镍电解液净化除铁的生产实践

      镍电解液净化除铁的生产实践镍电解厂通常都采用空气中的氧伯化剂，使阳极电解液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，然后水解沉淀。除铁反应过程受Fe²⁺氧化反应速度控制，溶液中存在有少量铜离子时，对Fe²⁺的氧化有催化作用。因此，通常都将除铁过程安排在除铜之前。      镍电解阳极液水解沉淀所得的含镍铁渣经酸溶和用氯酸钠氧化后，用黄钠铁矾法除铁。      一、 阳极电解液净化除铁      除铁作业有连续和间断两种作业方式。大型镍电解厂采用连续作业；小型工厂则多采用间断作业。连续净化方式质量稳定，设备生产能力大，是这一工艺发展的方向。      除铁过程包括亚铁离子氧化和三价铁水解沉淀反应：          除铁过程有H⁺生成，须在鼓风同时加入中和剂。为了避免过多的钠离子进入生产体系常以NiCO₃作除铁中和剂：4H⁺+2NiCO₃=2Ni²⁺+2CO₂↑+2H₂O      提高反应P可以加速除铁反应，但PH值过高会引起渣含镍升高。      溶液中铜离子的存在，可以加速Fe²⁺的氧化反应。这是因为铜离子在Fe²⁺的氧化过程中起传递电子作用：Cu⁺-e=Cu²⁺Cu²⁺+Fe²⁺=Cu⁺+Fe³⁺      净化水解铁渣还呆带走溶液中1/3～2/5的铜，减轻了除铜负担。      在除铁过程中，由于使用空气作氧化剂所形成的溶液电位不足以使Ni²⁺、Co²⁺氧化成高价态，但部分Ni²⁺会以碱式盐的形式水解沉淀：3NiSO₄+4NiCO₃+4H₂O=3NiSO₄.4Ni(OH)₂↓+4CO₂↑      Fe(OH)₃具有很强的吸附性，在除铁过程中，一定量的锌能与Fe(OH)₃产生共沉淀而被除去，同时部分铜也会水解沉淀：3CuSO₄+2NiCO₃+2H₂O=CuSo₄.2Cu(OH)₂↓+2NiSO₄+2CO₂↑      某工厂的除铁过程,是将阳极电解液经钛管换热器加热至65～75℃后,再连续经过5个75m³帕秋卡式空气搅拌槽。往槽内鼓入空气，既作氧化剂,又为搅拌用。在第一个搅拌槽入口处,加入碳酸镍,中和除铁反应所析出的酸,使除铁反应控制PH为3.5～4的范围。以过5个槽子的连续沉铁反应,最后将除铁液泵入管式过滤器内进行液固分离,得到含～10%Fe、～20%Ni的铁渣和Fe﹤0.01g/L的除铁后液。[next]      二、水解沉铁渣酸浸液的净化除铁      在镍电解阳极液用NiCO₃中和水解沉铁工艺中，按理论计算，三价铁离子在PH≤3.5时水解沉淀,可将铁完全脱除,不损失镍,但实际上中和沉淀时控制PH较高,因此有部分Ni²⁺呈复盐与铁共沉淀,所以工业生产中产出的铁渣都含有较高的镍。为了降低铁渣含镍,某厂将铁渣酸溶后,用黄钠铁矾法除铁,以回收酸浸液中的镍,其工艺流程示于图1。铁渣浆化后在酸溶槽内用工业硫酸溶解,得到酸溶后液。酸溶后液在黄钠铁矾除铁槽内加热至90℃，用氯酸钠作氧化剂，将溶液中的亚铁离子氧化成三价铁离子,槽内留有少量黄钠铁矾渣作晶种，氯可不可能钠作用氧化剂,将溶液中的亚铁离子氧化成三价铁离子,槽内留有少量黄钠铁反应所生成的酸,通过黄钠铁矾再兴奋结晶过程,可以回收净化铁渣中90%～95%的镍。      某厂用酸溶-黄钠铁矾除铁法处理电解液净化渣的工艺流程和技术操作条件如表1所示。  表1   黄钠铁矾法处理铁渣技术操作条件

项           目	单    位	技术操作条件
铁渣酸溶温度风压终点PH值酸溶后液组成	℃kPa g/L	38～501961.5～1.7Ni55～70  Fe总6～18Co0.1～0.25  Fe2+0.2～1.5Cu3～8  Na+32～43
黄钠铁矾沉铁反应温度氧化过程PH值氯酸钠加入量沉铁过程PH值沉铁后液组成	℃   g/L	﹥901.5～1.7NaClO3:Fe2+=(0.3～0.4):12.0～2.4Ni55～67   Fe0.5～1Cu2～6  Co0.15～0.2Na30～42