【摘 要】
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镍是一种有色金属,被广泛应用于石油化工、国防、冶金、机械、电镀、电子、电池、建材等行业。近年随着钢铁工业和电子产业的发展,镍的需求不断增长导致镍的供给与需求之间的矛
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镍是一种有色金属,被广泛应用于石油化工、国防、冶金、机械、电镀、电子、电池、建材等行业。近年随着钢铁工业和电子产业的发展,镍的需求不断增长导致镍的供给与需求之间的矛盾加大。为了缓解供求矛盾,提高资源的综合利用,从含镍废料提取镍成为当前最具有实际意义的课题。
本文研究了采用硫酸酸浸—分步净化的方法从废催化剂中回收镍与铜,制备了硫酸镍、硫酸铜和电沉积镍,使有价金属得到回收。通过单因素实验和正交实验,确定了影响镍浸出率和沉积的因素,找到了最佳工艺条件。
用硫酸作浸出溶液,从废催化剂中浸出镍的主要影响因素有:酸用量,浸出温度,浸出时间,固液比。研究结果表明:镍的浸出率随着硫酸用量和浸出时间的增加而增加;镍的浸出率随着固液比和浸出温度的增加呈现先增加后减少的趋势;正交实验的最佳工艺条件是酸用量6.6ml,温度50℃,液固比4:1,浸出时间1h,镍的浸出率为87.88%。
除杂净化实验分三步进行,首先采用Na2S去除浸出液中的铜离子和锌离子;然后采用NaOH溶液去除浸出液中的铁离子和铝离子;最后采用NaF溶液去除钙离子和镁离子。其中Al、Ca、Mg、Fe的去除率均达到90%以上。本实验采用三次闭路循环浸出,减少了环境污染,提高了镍回收率。
通过酸浸的非平衡态过程热力学计算证实了NiO的酸浸过程是受化学反应控制,得到氧化镍浸出的动力学方程:
dNNiSO4/dt=-4πrc2[0.0535×1013(A)/T+0.4946×1013((A)/T)2+1.5543×1013((A)/T)3+1.6282×1013((A)/T)4]对净化后的硫酸镍溶液进行电沉积镍的研究,确定影响电解沉积镍的主要因素有:电流密度、pH值、沉积温度、镍的浓度。通过正交实验确定最佳沉积条件是电流密度1100A/m2、pH=5、温度40℃、镍的浓度为150g/l。
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