一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法

2023-10-31 21:41:22

專利名稱：一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法
技術領域：
本發明涉及含有微量雜質銅的3N鎳電解液去除微量銅的方法，具體涉及ー種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法。
背景技術：
高純鎳具有極強的抗腐蝕性和機械強度，而且塑性優良並能與多種金屬形成合金；更為重要的是，高純鎳的磨光性能極好，可用於大規模集成電路與配線材料、磁性薄膜材料與特殊封裝材料、雷達與核エ業以及遠程控制等現代高新技術中，還可作為高溫結構材料用於火箭技術中。因此，高純鎳是國防科技的重要戰略資源。高純鎳對其他重金屬元素，特別是銅的含量要求非常嚴格。如何從高濃度的鎳中除去微量銅，成為提升高純鎳品質的關鍵環節。目前高純鎳中除銅有沉澱法、溶劑萃取法、電化學法以及離子交換樹脂法等幾種方法。沉澱法處理後會有銅渣產生，儘管銅渣可以作為銅精礦冶煉銅，但是其中的銅鎳質量比要求很高(Cu/Ni ^ 15)，因此處理比較麻煩。溶劑萃取法、電化學法以及離子交換樹脂法均可以解決這個問題，實現無渣化。但是，溶劑萃取法的萃取劑水中溶解性有限，所以萃取時常存在乳化現象，會將有機物質帶入溶液中，需要加上有機物去處後エ序才能保證產出高純鎳的純度，増加了處理成本。而電化學法一般適用於溶液中銅離子含量較高的情況，無法做到深度除銅，限制了製得的高純鎳純度。離子交換樹脂法克服了以上缺點，具有去除率高，再生後可重複使用等優點而備受關注。這其中，螯合樹脂因其與金屬的結合能力更強，選擇性更好而在高純鎳製備中應用前景廣闊。中國申請號為CN200910242127. 3的專利文件公開了ー種採用螯合型樹脂協同處理去除重金屬離子的方法，文件提到可以採用化學修飾後的螯合型樹脂選擇性除銅/鎳ニ價金屬離子，但其效果在於協同去除兩種金屬(鎳和銅)離子，無法做到在高濃度鎳溶液中選擇性去除微量銅，不適合用在高純鎳製備中。同時中國專利申請號為CN00812095. I的專利也存在同樣的問題，對液體中金屬陽離子的去除效果很好，但是對於金屬陽離子的選擇性差異(如鎳和銅)並不能很好的體現，因此同樣不適合從高純鎳中去除微量銅。

發明內容
I.本發明要解決的技術問題針對上述高純鎳中除銅方法的不足，尤其螯合樹脂去除銅的エ藝缺陷，即選擇性不佳等問題，本發明提供了一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，具體而言，是指利用高選擇性螯合樹脂( ； >1000)除去鎳電解液中微量銅，從而得到雜質含量很低的高純鎳溶液。2.技術方案發明原理樹脂的選擇性可以用選擇性係數來表示，具體計算公式如下
,O 2 = ,:2 (式 1-1)
其中，(；表示金屬離子在溶液中的平衡濃度，Qe表示金屬離子在樹脂中的平衡濃度。4值越大，樹脂對金屬離子I的選擇性就越好。通常4值超過1000說明樹脂對金屬離子I的選擇性非常好本發明的技術方案如下一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其步驟為(I)將硫化鎳電解的陽極電解液預處理去除鐵、鈷、鋅和鉛等雜質後得到的含有微量雜質銅的純度為3N(99. 9%)鎳電解液泵入裝填螯合樹脂的吸附塔，調節控制吸附溫度和吸附流速，收集獲得純度為5N(99. 999%)以上和4N(99. 99%)以上的鎳溶液；(2)吸附塔達洩漏點後，停止進水，用再生劑對步驟(I)中的螯合樹脂進行再生處理，再生後的樹脂用清水洗至中性，再重複使用。步驟(I)中所述的螯合樹脂為美國Rohm&Haas公司生產的Amberlite IRC-747、美國 Rohm&Haas 公司生產的 Amberlite IRC-748、英國 Purolite 公司生產的 Purolite S950、英國Purolite公司生產的Purolite S910樹脂或上海華申樹脂廠生產的D403樹脂，其優選的是在高濃度鎳溶液中對有很高選擇性(C :; >1000)的Amberlite IRC-748或AmberliteIRC-747 樹脂。步驟(I)中，吸附溫度為5_50°C，吸附流速為5-30 BV/h。步驟(I)中，通過收集前200-3500 BV (BV為樹脂床層體積)範圍內的出水，得到純度為5N(99. 999%)以上的鎳溶液；後收集1100-4600 BV範圍內的出水，得到純度為4N(99. 99%)以上的鎳溶液。步驟(2)中，所用再生劑為重量百分比為5-25%的HCl溶液，再生溫度為5_50°C，再生流速為5-30 BV/h。3.有益效果本發明公開了ー種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，通過選擇在高濃度鎳溶液中對銅很高選擇性的螯合樹脂(1000)，無需調節鎳電解液初始pH值，同時通過本方法エ藝處理含微量銅的鎳電解液後，可高效低耗地得到純度為4N(99. 99%)以上和5N(99. 999%)以上級別的高純鎳溶液，並且處理後無銅渣產生，實現深度除銅，同時不帶入其他雜質，不產生二次汙染，經濟效益顯著，環境友好，具有廣_的應用前景。
具體實施例方式以下通過實施例進ー步說明本發明。實施例I分別稱取0.5 g 5 種螯合樹脂(Amberlite IRC-747、Amberlite IRC-748、Purolite S950,Purolite S910和D403)於I. 0 L錐形瓶中，加入0.5 L混合溶液，混合溶液中Cu(II)和Ni (II)初始濃度分別為0.04 mmol/L和5 mmol/L。置於恆溫振蕩器中，以120 r/min的轉速振蕩24 h使吸附達到平衡，計算5種樹脂的選擇性係數。表I樹脂選擇性係數
權利要求
1.一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其步驟包括 (1)將硫化鎳電解的陽極電解液預處理去除鐵、鈷、鋅和鉛雜質後得到的含有雜質銅的純度為3N鎳電解液泵入裝填螯合樹脂的吸附塔，調節控制吸附溫度和吸附流速，收集獲得純度為5N和4N以上的鎳溶液，所述的螯合樹脂為Amberlite IRC-747、AmberliteIRC-748、Purolite S950、Purolite S910 或 D403 樹脂； (2)吸附塔達洩漏點後，停止進水，用再生劑對步驟I中的螯合樹脂進行再生處理，再生後的螯合樹脂用清水洗至中性，再重複使用。
2.根據權利要求I所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於步驟I中所述的螯合樹脂為Amberlite IRC-747或Amberlite IRC-748樹脂。
3.根據權利要求I所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於步驟I中，所述吸附溫度為5-50°C，吸附流速為5-30 BV/h。
4.根據權利要求I所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於步驟I中，通過收集前200-3500BV的出水，得到純度為5N以上的鎳溶液；後收集1100-4600 BV範圍內的出水，得到純度為4N以上的鎳溶液。
5.根據權利要求I所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於步驟2中，所述再生劑為重量百分比為5-25%的HCl溶液，再生溫度為5-50°C，再生流速為5_30 BV/h0
6.根據權利要求3所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於所述步驟(I)中，所述吸附溫度為20°C，吸附流速為5 BV/h。
7.根據權利要求5所述的螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其特徵在於步驟2中，所述再生劑為重量百分比為15%的HCl溶液，再生流速為10 BV/h。
全文摘要
本發明公開了一種螯合樹脂去除高純鎳中微量銅的方法，其步驟包括將硫化鎳電解的陽極電解液預處理去除鐵、鈷、鋅和鉛等其他雜質後得到的含微量雜質銅的3N鎳電解液，泵入裝填有螯合樹脂的吸附塔，得到純度為5N和4N以上的鎳溶液；吸附塔達洩漏點後，停止進水，用再生劑進行再生處理，再生率近100%。採用本發明方法從高純鎳中去除微量銅，能高效低耗地將鎳純度提高一個數量級以上，且不帶入其他雜質、不產生二次汙染，經濟效益顯著，應用前景廣闊。
文檔編號C25C1/08GK102643990SQ201210157889
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者劉福強, 徐超, 李愛民, 遊效曾, 王駿飛, 白志平, 陶學文, 高潔, 龍超 申請人:南京大學