[发明专利]由低品位铜镍混合矿电沉积制备铜镍合金的方法

摘要

本发明公开了一种由低品位铜镍混合矿电沉积制备铜镍合金的方法，以低品位铜镍混合矿为原料，依次经氧化焙烧和氯化焙烧制得铜镍电解前驱体；以氯化胆碱/尿素离子液体为电解质；将过量的铜镍电解前驱体置于离子液体中形成离子液体-铜镍盐复合电解液；采用三电极体系进行电沉积，即铂盘电极为对电极，经抛光、酸性活化的钛片待镀金属基体为工作电极，铂电极为参比电极；在60~90℃和-1.30~-1.50V条件下进行电沉积反应60~120分钟。通过调控反应温度、阴极电势和沉积时间中任意几个参数，实现对铜镍合金生长形貌、尺寸的有效控制。本发明具有流程短、能耗低、效率高、原料价格低廉等特点，应用于绿色电沉积工艺技术领域。

主权项

一种由低品位铜镍混合矿电沉积制备铜镍合金的方法，其特征在于，步骤如下：a. 离子液体电解质溶液的配制：以氯化胆碱和尿素为初始原料，按氯化胆碱和尿素的原料组分摩尔比为1:2的比例进行原料混合，在80~100℃下恒温搅拌10~12小时，直至形成均匀、无色透明状离子液体作为电解质溶液；b. 铜镍混合矿预处理：对铜镍混合矿石进行磨细，并通过200目筛分后烘干，然后将干燥后的矿粉在氧化性气氛中于600~700℃温度下进行氧化焙烧1~2小时，再将氧化焙烧后的混合矿粉进行氯化焙烧，氯化焙烧在HCl气氛中进行，氯化焙烧的温度为350~450℃，氯化焙烧时间为0.5~1小时，完成氯化焙烧后，将氯化焙烧的产物随炉冷却至室温，得到氯化焙烧矿物粉末；c. 铜镍饱和离子液体的配制：将在所述步骤b中预处理后的氯化焙烧矿物粉末置于在所述步骤a中配制的离子液体中进行混合和溶解，在60~100℃下恒温搅拌8~10小时，获得铜镍饱和的离子液体‑铜镍盐复合电解液；d. 电解池系统的构成：以聚四氟乙烯烧杯作为电解槽，铂盘电极为对电极，经抛光、酸性活化的待镀金属基体为阴极工作电极，以铂电极为参比电极，以在所述步骤c中制备的离子液体‑铜镍盐复合电解液作为电解质溶液，构成电解池系统；e. 铜镍合金的电沉积制备工艺过程：将在所述步骤d中构成的电解池系统的电解反应温度保持在60~90℃，然后向电解池系统施加电势为‑1.30~‑1.50V的直流电，控制电沉积时间为60~120分钟，进行电沉积；f. 将经过所述步骤e电沉积所得的产物从电解槽中取出，先用去离子水进行清洗，再用无水乙醇进行多次清洗，直到将电沉积所得产物洗净，最后对电沉积所得的产物进行低温烘干，即在待镀金属基体表面得到铜镍合金，实现了从低品位混合矿中直接富集提取铜镍合金。