分离镍和铜

从硬化油废触媒中回收金属铜和硫酸镍（罗光明）



从硬化油废触媒中回收金属铜和硫酸镍





罗光明


（安徽化工学校，安庆，246005）




摘要 本文介绍处理氯碱工业生产排放固体废料-----硬化油废触媒，经酸溶、除铁、电解和解析工艺，制备铜和硫酸镍。 关键词 硬化油废触媒 除铁 电解电压


硬化油废触媒是以硅藻维载体的碳酸铜和碳酸镍混合物，工业上多词使用后渗入铁（Fe2+和Fe3+），而失去催化活性被报废。生产氯碱的氢化工序每年均有数百吨报废的废触媒，经测定干基废触媒中铜和镍的含量为5%，有充分利用的经济价值。 1 工艺过程

1.1 工艺流程 从硬化油废触媒中回收金属铜和硫酸镍工艺流程如图1所示。


废触媒
酸 溶
过 滤
酸 洗
10%硫酸
10%硫酸
除 铁
水 洗
硅藻土
3%过氧化氢 10%氢氧化钠
电 解
电解铜、工业镀镍电解液
解 析
硫酸镍晶体
10%氢氧化钠浓硫酸


图1 工艺流程图 1.2 酸溶 在废触媒中加入10%硫酸，使铜和镍转化为可溶性硫酸盐。过滤分离硅藻土，二次加入10%硫酸，经水洗和烘干可得到再生硅藻土。 1.3 除铁 硫酸盐溶液中含有铁（Fe 2+和Fe 3+），若不除去将干扰铜和硫酸镍的制备。加入少量的3%过氧化氢，使Fe 2+全部氧化生成Fe 3+。慢慢的加入10%氢氧化钠，并不断地测定以保持溶液的pH值为4.0 — 4.5，Fe 3+形成氢氧化铁沉淀。过滤除去氢氧化铁和不溶性机械杂质。 1.4 电解 除铁后的硫酸盐溶液，用纯铜板做阴极，石墨做阳极，控制电源电解电压为2.4V，电流密度为0.05—0.1A/cm2，不断地搅拌制备电解铜。 1.5 解析 电解后的硫酸镍溶液加10%氢氧化纳，保持溶液的pH值为8.0，Ni 2+形成氢氧化镍沉淀。沉淀过滤加浓硫酸溶解至比重为1.45—1.50左右冷却可得NiSO4·7H2O晶体。 2 结果与讨论


2.1 除铁后硫酸盐混合液中Fe 3+含量应小于0.015g/L,可用硫氰化钾溶液检查混合液中 Fe 3+[1],应无显色反应。若显色反应明显，必须再除铁。 2.2 氢氧化铁完全沉淀的pH值为3.2，氢氧化铜开始沉淀的pH值为4.67，氢氧化镍开始沉淀的pH为7.15[2]，所以在除铁工序保持溶液的pH值为4.0—4.5，生成氢氧化铁沉淀而铜和镍不干扰。 2.3 铜电极与镍电极的电极电位相差在0.2V以上[3] ，电解铜则镍不干扰。实验确定电源电解电压为2.4V，实验数据如表1.实验仪器和试剂为：DJS—52型控制电位电解仪、铂阳极、钽阴极。 分析纯试剂：0.05mol/L硫酸铜，0.04mol/L硫酸镍（标液）。
表1 电解液
标 液 硫酸盐混合液 Cu 2+ / Cu Ni 2+ / Ni Cu 2+ / Cu Ni 2+ / Ni

给定阴极电位 —0.35V —0.54V —0.35V —0.54V 电流变化 1A—50mA 1A—50mA 1A—50mA 1A—50mA 电解电压显示 2.35V 2.74V 2.4V 2.7V



当阴极电位给定后，电流控制回路的输出信号指令DJS—52型控制电位电解仪内可控硅桥式整流导通角，自动控制电解电压以保持阴极电位。通过观察电解电位从1A—50mA，即开始电解到电解接近完全时电解仪表板上电解电压显示，可以确定实验电解电压值。 2.4 电解工序后高浓度硫酸镍溶液，不经解析，可直接做为工业镀镍电解液。 2.5 硬化油废触媒是生产过程中排放的废料，然而“某一过程的废物往往是另一过程的原料”。本文目的是“变废为宝”，使固体废物成为可开发的“再生”资源。 3 参考资料

1 大连工学院编. 无机化学. 北京：人民教育出版社，1978.127，424 2 天津大学编. 物理化学，下册. 北京：人民教育出版社，1979.199
用漂水处理含镍废水中的氰化物,由于生成氢氧化高镍沉淀,次氯酸钠利用率太低,方法不可行.用双氧水破氰效果较好,但过量的双氧水分解后产生氧气,使氢氧化镍沉淀上浮,给沉淀分离带来了困难,用焦亚硫酸钠还原过量的双氧水,能够有效地解决这个问题.加氢氧化钠将废水pH控制在10左右,既可使镍离子完全沉淀,又可以使双氧水破氰反应顺利进行.实践证明,用这种方法处理含镍废水中的氰化物,氰、镍和铜离子的质量浓度能够达到国家排放标准的要求.先控制PH9~10除镍，不投硫化钠
再控制PH7～8，投点硫化钠，除铜
采用液相化学还原法,以硫酸镍为原料、水合肼为还原剂、氢氧化钠为pH值调节剂制备了超细镍粉,并利用粉末X射线衍射、扫描电镜、热重和X射线光电子能谱对其进行了表征. 实验结果表明,所制粉末为面心立方(fcc)晶型、颗粒粒径范围约100～400 nm、纯度高、分散性好的球状镍粉,并获得优化工艺条件:[Ni2+]=0.35 mol/L, [NaOH]/[Ni2+]=2.5, [N2H4]/[Ni2+]=4.0,反应温度80℃. 镍离子初始浓度决定产品二次颗粒大小,反应温度决定体系的反应速率,氢氧化钠和水合肼用量直接影响所得镍粉的还原率.
采用粉碎白铜合金废料→酸浸出→N902萃取分离出铜离子→P204萃取分离出锌离子→水相中剩余硫酸镍溶液工艺回收白铜合金废料中的有色金属.经实验得到较优回收工艺条件是将初步机械粉碎的白铜合金投入硫酸溶液中反应,得到浸出液;使用铜特效萃取剂N902首先分离出浸出液中的铜离子.结果表明,萃取剂N902对铜具有较好的选择性.在相比为1:1、pH值为0.57、N902的体积浓度为50%,混合时间为90 s的条件下,铜的萃取率达到99.36%.使用2 mol/L的硫酸进行反萃操作,平衡时间仪为30 s,

反萃回收率达到99.68%;使用萃取剂P204萃取分离后续水相溶液中的锌离子,在相比为2:1、pH值为2.93、P204体积浓度为40%的条件下,混合时间为1 min,经5级萃取后锌离子的萃取率为99.73%,且几乎不萃取水相中的镍,选择性分离效果好.使用1 mol/L的硫酸反萃,经40 s混合后,反萃达甲衡,富锌有机相的反萃率为100%.整条工艺完成了铜、镍和锌3种主要离子间的分离,得到硫酸铜、硫酸锌和硫酸镍3种产品.
针对深圳市工业废物处理站铜镍退镀废液 ,确定了溶剂萃取法分离提取铜、沉淀分离法回收镍的工艺路线 .探讨了采用 P5 0 7煤油体系萃取分离硝酸介质中的铜和镍及用硫酸反萃铜的条件 ,确定了最佳工艺参数 .结果表明 ,在最佳萃取工艺条件 :料液浓度 Cu1 5～ 2 0 mg/ml,Ni8～ 1 0 mg/ml,料液 p H为 1～ 2 ,萃取剂浓度 3 5 %(V/V) ,皂化度 6 0 %,相比为 1 :1 ,振荡时间 2 min,温度 2 0～ 2 5℃ ,铜的一级萃取率达 90 %以上 ,铜镍分离系数为 75 ,经过三级逆流萃取废液中的铜镍已达到完全分离 ;以 Na OH作沉淀剂 ,溶液的 p H为 1 0～ 1 1 ,镍的回收率达 99.9%.退镀液中铜镍萃取分离的扩大实验结果表明 ,铜镍可完全有效地分离回收 ,排放液达工业
浸出-萃取-电积工艺具有工艺简单、投资省、基建期短、生产效率高及无污染等优点,因而受到越来越广泛的关注。其中,萃取工艺是该工艺中的重要环节,是生产高品质电积金属的关键。 本文在文献调研工作的基础上,对浙江蓝德科技有限公司的硝酸型铜镍退镀废液中的铜和镍等有用成分回收利用,进行了系统的工艺研究。经过实验探索比较,初步确定了溶剂萃取法分离提取铜和镍的工艺路线。 BK992铜萃取剂是一种应用于湿法冶金分离铜元素的新型弱酸性萃取剂、化学稳定性好,以高闪点磺化煤油为稀释剂,该萃取剂从低品位氧化矿和硫化矿的湿法浸出液中萃取与富集有价金属铜的能力与Henkel Corporation公司的LIX984相当。本文对BK992在退镀液硝酸体系中对铜的萃取行为作为研究对象。研究了BK992在铜镍退镀液中萃取铜的行为,讨论了萃取剂浓度、油液比、分相时间及温度等因素对萃取率的影响,并对BK992萃取铜的优化条件进行了探讨。研究结果表明:BK992萃取剂是一种较好的铜萃取剂,具有较高的铜负载能力;在控制好酸度的情况下有很高的铜铁、铜镍分离系数;萃取、反萃取分相很快;BK992萃取剂在铜镍硝酸退镀液中萃铜的优化条件为:相比为1:1;BK992的浓度为20%;水相的pH为2;萃取搅拌时间为5分钟;萃取温度为室温。BK992萃取剂的一级萃取率达78%以上;饱和萃取量为19665 ppm,净传递量达到17383ppm;它的性质性能和进口的LIX984相近,却有着LIX984所无法达到的价格优势。 在萃取分离铜的基础上,选

用P_(204)作为萃取镍的萃取剂,进行萃取富集镍,再经过黄钠铁矾除铁,从而使硝酸型镍盐转变为适合电沉积的富镍硫酸盐。 该工艺技术可行,具有操作简单,萃取级数少,成本费用低等优点。本文提出的废液处理工艺不仅有效地控制了环境污染,而且较好地回收了退镀液中有用的化工原料,具有很好的环境效益、经济效益和社会效益。
要是液体的铜可以用铁来置换，然后加氧化剂（如：双氧水）把二价氧化成三价铁，再调PH把铁沉下来，剩下的就是镍了