專利名稱：用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法
技術領域：
本發明涉及化工冶金領域中金屬化合物的制取，特別是有關用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物的方法。
目前，制造電子網板企業每年產生大量廢腐蝕液，主要是氯化鐵廢腐蝕液，亦有含鎳氯化鐵廢腐蝕液，如何從廢腐蝕液中回收有價金屬，變廢為寶，是有關科技人員研究的課題。在處理此類廢液方面，所見報導有《用廢腐蝕液制取氧化鐵系產品》(李希明等、化工冶金、1998.5.第19卷第二期)、《從鎳、鐵氯化物廢液中提取鎳的方法》(王文濤、中國專利文獻檢索，申請號96115950)等。綜合此類報導，多以濕法冶金方法為主，但單純濕法處理，消耗大量中和沉淀劑，中和過程需添加數倍水，使后序處理量增大，水解沉淀產物沉降慢，洗滌、過濾困難，鎳、鐵分離不完全，制品品質差。
本發明的目的就是為了解決上述問題，提出一種沉降、過濾快，鎳、鐵分離充分且制品品質好的用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物的方法。
本發明的技術方案a．將含鎳氯化鐵系廢腐蝕液進行高溫處理，溫度控制在300-550℃，得到含有金屬化合物的粉狀物料；b．將含有金屬化合物的粉狀物料加水浸取，得到氯化鎳浸取液和氧化鐵沉淀物，氧化鐵沉淀物用常規處理方法制取鐵化合物成品；c．氯化鎳浸取液凈化處理，采用加適量氧化劑，氧化，加中和劑中和，使Fe3+水解沉淀而去除，加高錳酸鉀溶液適量，使Mn2+生成Mn2O3沉淀而去除，得到氯化鎳溶液，將該溶液用常規處理方法制取鎳化合物成品。
本發明的優點在于不用消耗中和沉淀劑；含鎳氯化鐵系廢腐蝕液經高溫處理，利用氧化鐵在溶液中沉降快，洗滌、過濾方便的特點，簡易地使鎳、鐵得以充分分離，鎳化合物成品中鐵含量＜0.04％，鐵化合物成品中鎳含量＜0.1％，鎳、鐵回收率均可＞90％。
圖1是本發明的工藝流程圖。
圖2是本發明的設備流程示意圖。
下面結合附圖對本發明的制取過程作進一步描述。
如圖1取含鎳氯化鐵廢腐蝕液1000ml放入2000ml玻璃容器中，置于1500W電爐上蒸發至350ml后，倒入500ml瓷蒸發皿中繼續蒸發至于，將蒸于料放入4000W馬沸爐內，爐溫自動控制在400℃，處理2小時，至無煙氣后取出，物料在高溫條件下化學反應表示為
如果向爐內通入水蒸汽，則化學反應可表示為將高溫處理后得到的粉狀物料冷卻后，移入2000ml玻璃容器中，加1000ml熱水(溫度為90℃)浸泡20分鐘，浸泡過程中不時地攪拌，使氯化鎳完全從粉狀物料中溶出，得到氯化鎳浸取液和氧化鐵沉淀物，待氯化鎳浸取液靜置澄清后，倒出上部清液入3000ml玻璃容器中，氧化鐵沉淀物用熱水(溫度＞80℃)漂洗三遍，加熱水量均為1000ml，漂洗方式加水→攪拌→靜置澄清→倒出上部清液，第一遍洗液含有較多的氯化鎳應并入氯化鎳浸取液中，第二、三遍洗液可棄之。將漂洗后沉淀物用真空吸濾裝置過濾，濾物取出置于200℃烘箱內干燥后，即得氧化鐵成品。氯化鎳浸取液中尚有少量Fe2+、Mn2+等雜質，需進一步凈化處理，凈化方法加入適量氧化劑，將浸取液加熱煮沸，如加30％過氧化氫溶液(亦可用氯酸鉀等氧化劑)8ml于氯化鎳浸取液中使，加熱煮沸浸取液，使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，其化學反應表示為隨著Fe3+水解反應的進行，浸取液的酸度不斷增加，需用中和劑中和，控制PH=4-5，如加30％氨水中和(亦可用氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性化合物)，控制PH=5，使Fe3+完全水解沉淀。凈化鐵后的氯化鎳浸取液中再滴加3-6％高錳酸鉀溶液適量，以除去浸取液中Mn2+，其化學反應表示為高錳酸鉀用量按浸取液中Mn2+含量而定。工業上除雜質Mn2+的方法，通常采用加入堿性化合物，使Mn2+生成Mn(OH)2沉淀而分離，考慮到氯化鎳浸取液PH值不得大于7，否則造成鎳的氫氧化物沉淀，使鎳損失，故而本發明采用加入高錳酸鉀氧化Mn2+使之生成Mn2O3沉淀的方法去除Mn2+。以上浸取液凈化均在攪拌狀態下進行。氯化鎳浸取液凈化處理完畢，靜置后倒出上部清液即氯化鎳溶液入3000ml玻璃容器中，沉淀物加熱水(溫度＞80℃)1000ml洗滌，靜置后倒出上部清液并入凈化后氯化鎳溶液中，沉淀物棄之。凈化后氧化鎳溶液中加入10％氫氧化鈉溶液使之生成氫氧化鎳，其化學反應表示為氫氧化鈉用量按化學反應方程式計算，理論量×系數，系數=1.1-1.3，氫氧化鎳沉淀過程，需加熱進行，溫度控制在＞80℃，反應完畢后，靜置、陳化，倒去上部清液，氫氧化鎳沉淀物加熱水(溫度＞80℃)漂洗數遍至洗滌水PH≌7，洗滌水用量每遍均為2000ml，洗滌完畢過濾。將濕氫氧化鎳放入150℃烘箱內烘干后，即得氫氧化鎳成品(如制取其他鎳化合物，只需改變沉淀劑，如用碳酸鈉、草酸等)，將氫氧化鎳成品放入400℃馬沸爐內灼燒60分鐘，取出即得氧化鎳成品，其化學反應表示為
本發明工業化生產可如圖2完成將廢液貯罐1中含鎳氯化鐵系廢腐蝕液由耐蝕泵2泵入真空蒸發器3中，蒸發至原體積的1/2后，由耐溫耐蝕泵4噴入沸騰爐5內高溫處理(溫度控制在400-500℃)，使氯化鐵氧化分解(或水解)為氧化鐵，高溫處理后粉狀物料輸送至貯料槽6，將6中物料送入浸取罐7加水、加熱浸取后，浸取液由耐蝕泵11泵入浸取液貯罐12，沉淀物加熱水漂洗三遍，第一遍洗液由耐蝕泵11泵入浸取液貯罐12，第二遍洗液排放，第三遍洗液混合沉淀物由過濾給料泵8泵入板框壓濾機9，壓濾后料送入烘干窯(溫度200-300℃)10，烘干后即為氧化鐵成品。
將浸取液貯罐12內浸取液由耐蝕泵13泵入凈化反應罐14，浸取液凈化后由耐蝕泵17泵入溶液貯罐18，凈化反應器14內沉淀物加熱水(溫度＞80℃)水洗一遍，洗滌清液由耐蝕泵17泵入溶液貯罐18，沉淀物由過濾給料泵15泵入板框壓濾機16，壓濾后棄之。將18內溶液由耐蝕泵19泵入鎳化合物沉淀反應罐20，反應完畢后由耐蝕泵21泵入漂洗罐22、23、24漂洗，漂洗后物料由過濾給料泵25泵入板框壓濾機26，壓濾后物料入烘干爐27，烘干后粉碎即為氫氧化鎳成品。將氫氧化鎳加熱分解，溫度控制在400℃，分解后粉碎即為氧化鎳成品。
煙氣處理沸騰爐5排放煙氣中含有鎳、鐵化合物粉塵，需進一步回收，首先煙塵進入重力收塵器28，再進入布袋收塵器29，收塵后經淋洗塔30，噴水吸收氯氣(或HCl)后由引風機31排空。淋洗塔吸收液流入消石灰漿池32中和，中和液可進一步制取氯化鈣成品。
本發明的原理氯化鐵在300-500℃的溫度條件下氧化分解(或水解)生成氧化鐵，而氯分鎳氧化分解溫度必須大于650℃，利用鎳、鐵氯化物兩者不同的高溫氧化分解特性，通過高溫處理、浸取后得到氯化鎳溶液和氧化鐵沉淀物，使鎳、鐵分離，分別制取鎳、鐵化合物成品。
權利要求
1．一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于a．將含鎳氯化鐵系廢腐蝕液進行高溫處理，溫度控制在300-550℃，得到含有金屬化合物的粉狀物料；b．將含有金屬化合物的粉狀物料加水浸取，得到氯化鎳浸取液和氧化鐵沉淀物，氧化鐵沉淀物用常規處理方法制取鐵化合物成品；c．氯化鎳浸取液進一步凈化處理，得到氯化鎳溶液，將該溶液用常規處理方法制取鎳化合物成品。
2．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于高溫處理最佳溫度為400-500℃。
3．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于含鎳氯化鐵系廢腐蝕液可以直接以霧狀噴入高溫爐內進行高溫處理，亦可將含鎳氯化鐵系廢腐蝕液先進行蒸發處理，使其漿稠化，然后將漿稠狀液直接噴入高溫爐內進行高溫處理。
4．按權利要求1或2或3所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于高溫處理可以在沸騰爐內進行，也可在回轉窯內進行；加熱方式可是間接加熱，也可是直接加熱。
5．按權利要求1或2或3所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于高溫處理時亦可向高溫爐內通入水蒸汽。
6．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于加水浸取工序中，浸取溫度應大于80℃，使得氯化鎳迅速、完全溶解，形成氯化鎳浸取液。
7．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于氯化鎳浸取液凈化處理時，加入適量氧化劑，將浸取液加熱煮沸，用中和劑中和，控制PH=4-5，使Fe3+完全水解沉淀而去除。
8．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳，鐵化合物方法，其特征在于氯化鎳浸取液凈化處理時，加入高錳酸鉀溶液適量，控制PH=4-7，使Mn2+生成Mn2O3沉淀而去除。
9．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特正在于氧化鐵沉淀物制取氧化鐵成品的常規處理方法是漂洗、過濾、烘干。
10．按權利要求1所述的一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物方法，其特征在于氯化鎳溶液制取鎳化合物常規處理方法是鎳化合物沉淀、沉淀物漂洗、過濾、烘干、加熱分解。
全文摘要
本發明涉及化工冶金領域中一種用含鎳氯化鐵系廢腐蝕液制取鎳、鐵化合物的方法。本方法是將含鎳氯化鐵系廢腐蝕液進行高溫處理,溫度控制在300～550℃,得到含金屬化合物的粉狀物料;將含有金屬化合物的粉狀物料加水浸取,得到氯化鎳浸取液和氧化鐵沉淀物,氧化鐵沉淀物用常規處理方法制取鐵化合物成品;氯化鎳浸取液進一步凈化處理后用常規處理方法制取鎳化合物成品。本發明優點在于:氧化鐵沉降快、洗滌、過濾方便,鎳、鐵分離充分。
文檔編號C02F1/12GK1236023SQ9911413
公開日1999年11月24日 申請日期1999年4月5日 優先權日1999年4月5日
發明者鄭祥麟 申請人:鄭祥麟