含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法

2023-05-20 17:05:16

專利名稱：含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法
技術領域：
本發明涉及一種含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法。
關於此類廢液處理的研究工作的基本點是廢液中鎳的去除、鎳以及三氯化鐵的再生或利用。目前基本的處理方法有隔膜電解、蒸發濃縮結晶、鐵粉(或鐵皮)還原、電還原、鹼(如氫氧化鈉、碳酸鈉)分步沉澱、萃取分離。這些方法各自存在著不足之處，分述如下隔膜電解法，其設備複雜，處理成本高，鎳、鐵分離效果有限；蒸發濃縮結晶法，結晶所得的三氯化鐵或氯化鎳不純，即三氯化鐵中有氯化鎳、氯化鎳中有三氯化鐵；鐵粉(或鐵皮)還原法，得到鎳、鐵混合粉，但溶液中仍有較高含量的鎳，且要用高質量的鐵粉；鹼(如氫氧化鈉、碳酸鈉)分步沉澱法，成本高，分離不徹底；萃取分離法，成本高，且萃取分離不徹底，再生的三氯化鐵(要蒸發濃縮)中有較高含量的鎳。
與本發明最接近的背景技術是鐵粉還原法。現有的鐵粉還原法的不足是工藝中要用價格較昂貴的鐵粉，同時還不能實現鎳鐵的徹底分離，再生的三氯化鐵中仍有30-1000ppm的鎳。
本發明的目的是這樣實現的本發明包括如下順序的步驟，(1)在所述蝕刻廢液中加入鐵粉或鱗狀鐵皮，進行還原反應在此步驟中，鐵粉或鱗狀鐵皮的實際加入量一般為其理論加入量的100％-150％，而實際加入量為其理論加入量的100％-110％較佳，鐵粉或鱗狀鐵皮的理論加入量為蝕刻廢液中Fe3+和H+摩爾數之和的一半，是按下列方程計算出來的，及鐵粉可選用-60目的鐵粉，為避免FeCl2·4H20的析出及調節再生的三氯化鐵的濃度，可補加適量的水，上述還原反應的時間一般為20-180分鐘，為40-80分鐘較佳；(2)然後加熱反應混合物至55℃-95℃，再往其中加入鐵粉和硫磺粉，進行二價鎳的沉澱反應
此步驟中，鐵粉的加入量一般為經步驟(1)反應後溶液中Ni2+摩爾數的2-10倍，硫磺粉的加入量一般為經步驟(1)反應後溶液中Ni2+摩爾數的2-10倍，鐵粉可選用-60目的鐵粉，硫磺粉可選用-200目的硫磺粉，攪拌反應60-180分鐘後，可以直接進行第(3)步驟，也可以過濾去除濾渣，濾渣用於鎳的進一步回收，母液中Ni2+的含量小於100ppm；(3)然後，往55℃-95℃的反應混合物中，或者繼續加入鐵粉和硫磺粉，鐵粉可選用-60目的鐵粉，硫磺粉可選用-200目的硫磺粉，鐵粉的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，硫磺粉的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-20倍，攪拌反應60-180分鐘，或者加入鐵粉和砷化合物，鐵粉可選用-60目的鐵粉，砷化合物可選用如下之一，砷酸鈣、砷酸鈉、砷酸氫鈉、亞砷酸鈉、砷酸鐵、亞砷酸鐵、三氧化二砷、五氧化二砷、雌磺、雄磺，鐵粉的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，砷化合物的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-20倍，攪拌反應60-180分鐘，或者加入鐵粉和銻化合物，鐵粉可選用-60目的鐵粉，銻化合物可選用如下之一，銻酸鈉、三氯化銻、五氯化銻、氯氧銻、三氧化二銻、五氧化二銻、酒石酸銻鉀，鐵粉的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，銻化合物的加入量一般為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-10倍，攪拌反應60-180分鐘，這一步驟是進一步進行二價鎳的沉澱反應，反應後過濾，母液中Ni2+含量小於10ppm。
本發明的技術效果在於(1)本發明可有效地將鎳從三氯化鐵蝕刻廢液中分離出來，使再生出的三氯化鐵溶液中Ni2+的含量低於10ppm，從而再生出高質量的液體三氯化鐵，同時鎳也可有效地回收，消除環境汙染，變廢為寶；(2)本發明成本低，效率高；(3)本發明工藝簡單、可靠，操作性強，安全，設備投資小。
以下結合實施例對本發明作進一步說明。
上述三個實施例中，把在第一步驟中分四次於25分鐘內加入的鐵粉換成鱗狀鐵皮也可。
權利要求
1.一種含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於包括如下順序的步驟，(1)在所述蝕刻廢液中加入鐵粉或鱗狀鐵皮，進行還原反應；(2)然後加熱反應混合物至55℃-95℃，再往其中加入鐵粉和硫磺粉，進行二價鎳的沉澱反應；(3)然後，往55℃-95℃的反應混合物中，或者繼續加入鐵粉和硫磺粉，或者加入鐵粉和砷化合物，或者加入鐵粉和銻化合物，進一步進行二價鎳的沉澱反應，然後過濾。
2.根據權利要求1所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於在步驟(1)的還原反應中，鐵粉或鱗狀鐵皮的實際加入量為其理論加入量的100％-150％，而其理論加入量為蝕刻廢液中Fe3+和H+摩爾數之和的一半。
3.根據權利要求1或2所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於步驟(1)還原反應的時間為20-180分鐘。
4.根據權利要求1或2所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於步驟(2)中鐵粉的加入量為經步驟(1)反應後溶液中Ni2+摩爾數的2-10倍，硫磺粉的加入量為經步驟(1)反應後溶液中Ni2+摩爾數的2-10倍，攪拌反應60-180分鐘後，過濾去除濾渣。
5.根據權利要求1所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於在步驟(2)的沉澱反應後過濾，去除濾渣。
6.根據權利要求1或2所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於步驟(3)中鐵粉的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，硫磺粉的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-20倍，攪拌反應60-180分鐘。
7.根據權利要求1或2所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於步驟(3)中鐵粉的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，砷化合物的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-20倍，攪拌反應60-180分鐘。
8.根據權利要求1或2所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於步驟(3)中鐵粉的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的2-20倍，銻化合物的加入量為經步驟(2)後溶液中Ni2+摩爾數的1-10倍，攪拌反應60-180分鐘。
9.根據權利要求1所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於所述砷化合物選用如下之一，砷酸鈣、砷酸鈉、砷酸氫鈉、亞砷酸鈉、砷酸鐵、亞砷酸鐵、三氧化二砷、五氧化砷、雌磺、雄磺。
10.根據權利要求1所述的含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法，其特徵在於所述銻化合物選用如下之一，銻酸鈉、三氯化銻、五氯化銻、氯氧銻、三氧化二銻、五氧化二銻、酒石酸銻鉀。
全文摘要
本發明為一種含鎳三氯化鐵蝕刻廢液的除鎳方法,包括如下順序的步驟:(1)在蝕刻廢液中加入鐵粉或鱗狀鐵皮,進行還原反應,(2)加熱反應混合物至55℃－95℃,再往其中加入鐵粉和硫磺粉,進行二價鎳的沉澱反應,(3)往55℃－95℃的反應混合物中,或者繼續加入鐵粉和硫磺粉,或者加入鐵粉和砷化合物,或者加入鐵粉和銻化合物,進一步進行二價鎳的沉澱反應,然後過濾。本發明有效地將鎳從三氯化鐵蝕刻廢液中分離出來,使再生出的三氯化鐵溶液中Ni
文檔編號C02F1/62GK1386906SQ0211601
公開日2002年12月25日 申請日期2002年4月23日 優先權日2002年4月23日
發明者陳志傳, 毛諳章, 覃祚觀, 鄭嘉輝, 秦建武 申請人:深圳市危險廢物處理站