[发明专利]一种利用CO2气体选择性沉淀分离镍锰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及元素分离，具体涉及一种利用CO₂气体选择性沉淀分离镍锰的方法。

背景技术

镍、锰不仅伴生在大陆锰矿及海洋锰结核中，也作为主元素共存于合金、陶瓷、电池和催化剂等废弃材料中。这些含镍资源中锰的含量相对较高，镍、锰分离即成为湿法冶金研究的重要课题。分离镍锰的方法包括选择性沉淀法、萃取法等等。其中选择性沉淀法最常用，包括氧化沉淀、硫化沉淀、络合沉淀和碳铵沉淀等，由于镍锰性质非常相似，所以现有的这些方法通常存在分离不完全、过滤困难或者控制复杂等缺点。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述缺点，提供一种新型的分离镍锰的方法。

本发明解决上述问题的所采用的方案是：

一种利用CO₂气体选择性沉淀分离镍锰的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在镍锰溶液中加入铵盐，加入的铵盐中的铵根的摩尔数为溶液中镍锰摩尔总数的4～15倍；

(2)加入碱调节溶液的pH值至8.5～10；

(3)保持溶液温度在10～60℃之间通入CO₂直到溶液的pH为6.5～8.5，通入气体的时间为0.5～4小时；

(4)将碳酸锰沉淀物过滤洗涤。

其中，

步骤(1)中加入的铵盐可以为硝酸铵、氯酸铵、氯化铵或硫酸铵等，优选氯化铵或硫酸铵。

步骤(1)加入的铵盐中的铵根的摩尔数优选为溶液中镍锰摩尔总数的7～10倍。

步骤(2)加入碱调节溶液pH值较佳为至8.5～9。

步骤(3)通入CO₂气体时溶液较佳温度为25～40℃。

步骤(3)通入CO₂气体较佳为直到溶液pH为6.9～8.2。

步骤(3)通入CO₂气体的时间较佳为0.5～3.3小时。

本发明提出了一种利用CO₂气体从镍锰溶液中选择性沉淀锰的方法，实现镍锰的高效分离，溶液中的锰离子浓度可以降低至几十毫克每升，而沉淀物中的镍含量仅为千分之几。

由于镍锰的性能非常相似，所以导致难以分离，但是由于锰与氨的络合性能比镍与氨的络合性能要低的多，当有碳酸根的时候，锰就会和碳酸根结合生成锰沉淀，而由于镍与氨的络合能力很强，所以在较低的pH下镍氨络合物中存在碳酸根不会导致镍的沉淀。若加入碳酸氢盐或者碳酸盐，由于局部过浓，必然导致镍会共沉淀，并且由于沉淀比较快速，导致生成的沉淀颗粒比较细，过滤比较困难。而通入CO₂气体可以使得碳酸根缓慢释放，消除局部过浓，镍的共沉淀就大大减少，并且由于沉淀比较缓慢，颗粒就生长的比较大，便于过滤洗涤。

本方法具备以下优点：(1)锰沉淀完全；(2)镍的共沉淀少；(3)过滤性能好；(4)过程容易控制；(5)条件温和。

具体实施方式

以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

实施例1

(1)取镍锰溶液200ml，其中镍离子含量为5.9g/l，锰离子含量为11g/l，溶液的pH为3.7，在镍锰溶液中加入硫酸铵，加入的铵盐的质量为52.9g；

(2)加入8g氢氧化钠调节溶液的pH值至8.9；

(3)维持溶液的温度为25℃，通入CO₂直到溶液的pH为7.5，气体的流量为7.2l/h，通入气体的时间为1.7小时；

(4)将碳酸锰沉淀物过滤洗涤，然后烘干得4.5g滤渣，取烘干后的滤渣分析，其中的镍含量0.56％，锰含量36.6％。

最终，锰的沉淀率为98.7％，镍的损失率为1.17％。

实施例2

(1)取镍锰溶液200ml，其中镍离子含量为5.9g/l，锰离子含量为11g/l，溶液的pH为3.7，在镍锰溶液中加入硫酸铵，加入的铵盐中的质量为52.9g；

(2)加入8g氢氧化钠调节溶液的pH值至8.8；

(3)维持溶液的温度为35℃，通入CO₂直到溶液的pH为8.2，气体的流量为8.1l/h，通入气体的时间为0.5小时；

(4)将碳酸锰沉淀物过滤洗涤，然后烘干得4.6g滤渣，取烘干后的滤渣分析，其中的镍含量0.13％，锰含量45.0％。

最终，锰的沉淀率为99.8％，镍的损失率为0.27％。

实施例3