[发明专利]离子交换-电解联合法生产电解镍工艺

说明书

本发明涉及一种新的电解镍生产技术即离子交换‑电解联合法生产电解镍技术，采用大容量弱酸型离子交换树脂吸附/负载镍，再利用硫酸镍电解生产镍过程产生的游离硫酸脱附负载的镍，同时提供镍源，连续产出高品质电解镍。解决了传统硫酸镍电解生产电解镍过程中，为中和电解过程中产生的游离硫酸，必须开路部分电解液用于粗镍/镍锍浸出、或用于制作碳酸镍的弊端，本发明可在整个镍电解过程中保持电解液镍的含量和酸度的稳定，直接以纯金属的形式回收含镍废水中的镍，与传统电解镍生产工艺比较，可以在大幅降低生产成本的同时提高电解镍的品质。

技术领域

本发明涉及一种硫酸镍电解生产电解镍工艺，具体是一种采用离子交换技术从硫酸镍溶液中富集镍再通过硫酸镍电解液解吸负载的镍，稳定产出电解镍的新工艺，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

镍电解沉积(electrowinning of nickel)是指采用不溶阳极，在直流电作用下使硫酸镍或氯化镍溶液中的镍离子在电解槽阴极上呈金属镍沉积的镍电解方法。此法于1960年在芬兰奥托昆普公司(Outok-umpu Oy)实现工业化，中国于20世纪70年代开始用于工业生产至今。

以铅锑合金为不溶性阳极，镍片为阴极，净化后的硫酸镍溶液作电解液，电解沉积在隔膜电解槽内进行。当往电解槽通直流电时。在阴极上发生金属镍沉积的反应。在新的铅锑合金阳极表面上，铅能生成PbO2，而起保护层作用，使阳极变为不溶阳极。净化后的电解液用泵输送，通过一台热交换器进入电解槽。电解液的温度约为336K，pH为3.2，镍离子浓度75g/L，并含有硫酸钠及硼酸。电解沉积过程平均电流密度为183A/m2，电流效率为94%，阴、阳极室保持有一定的液面差，使阴极液通过隔膜流入阳极室，变成阳极液的一部分。阳极上有氧析出，导致阳极液的H+增加。阳极液一般含游离酸40g/L，需排出一部分送浸出车间用于粗镍或镍锍的浸出。随着电解过程的进行，电解液中镍离子浓度不断下降，硫酸浓度不断上升。抽出一部分电解出液加入碳酸镍中和脱酸，再配入部分新溶液返回电解系统，用其余的一半加碳酸钠中和制备碳酸镍，另外的一半经浓缩后与碳酸镍一并配入电解液中。

因此该工艺存在需要定期将电解液开路，加入碳酸钠制取碳酸镍，以平衡体系产出的硫酸，该过程还会导致电解液中硼酸等助剂损失，导致生产成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种持续稳定的硫酸镍电积生产工艺，提高生产效率，降低电解镍生产成本，提高产品质量。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种新工艺，工艺流程和原理包括如下步骤；净化后的硫酸镍溶液用树脂吸附/负载、镍电解液通过负载镍的树脂进行连续电解连续电解。在由调节槽、多柱串联弱酸型树脂交换柱、树脂解析柱、旋流电解/传统隔膜电解槽、膜浓缩回收机组、蒸发浓缩装置、构成的装置中持续产出金属镍，其原理为：

工艺流程包括如下步骤；

（1）调节pH：净化后的含镍废水/溶液进入调节槽，根据在线pH仪溶液测得的溶液pH值加入3-10%浓度的NaOH使硫酸镍溶液的pH值保持在3-6。