[发明专利]一种电解生产三氟化氮气体中镍渣固废的资源化处理方法

说明书

本发明提供了一种电解生产三氟化氮气体中镍渣固废的资源化处理方法，包括以下步骤：镍渣的水洗、镍渣的溶解、镍氨的络合、Fe(OH)₃沉淀的洗涤、Ni(OH)₂产品的制备和无色滤液的处理，本发明在进行含镍废渣的综合治理，无需苛刻的反应条件，流程简短，所需设备少，运行成本低，镍渣水洗过程去除掉了大部分的铵根离子和有毒的氟离子，有利于后续处理过程的顺利进行，水洗液中的氟化铵盐方便回收，且可回用作为原料，而且采用稀硫酸和过氧化氢混合溶解镍渣，镍渣溶解完全且快速，确保了镍渣中有价值的金属充分回收，没有造成资源浪费，同时该方法产生的废气只有氨气，避免了废气污染，金属回收率高，具有明显的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于含镍危废无害化综合治理方法技术领域，具体涉及一种电解生产三氟化氮气体中镍渣固废的资源化处理方法。

背景技术

高纯三氟化氮气体对硅和氧化硅具有优异的刻蚀性能和选择性，因此常用作微电子行业的等离子刻蚀气体。高纯三氟化氮气体的制备方法多为电解法，在电解过程中，阳极的镍板会失去电子而溶解，形成氟化镍沉积在电解槽底部，部分溶解的镍会在阴极析出。此外，电解槽中还有未反应的氟化氢铵原料以及金属铁等杂质。因此，电解槽底部会堆积成分复杂的含镍废渣。含镍废渣的产生对电解过程的顺利进行具有十分不利的影响，其能否得到妥善的处置与三氟化氮生产行业的可持续发展息息相关。

含镍废渣中的成分包括金属镍、铁及其氟化物，还掺有部分氟化氢铵。其中氟化氢铵是原料，而镍的价值较高。镍渣直接暴露在环境中不仅会造成资源的浪费，还会对环境造成严重的重金属污染及氟化物污染。

传统的处理电解法制备三氟化氮过程中产生的含镍废渣的方法处理方式具有诸多缺点，用直接高温煅烧的方法可以获得镍铁合金，但是会有大量有毒气体产生；先用石灰中和沉淀氟离子，再用化学法处理氨氮的方法，会造成贵金属镍的浪费。以上产品均未实现高效资源化利用，造成资源浪费，且处理工艺较为复杂，处理过程中会产生额外的三废，极为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种电解生产三氟化氮气体中镍渣固废的资源化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电解生产三氟化氮气体中镍渣固废的资源化处理方法，包括以下步骤：

S1、镍渣的水洗，将镍渣用清洗液水洗后干燥，水洗液经蒸发结晶得到的氟化铵盐可回收用作原料制备氟化氢铵；

S2、镍渣的溶解，将S1中干燥后的镍渣溶于稀硫酸和过氧化氢的混合液中，进行镍渣的溶解，得到混合液；

S3、镍氨的络合，向S2中得到的混合液中加入过量氨水，至溶液的pH＝10，然后进行抽滤操作，得到Fe(OH)₃沉淀和镍氨溶液；

S4、Fe(OH)₃沉淀的洗涤，将S3中得到的Fe(OH)₃沉淀用稀氨水洗涤，抽滤后得到Fe(OH)₃产品和镍氨溶液；

S5、Ni(OH)₂产品的制备，将S3和S4中得到的镍氨溶液混合，在混合后的镍氨溶液中加入固体碱，抽滤后得到Ni(OH)₂产品和无色滤液；

S6、无色滤液的处理，向S5中得到的无色滤液中加入沉淀剂，得到CaF₂沉淀以及尾液。

进一步的，在S1中水洗分两次进行，第一次水洗时镍渣：清洗液＝1：2，第二次水洗时镍渣：清洗液＝1：1，清洗液为清水或尾液。

进一步的，在S2中镍渣和稀硫酸和过氧化氢的固液比为1：5～1：7，稀硫酸的浓度为3M～4M，过氧化氢的体积分数为0.08～0.16％，反应温度为20～80℃。