CN106757147B - 一种镍电解混酸体系中除砷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍电解混酸体系中除砷的方法，该方法通过补铁合理控制电解阳极液的铁砷比，同时控制除铁工序的温度以及pH值，使得在除铁工序80%以上的砷以砷酸铁或吸附的形式脱出，然后在除钴阶段控制除钴氧化电位、反应时间及其除钴前液pH值,进一步将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去。另外，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行除镍处理后过滤，过滤后液返造液进行处理，会带有部分砷进入造液工序，在造液工序通过控制溶液铜离子和电流密度诱导脱砷。本发明的方法很好地解决了镍电解含砷超标问题，电解新液含砷小于0.0002g/l，电解镍含砷均小于0.0005%，整体系统溶液砷脱出率达到98%以上。
Description
技术领域
本发明属于镍电解技术领域，具体涉及一种镍电解混酸体系中除砷的方法。
背景技术
镍电解采用的硫化镍可溶阳极隔膜电解工艺，电解工序用高锍阳极板作阳极，镍始极片作阴极，镍电解阳极液经净化工序产出电解新液泵至电解槽的阴极室，在直流电的作用下，阴极液中的镍离子在阴极析出，得到电解镍。在镍电解过程中，由于外购镍精矿含砷逐渐升高，以及镍电解湿法冶炼含砷渣返火法，引起顶吹炉高镍锍含砷由2012年的0.095%升高到2013年的0.107%，造成镍电解阳极液含砷不断升高，由于在镍电解混酸体系中没有除砷的方法，阳极液砷经过净化工序后进入电解新液，使得电解新液含砷超过0.0003g/L,从而使得电解镍含砷超过0.00085%的Ni9996国家技术标准要求，电镍杂质元素含量超过国家电镍技术标准时降号（降低价格）销售，影响电镍经济效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的技术问题，提供一种工艺简单、工艺步骤易操控、成本较低、除砷效果好的镍电解混酸体系中除砷的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种镍电解混酸体系中除砷的方法，该方法包括以下步骤：
A、硫化镍可溶阳极电解工艺中在造液工序电化学沉积除铜、砷，除杂后造液低酸出口液贮槽中加入H2O2溶液，将造液低酸出口液中三价砷氧化为五价砷；
B、加入H2O2的造液低酸出口液返电解阳极液贮槽与电解阳极液混合；
C、在电解阳极液贮槽中补入三氯化铁，控制造液低酸出口液与电解阳极液的混合阳极液铁砷比为6～8:1，同时，在电解阳极液贮槽中加入H2O2溶液；
D、将电解阳极液贮槽中的混合阳极液返净化除砷，净化工序包括中和水解除铁、沸腾除铜槽除铜、氯气氧化水解除钴，混合溶液阳极液中铁主要以FeCl3形式存在，调节混合阳极液的pH值为3.5～4.2、温度为65～70℃，使铁在该条件下水解为氢氧化铁，利用氢氧化铁胶体的沉淀对混合阳极液中的绝大多数砷以砷酸盐形式吸附共沉淀除去，反应时间控制在1～1.5h；
E、将除铁、砷过滤后液进行氯气氧化水解除钴，控制除钴氧化电位1060～1090mv,反应时间控制在1～1.5h，除钴前液pH值为4.5～5.0,将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去；
F、为了有效回收除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣中的镍，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行处理后过滤，过滤后渣外付，过滤后液返造液进行处理，这些溶液会带有部分砷进入造液工序进行电化学除砷。
进一步地，所述步骤A中在造液工序电化学沉积诱导除砷过程中，阳极为镍阳极板，阴极为尺寸为700×720mm的铜皮，控制造液工序溶液铜离子8～10g/l,电流密度220A/m2,使砷以砷化铜形式在阴极电沉积脱除。
进一步地，所述步骤A中H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为造液低酸出口液质量的0.2%。
进一步地，所述步骤C中H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为混合阳极液质量的0.2%。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明镍电解混酸体系中除砷的方法通过补铁合理控制电解阳极液的铁砷比，同时控制除铁工序的温度以及pH值，使得在除铁工序80%以上的砷以砷酸铁或吸附的形式脱出，然后在除钴阶段控制除钴氧化电位、反应时间及其除钴前液pH值,进一步将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去。另外，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行除镍处理后过滤，过滤后液返造液进行处理，会带有部分砷进入造液工序，在造液工序通过控制溶液铜离子和电流密度诱导脱砷，并在造液工序中加入H2O2溶液对砷氧化提高除砷率。本发明的方法很好地解决了镍电解含砷超标问题，电解新液含砷小于0.0002g/l，电解镍含砷均小于0.0005%，整体系统溶液砷脱出率达到98%以上，稳定了电镍化学质量，可广泛应用于镍的湿法冶金及其他化工日常生产过程中。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
镍电解混酸体系含有氯离子65g/l,含铁0.2g/l, 含砷0.06g/l，该镍电解混酸体系中除砷的方法包括以下步骤：
A、硫化镍可溶阳极电解工艺中在造液工序电化学沉积除铜、砷，除杂后造液低酸出口液贮槽中加入H2O2溶液，将造液低酸出口液中三价砷氧化为五价砷，有利于砷的脱除，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为造液低酸出口液质量的0.2%；在造液工序电化学沉积诱导除砷过程中，阳极为镍阳极板，阴极为尺寸为700×720mm的铜皮，控制造液工序溶液铜离子8g/l,电流密度220A/m2,使砷以砷化铜形式在阴极电沉积脱除。
B、加入H2O2溶液的造液低酸出口液返电解阳极液贮槽与电解阳极液混合。
C、在电解阳极液贮槽中补入三氯化铁，控制造液低酸出口液与电解阳极液的混合阳极液铁砷比为6:1，同时，在电解阳极液贮槽中加入H2O2溶液，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为混合阳极液质量的0.2%。
D、将电解阳极液贮槽中的混合阳极液返净化除砷，净化工序包括中和水解除铁、沸腾除铜槽除铜、氯气氧化水解除钴，混合溶液阳极液中铁主要以FeCl3形式存在，调节混合阳极液的pH值为3.5、温度为65℃，使铁在该条件下水解为氢氧化铁，利用氢氧化铁胶体的沉淀对对混合阳极液中的80%的砷以砷酸盐形式吸附共沉淀除去，反应时间控制在1h。除铁、砷过滤后液含砷小于0.01g/L。
E、将除铁、砷过滤后液进行氯气氧化水解除钴，控制除钴氧化电位1060mv, 反应时间控制在1h，除钴前液pH值为4.5,将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去。除钴后液含砷小于0.0002 g/L。
F、为了有效回收除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣中的镍，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行除镍处理后过滤，过滤后渣外付，过滤后液返造液进行处理，这些溶液会带有部分砷进入造液工序。本实施例整体系统溶液砷脱出率达到99.6%以上。
实施例2
镍电解混酸体系含有氯离子70g/l,含铁0.3g/l, 含砷0.03g/l，该镍电解混酸体系中除砷的方法包括以下步骤：
A、硫化镍可溶阳极电解工艺中在造液工序电化学沉积除铜、砷，除杂后造液低酸出口液贮槽中加入H2O2溶液，将造液低酸出口液中三价砷氧化为五价砷，有利于砷的脱除，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为造液低酸出口液质量的0.2%；在造液工序电化学沉积诱导除砷过程中，阳极为镍阳极板，阴极为尺寸为700×720mm的铜皮，控制造液工序溶液铜离子10g/l,电流密度220A/m2,使砷以砷化铜形式在阴极电沉积脱除。
B、加入H2O2溶液的造液低酸出口液返电解阳极液贮槽与电解阳极液混合。
C、在电解阳极液贮槽中补入三氯化铁，控制造液低酸出口液与电解阳极液的混合阳极液铁砷比为8:1，同时，在电解阳极液贮槽中加入H2O2溶液，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为混合阳极液质量的0.2%。
D、将电解阳极液贮槽中的混合阳极液返净化除砷，净化工序包括中和水解除铁、沸腾除铜槽除铜、氯气氧化水解除钴，混合溶液阳极液中铁主要以FeCl3形式存在，调节混合阳极液的pH值为4.2、温度为70℃，使铁在该条件下水解为氢氧化铁，利用氢氧化铁胶体的沉淀对对混合阳极液中的80%的砷以砷酸盐形式吸附共沉淀除去，反应时间控制在1.5h。除铁、砷过滤后液含砷小于0.008g/L。
E、将除铁、砷过滤后液进行氯气氧化水解除钴，控制除钴氧化电位1090mv, 反应时间控制在1.5h，除钴前液pH值为5.0,将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去。除钴后液含砷小于0.0002 g/L。
F、为了有效回收除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣中的镍，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行除镍处理后过滤，过滤后渣外付，过滤后液返造液进行处理，这些溶液会带有部分砷进入造液工序。本实施例整体系统溶液砷脱出率达到99.3%以上。
实施例3
镍电解混酸体系含有氯离子68g/l,含铁0.2g/l, 含砷0.04g/l，该镍电解混酸体系中除砷的方法包括以下步骤：
A、硫化镍可溶阳极电解工艺中在造液工序电化学沉积除铜、砷，除杂后造液低酸出口液贮槽中加入H2O2溶液，将造液低酸出口液中三价砷氧化为五价砷，有利于砷的脱除，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为造液低酸出口液质量的0.2%；在造液工序电化学沉积诱导除砷过程中，阳极为镍阳极板，阴极为尺寸为700×720mm的铜皮，控制造液工序溶液铜离子9g/l,电流密度220A/m2,使砷以砷化铜形式在阴极电沉积脱除。
B、加入H2O2溶液的造液低酸出口液返电解阳极液贮槽与电解阳极液混合。
C、在电解阳极液贮槽中补入三氯化铁，控制造液低酸出口液与电解阳极液的混合阳极液铁砷比为7:1，同时，在电解阳极液贮槽中加入H2O2溶液，H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为混合阳极液质量的0.2%。
D、将电解阳极液贮槽中的混合阳极液返净化除砷，净化工序包括中和水解除铁、沸腾除铜槽除铜、氯气氧化水解除钴，混合溶液阳极液中铁主要以FeCl3形式存在，调节混合阳极液的pH值为4、温度为68℃，使铁在该条件下水解为氢氧化铁，利用氢氧化铁胶体的沉淀对对混合阳极液中的80%的砷以砷酸盐形式吸附共沉淀除去，反应时间控制在1.5h。除铁、砷过滤后液含砷小于0.009g/L。
E、将除铁、砷过滤后液进行氯气氧化水解除钴，控制除钴氧化电位1080mv, 反应时间控制在1h，除钴前液pH值为4.7,将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去。除钴后液含砷小于0.0002 g/L。
F、为了有效回收除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣中的镍，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行除镍处理后过滤，过滤后渣外付，过滤后液返造液进行处理，这些溶液会带有部分砷进入造液工序。本实施例整体系统溶液砷脱出率达到99.5%以上。
Claims (4)
1.一种镍电解混酸体系中除砷的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、硫化镍可溶阳极电解工艺中在造液工序电化学沉积除铜、砷，除杂后造液低酸出口液贮槽中加入H2O2溶液，将造液低酸出口液中三价砷氧化为五价砷；
B、加入H2O2的造液低酸出口液返电解阳极液贮槽与电解阳极液混合；
C、在电解阳极液贮槽中补入三氯化铁，控制造液低酸出口液与电解阳极液的混合阳极液铁砷比为6～8:1，同时，在电解阳极液贮槽中加入H2O2溶液；
D、将电解阳极液贮槽中的混合阳极液返净化除砷，净化工序包括中和水解除铁、沸腾除铜槽除铜、氯气氧化水解除钴，混合溶液阳极液中铁主要以FeCl3形式存在，调节混合阳极液的pH值为3.5～4.2、温度为65～70℃，使铁在该条件下水解为氢氧化铁，利用氢氧化铁胶体的沉淀对混合阳极液中的绝大多数砷以砷酸盐形式吸附共沉淀除去，反应时间控制在1～1.5h；
E、在对除铁、砷过滤后液进行氯气氧化水解除钴时，控制除钴氧化电位1060～1090mv,反应时间控制在1～1.5h，除钴前液pH值为4.5～5.0,将除铁、砷过滤后液中的剩余砷在除钴段与氢氧化钴共沉淀除去；
F、为了有效回收除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣中的镍，将净化产生的除铁、砷过滤后渣以及除钴、砷过滤后渣进行处理后过滤，过滤后渣外付，过滤后液返造液进行处理，这些溶液会带有部分砷进入造液工序进行电化学除砷。
2.根据权利要求1所述的一种镍电解混酸体系中除砷的方法，其特征在于：所述步骤A中在造液工序电化学沉积诱导除砷过程中，阳极为镍阳极板，阴极为尺寸为700×720mm的铜皮，控制造液工序溶液铜离子8～10g/l,电流密度220A/m2,使砷以砷化铜形式在阴极电沉积脱除。
3.根据权利要求1所述的一种镍电解混酸体系中除砷的方法，其特征在于：所述步骤A中H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为造液低酸出口液质量的0.2%。
4.根据权利要求1所述的一种镍电解混酸体系中除砷的方法，其特征在于：所述步骤C中H2O2溶液为质量分数为30%的工业H2O2用水1:1稀释后的溶液，加入的量为混合阳极液质量的0.2%。
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