[发明专利]一种镍钴溶液净化除硅的方法

说明书

本发明属于溶液除杂技术领域，具体涉及一种镍钴溶液净化除硅的方法，所述除硅方法以氢氧化锆为除硅试剂，所述除硅方法包括除硅、解吸、再生和洗钠步骤。本发明成本低、效率高、操作简单、能耗低、产渣量少、主金属损失量少、不引入杂质离子、处理主金属离子浓度范围宽、采用的除硅试剂可再生使用，经济环保，适合进一步推广使用。

技术领域

本发明属于溶液除杂技术领域，具体涉及一种镍钴溶液净化除硅的方法。

背景技术

在当前全球面临的资源枯竭、节能减排的双重压力下，大力发展新能源，走低碳化经济发展道路，已经成为国际能源发展和经济转型的基本共识。随着电池行业三元前驱体的快速发展，市场对镍钴系列产品的需求预期乐观，主要产品硫酸镍、硫酸钴等可用于电池、电镀领域。

硫酸镍、硫酸钴生产工艺通常包括以下工序：含镍钴原料的溶解(通常为酸溶)、化学沉淀除杂或萃取除杂中的一种或两种、除油、蒸发结晶等。其中镍钴溶液中硅含量通常(以SiO₂计)高达0.1－0.5g/L，为避免系统中硅的累积造成设备结垢、对下一工序产生影响(如：萃取时产生第三相导致难于分相)以及对产品质量的影响，根据文献报道，对于含硅水溶液，根据体系酸碱度不同，除硅方法主要为中和法、物理或化学混凝法、引晶法、吸附法、超滤法等，上述方法主要为水处理领域和造纸行业的深度或非深度除硅技术。目前对镍钴溶液体系中硅的去除大多采用碱性物质进行中和除杂，所用碱性物质主要为石灰乳/石灰石/生石灰/碳酸钠/碳酸氢钠/氢氧化钠/氢氧化镍/氢氧化钴/氢氧化铜/氢氧化锌中的一种或多种，上述方法通常需在加热条件下进行、反应缓慢(通常反应时间为3－10h)、引入新的杂质离子导致后续除杂困难(如引入钙离子，使得在萃取时钙渣堵塞管道，降低生产效率)、产渣量大、主金属的直收率较低，且除硅试剂不可再生再使用。

对于镍钴溶液除硅的相关专利文献报道主要为金川集团申请号为CN201610709019.2的《一种镍溶液深度净化除硅的方法》和CN201911014207.3的《一种镍溶液吸附除硅的方法》，两项专利均以自制氢氧化镍进行深度除硅，该方法需要加热、氢氧化镍用量较大，而且氢氧化镍可重复利用次数仅为3－4次，与本发明相比，本发明提供一种能耗低、产渣量少、主金属损失量小、且不引入杂质离子的除硅试剂，且除硅试剂可多次再生再利用。另有申请号为201210120102.8的《一种精制硫酸镍的方法》，采用化学沉淀法结合萃取法进行除杂，其工艺流程较为复杂，且除杂时引入氟化物增加后续除杂负担，同时对环境影响较大；申请号为201310098137.0的《一种硫酸镍的纯化方法》采用介孔二氧化硅吸附剂进行吸附除杂，后经膜过滤进行固液分离，该吸附剂失效后可通过酸化进行再生再利用，但同时该方法需在加热条件下进行，且吸附时间较长，生产效率较低；申请号为201611136085.1的《一种硫酸镍钴锰溶液除氟、硅离子的方法》采用常见的除杂技术，即对酸溶镍钴锰溶液进行中和除杂，再经萃取除杂，后经除油制备精制硫酸镍钴锰溶液，但处理的镍钴锰离子总浓度仅为30－60g/L，若通过蒸发结晶工艺生产硫酸镍钴产品，则由于该工艺生产的精制溶液金属含量较低，在蒸发结晶时蒸发量较大，能耗较高，且处理效率较低。由于镍钴溶液中硅的存在，通常当硅(以SiO₂计)的质量浓度高于100mg/L时，在萃取除杂时将产生第三相，这将导致分相困难，且降低萃取剂的利用率和生产效率，而且硅的存在必将降低最终产品质量。采用普通方法除硅引入的杂质将增加后续除杂负担、能耗较高、处理效率较低，且除硅试剂不可再生，对于质量有更高要求的镍钴盐结晶产品(如电池级硫酸镍钴)而言，在除杂时对硅杂质的含量要求也更高，故行业内迫切需要开发一种新的除硅试剂或除硅方法，对镍钴溶液进行深度除硅的同时要求能耗低、处理效率高、不引入杂质离子且对下一工序无影响，且最终产品杂质达到要求，为解决上述问题，本发明提供一种高直收率、高生产效率、低产渣量、低能耗、并且除硅试剂可再生的一种除硅方法。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种镍钴溶液净化除硅的方法，所述方法成本低、效率高、操作简单、能耗低、产渣量少、主金属损失量少、不引入杂质离子、处理主金属离子浓度范围宽、采用的除硅试剂可再生使用，经济环保。