁钴工艺存在渣量大、过滤难、流程长、操作复杂、外付产品经济效益低等缺点。同时氧化除钴渣中含镍32～35％，含钴11％，除钴带出镍较多，资源一次利用率较低。当前企业处理氧化渣时选择酸溶分离提纯其中镍钴，而不回收铁，一方面处理工艺流程长，操作复杂，设备投资成本高，另一方面氧化铁钴渣未得到有效利用。
[0006]因此，如何实现高效且深度脱除铁钴，充分利用氧化剂氧化性避免重复操作，缩短工艺流程，减少氧化渣量，降低镍损失，同时提供一种新型处理氧化渣的方面从而提高经济效益具有深远的研究价值和意义。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，本专利技术的方法简单可控，净化流程短，效率高，可以大幅降低氧化渣的含镍量，生成富钴低镍氧化渣用于制备铁钴镍三元磁性材料，同时获得纯净的镍电解阴极液用于生产优质的电解镍板。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0009]本专利技术一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，包括以下步骤：
[0010]向镍电解阳极液中通入含氧化剂的气体获得反应液，调节反应液的pH≥3，控制第一段反应液的反应电位≤0.3V，进行第一段反应，然后调节第二段反应液的反应电位≥
1.0V进行第二段反应；第二段反应完成后获得氧化后液，以及氧化渣，将氧化渣进行焙烧，即得磁性材料。
[0011]本专利技术中的镍电解阳极液为经过硫化氢脱除铜砷后镍液。本专利技术的工艺不仅适用于现有工业中的非混酸体系，而且适用于复杂的混酸体系。
[0012]优选的方案，所述镍电解阳极液中，元素含量如下：Ni 65
‑
80g/L、Fe 0.6
‑
1.2g/L、Co 0.1
‑
0.4g/L、As 0.01
‑
0.08g/L、Cu<0.001g/L、Zn<0.0005g/L，Pb<0.0008g/L。
[0013]优选的方案，所述氧化剂为氯气，所述含氧化剂的气体为由空气与氯气组成的混合气体，所述氯气在含氧化剂的气体中的体积分数为5.7％
‑
8.6％。
[0014]专利技术人发现，将氯气的体积分数控制在上述范围内，可获得最佳的氧化效果。
[0015]优选的方案，每升镍电解阳极液中每分钟通入含氧化剂的气体的量为0.1
‑
0.4升。
[0016]优选的方案，调节反应液的pH为3.0
‑
3.5。
[0017]优选的方案，控制第一段反应液的反应电位0.2～0.3V，并控制第一段反应终点pH为3.5～4。
[0018]优选的方案，所述第一段反应的温度为50
‑
85℃，第一段反应的时间为35
‑
60min。
[0019]优选的方案，控制第二段反应液的反应电位1.0～1.1V，并控制第二段反应终点pH≤5。
[0020]优选的方案，所述第二段反应的温度为50
‑
85℃，第二段反应的时间为50
‑
95min。
[0021]优选的方案，所述焙烧的温度为600
‑
900℃，优选为700
‑
800℃，焙烧的时间为2
‑
4h。
[0022]优选的方案，所述焙烧的气氛为空气气氛。
[0023]有益效果
[0024]本专利技术首创的通过在一定的pH和电极电位的条件下进行高效氧化同步除铁、除钴，得到镍电解阴极液以及氧化渣，氧化渣一次焙烧即得磁性材料。在现有技术中，铁、钴的去除是分步的，而在采用氧化除钴时，通常将产生氢氧化镍沉淀，导致氧化渣中含镍量过高，因此需要进一步的回收处理，而本专利技术人意外的发现，通过精准的控制电位以及pH值，仅采用氧化反应，即可同步去除铁、钴，而且同步处理铁、钴的过程中，反而可以避免镍的氧化，实现镍钴分离，同时沉淀铁、钴的过程中可以同步沉积大部分微量杂质如铅、砷达到镍液净化的目的，使得氧化后液作为符合生产的电解阴极液。
[0025]本专利技术与现有技术相比，铁钴脱除率高，达到99％以上，除铁钴后液中铁含量在1ppm以下，钴含量在2ppm以下，远远低于企业生产要求浓度，镍损失小，杂质净化效果好，工艺流程短，镍液中不加入杂质离子，可获得纯净镍电解阴极液和铁钴镍三元磁性材料，产品质量稳定，经济效益高。
[0026]本专利技术采用“氯气氧化脱除铁钴——高温焙烧氧化铁钴渣”为主干的工艺流程方法处理混酸体系下成分较为复杂的电解镍阳极液。将传统分段处理铁钴铅合并为一个步骤，精简了工艺流程，提高了氧化剂利用效率，实现了高效且同步脱除铁钴，铁钴脱除率均可达到99％以上，同时氧化渣中含镍低，含钴高，具有较高的回收和再生产价值，可通过高温焙烧制备铁钴镍三元磁性材料。该方法弥补了现有工艺在深度净化镍液以及处理氧化铁钴渣中存在的不足，为最大效率利用氧化渣以及制备优质电解镍板提供了一种新颖的思路。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的工艺流程图。
[0028]图2实施例4氧化渣焙烧XRD图。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致的描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0030]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0031]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：向镍电解阳极液中通入含氧化剂的气体获得反应液，调节反应液的pH≥3，控制第一段反应液的反应电位≤0.3V，进行第一段反应，然后调节第二段反应液的反应电位≥1.0V进行第二段反应；第二段反应完成后获得氧化后液，以及氧化渣，将氧化渣进行焙烧，即得磁性材料。2.根据权利要求1所述的一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，其特征在于：所述氧化剂为氯气，所述含氧化剂的气体为由空气与氯气组成的混合气体，所述氯气在含氧化剂的气体中的体积分数为5.7％
‑
8.6％。3.根据权利要求1所述的一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，其特征在于：每升镍电解阳极液中每分钟通入含氧化剂的气体的量为0.1
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0.4升。4.根据权利要求1所述的一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，其特征在于：调节反应液的pH为3.0
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3.5。5.根据权利要求1所述的一种从镍电解阳极液中同步脱除铁钴并制备磁性材料的方法，其特征在于：控制第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱良，罗贯文，孙治中，于英东，卢建波，张希军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：