RU2328061C1 - Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution - Google Patents
Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328061C1 RU2328061C1 RU2006139111A RU2006139111A RU2328061C1 RU 2328061 C1 RU2328061 C1 RU 2328061C1 RU 2006139111 A RU2006139111 A RU 2006139111A RU 2006139111 A RU2006139111 A RU 2006139111A RU 2328061 C1 RU2328061 C1 RU 2328061C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- nickel
- solution
- stage
- cleaning
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для очистки раствора сульфата никеля NiSO4 от примесей железа при рециклинговом изготовлении гидрата закиси никеля Ni(OH)2 из отработанных щелочных аккумуляторов.The invention relates to the electrical industry and can be used to purify a solution of nickel sulfate NiSO 4 from iron impurities in the recycling manufacture of nickel nitrous oxide hydrate Ni (OH) 2 from spent alkaline batteries.
Исходный никельсодержащий материал - анодная масса, извлеченная из электродов, содержит некоторое количество железа, как металлического, так и в виде окислов (Fe2O3, FeO). Удаление железа производится тем или иным химическим способом после растворения никеля, содержащегося в анодной массе, в серной кислоте, при этом в раствор переходят и сопутствующие примеси металлов.The initial nickel-containing material — the anode mass extracted from the electrodes — contains a certain amount of iron, both metallic and in the form of oxides (Fe 2 O 3 , FeO). Iron is removed by one chemical method or another after dissolving the nickel contained in the anode mass in sulfuric acid, and the accompanying metal impurities also pass into the solution.
Известен способ [1] очистки раствора сульфата никеля от железа при рециклинговом получении гидрата закиси никеля из отработанных щелочных аккумуляторов последовательным переводом ионов Fe2+ в Fe3+ трехвалентным никелем и осаждением железа раствором щелочи плотностью 1,45 г/л при значении рН=3-5 в соответствии со следующими реакциями:A known method [1] of purifying a solution of nickel sulfate from iron by recycling the production of nickel oxide hydrate from spent alkaline batteries by successive conversion of Fe 2+ ions to Fe 3+ with trivalent nickel and precipitation of iron with an alkali solution of 1.45 g / l density at pH = 3 -5 in accordance with the following reactions:
Содержание железа в конечном продукте при данном способе очистки не должно превышать 0,07 мас.% по отношению к никелю.The iron content in the final product with this cleaning method should not exceed 0.07 wt.% With respect to nickel.
Наиболее близким к заявляемому является способ [2], при котором перевод ионов двухвалентного железа Fe2+ в ионы Fe3+ осуществляется кислородом воздуха с добавлением перекиси водорода и осаждением железа раствором кальцинированной соды при рН=5,0-5,5 в соответствии со следующими реакциями:Closest to the claimed method is [2], in which the conversion of ferrous iron ions Fe 2+ to Fe 3+ ions is carried out with atmospheric oxygen with the addition of hydrogen peroxide and precipitation of iron with a solution of soda ash at pH = 5.0-5.5 in accordance with following reactions:
Содержание железа в конечном продукте при данном способе очистки не должно превышать 0,2 мас.% по отношению к никелю.The iron content in the final product with this cleaning method should not exceed 0.2 wt.% With respect to nickel.
В качестве побочной реакции в обоих случаях протекает реакция соосаждения никеля:In both cases, a nickel coprecipitation proceeds as a side reaction:
Очищенный раствор по окончании проведения реакций фильтруется для удаления железистого кека, после чего поступает на дальнейший передел, а железистый кек, содержащий некоторое количество никеля, предварительно подсушенный, направляется на получение ферроникеля.The purified solution at the end of the reaction is filtered to remove the glandular cake, after which it is transferred to a further redistribution, and the glandular cake containing a certain amount of nickel, previously dried, is sent to obtain ferronickel.
Следует отметить некоторые существенные недостатки, характерные для указанных способов очистки раствора сульфата никеля от железа:It should be noted some significant drawbacks characteristic of these methods of purifying a solution of nickel sulfate from iron:
1. При указанных значениях рН=3,0-5,5 реакции (5), (6) протекают только при наличии в растворе ионов Fe3+, причем количество соосаждаемого никеля прямо пропорционально количеству осаждаемого железа. Поскольку экономически целесообразно минимизировать количество выводимого из раствора никеля, необходимо ограничение по содержанию примесей железа в исходном материале. По данным [1] количество железа по отношению к никелю перед выщелачиванием не должно превышать 3 мас.%, в противном случае материал подвергается дополнительной механической очистке (магнитной сепарации), что ведет к увеличению затрат и потерям никеля на дополнительных операциях.1. At the indicated pH = 3.0-5.5 Reaction (5) and (6) occur only in the presence in the solution of ions Fe 3+, wherein the amount of coprecipitated nickel directly proportional to the amount of deposited iron. Since it is economically feasible to minimize the amount of nickel removed from the solution, it is necessary to limit the content of iron impurities in the starting material. According to [1], the amount of iron relative to nickel before leaching should not exceed 3 wt.%, Otherwise the material is subjected to additional mechanical cleaning (magnetic separation), which leads to increased costs and losses of nickel in additional operations.
2. Ограничение по количественному содержанию железа в исходном никельсодержащем материале при данных способах необходимо также и для достижения указанного результата отношения железа к никелю в конечном продукте (не более 0,2 мас.% согласно требованиям ТУ48-3-63-90). Например, если соотношение железа к никелю в исходном материале составит 3-5 мас.%, остаточное железо в очищенном растворе увеличится до 0,1-0,3 мас.% к никелю, что обусловлено нестабильностью ионов Fe3+ в растворе с указанным интервалом рН и протеканием обратной реакции Fe3+ в Fe2+. Поскольку переход ионов железа от трехвалентного к двухвалентному - достаточно длительный процесс, необходимо регламентировать время от окончания окисления Fe2+ до окончания осаждения железа. Тем не менее, процесс стабилизации величины рН щелочью (т.е. непосредственного проведения реакции осаждения) требует временных затрат, чем и обусловлен переход некоторой части железа в Fe2+ и, как следствие, содержание железа в растворе после очистки прямо пропорционально содержанию железа в исходном растворе.2. A limitation on the quantitative content of iron in the starting nickel-containing material with these methods is also necessary to achieve the indicated result of the ratio of iron to nickel in the final product (not more than 0.2 wt.% According to the requirements of TU48-3-63-90). For example, if the ratio of iron to nickel in the starting material is 3-5 wt.%, The residual iron in the purified solution will increase to 0.1-0.3 wt.% To nickel, due to the instability of Fe 3+ ions in the solution with the specified interval pH and reverse reaction of Fe 3+ in Fe 2+ . Since the transition of iron ions from trivalent to bivalent is a rather lengthy process, it is necessary to regulate the time from the end of Fe 2+ oxidation to the end of iron deposition. Nevertheless, the process of stabilization of the pH value with alkali (i.e., the direct conduct of the precipitation reaction) is time-consuming, which accounts for the transition of some part of iron to Fe 2+ and, as a result, the iron content in the solution after cleaning is directly proportional to the iron content in stock solution.
3. Количество соосаждаемого никеля при осаждении железа при изменении рН от 3 до 5 по способу [1] изменяется от 0,1 г никеля на 1 г железа при рН=3 до 2-2,5 г никеля на 1 г железа при рН=5, т.е. потери никеля могут составить до 7,5 мас.% при содержании железа в исходном материале 3 мас.% и проведении процесса при рН=5. При проведении процесса по способу [2] потери никеля при рН=5,0-5,5 составляют до 3,5 г на 1 г выводимого из раствора железа, т.е. до 10-11 мас.% от исходного содержания никеля.3. The amount of coprecipitated Nickel during the deposition of iron when changing the pH from 3 to 5 by the method [1] varies from 0.1 g of Nickel per 1 g of iron at pH = 3 to 2-2.5 g of Nickel per 1 g of iron at pH = 5, i.e. Nickel losses can be up to 7.5 wt.% when the iron content in the starting material is 3 wt.% and the process is carried out at pH = 5. When carrying out the process according to the method [2], nickel losses at pH = 5.0-5.5 are up to 3.5 g per 1 g of iron removed from the solution, i.e. up to 10-11 wt.% of the initial nickel content.
Предлагаемый способ очистки раствора сульфата никеля от примесей железа позволяет устранить указанные недостатки.The proposed method of purification of a solution of Nickel sulfate from iron impurities eliminates these disadvantages.
Сущность изобретения состоит в том, что процесс осаждения железа из раствора сульфата никеля проводится в две ступени:The invention consists in the fact that the process of deposition of iron from a solution of Nickel sulfate is carried out in two stages:
- перевод ионов Fe3+ в осадок при рН=3,0-3,3;- transfer of Fe 3+ ions to the precipitate at pH = 3.0-3.3;
- перевод ионов Fe2+ в осадок при рН=6,3-6,8.- transfer of Fe 2+ ions to the precipitate at pH = 6.3-6.8.
В рассматриваемом процессе получение раствора сульфата никеля, очищенного от примесей железа, состоит из следующих стадий:In this process, obtaining a solution of Nickel sulfate, purified from iron impurities, consists of the following stages:
1. Выщелачивание никеля из исходного материала серной кислотой.1. Leaching of Nickel from the starting material with sulfuric acid.
2. Осаждение железа раствором кальцинированной соды при рН=3,0-3,3.2. Precipitation of iron with a solution of soda ash at pH = 3.0-3.3.
3. Первое фильтрование раствора (получение первого железистого кека).3. The first filtering of the solution (obtaining the first glandular cake).
4. Осаждение железа раствором кальцинированной соды при рН=6,3-6,8.4. Precipitation of iron with a solution of soda ash at pH = 6.3-6.8.
5. Второе фильтрование раствора (получение второго железистого кека).5. Second filtering of the solution (obtaining a second glandular cake).
6. Использование второго железистого кека в качестве добавки к никельсодержащему материалу, направляемому на выщелачивание никеля (первая стадия процесса).6. The use of the second glandular cake as an additive to the nickel-containing material sent to leach nickel (the first stage of the process).
Полученный по проведению выщелачивания (1 стадия) раствор сульфата никеля содержит некоторое количество ионов Fe2+; Fe3+. Очистка раствора от ионов железа Fe3+ (2 стадия процесса) протекает в соответствии со следующими реакциями:Obtained by leaching (1 stage), a solution of nickel sulfate contains a certain amount of Fe 2+ ions ; Fe 3+ . The solution is purified from Fe 3+ iron ions (stage 2 of the process) in accordance with the following reactions:
Реакции проводят при температуре раствора t=70-75°C, при механическом перемешивании и барботаже раствора воздухом для перевода ионов Fe2+ в Fe3+. С этой же целью перед первым фильтрованием в раствор добавляют перекись водорода (Н2O2) из расчета 1 л 25% Н2O2 на 1000 л раствора сульфата никеля при плотности 1,22 г/л. Плотность раствора соды - 1,14 г/л.Reactions are carried out at a solution temperature of t = 70-75 ° C, with mechanical stirring and bubbling of the solution with air to convert Fe 2+ ions to Fe 3+ . For the same purpose, before the first filtration, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is added to the solution at the rate of 1 l of 25% H 2 O 2 per 1000 l of nickel sulfate solution at a density of 1.22 g / l. The density of the soda solution is 1.14 g / l.
Среднее количество удаляемого из раствора железа при проведении данных реакций составляет 85-95%, так же, как и при проведении процессов по технологиям [1], [2]. В рассматриваемом процессе не имеет принципиального значения количество остаточного железа в растворе, что является ограничением по количественному соотношению железа к никелю в исходном материале, поскольку полученный в результате раствор направляется на последующую доочистку от железа. Основным показателем данной стадии является то, что в выводимом из процесса железистом кеке отношение количества железа к нерастворимому никелю в осадке составляет 8-10 г Fe на 1 г Ni. Причем соотношение железа к никелю может быть увеличено до значения 30 г Fe на 1 г Ni при последующей промывке железистого кека на фильтр-прессе горячим слабокислым раствором серной кислоты при значении рН промывного раствора, равном 3,0, и водой.The average amount of iron removed from a solution during these reactions is 85-95%, as well as during processes using technologies [1], [2]. In the process under consideration, the amount of residual iron in the solution is not of fundamental importance, which is a limitation in the quantitative ratio of iron to nickel in the starting material, since the resulting solution is sent to the subsequent purification of iron. The main indicator of this stage is that in the ferrous cake removed from the process, the ratio of the amount of iron to insoluble nickel in the precipitate is 8-10 g of Fe per 1 g of Ni. Moreover, the ratio of iron to nickel can be increased to a value of 30 g Fe per 1 g Ni during subsequent washing of the gland cake in the filter press with a hot weakly acidic solution of sulfuric acid at a pH of the wash solution of 3.0 and water.
Процесс перехода ионов Fe2+ в Fe3+ по реакции (3) происходит при кислых значениях рН раствора в присутствии свободного сульфат-иона. При значениях рН, близких к нейтральным и щелочных, в водном растворе сульфата никеля в присутствии кислорода и соды механизм перехода валентности железа от Fe(II) к Fe(III) меняется и может быть описан реакцией, в соответствии с которой проходит операция второй очистки от железа (4 стадия процесса):The transition of Fe 2+ ions to Fe 3+ according to reaction (3) occurs at acidic pH values of the solution in the presence of a free sulfate ion. At pH values close to neutral and alkaline in an aqueous solution of nickel sulfate in the presence of oxygen and soda, the mechanism of transition of the valence of iron from Fe (II) to Fe (III) changes and can be described by the reaction, according to which the second purification operation iron (stage 4 of the process):
Такой переход происходит полнее при более высоких значениях рН. Ограничением значения рН величиной 6,8 является значительное возрастание количества никеля, вступающего в реакцию (6). Однако в указанном интервале рН количество выводимого в осадок из раствора железа по реакции (7) прямо пропорционально длительности процесса. Следовательно, время проведения процесса может быть откорректировано в момент проведения реакции, например, по результатам экспресс-анализа на количественное содержание ионов железа в растворе и, как правило, время проведения реакции не превышает 4-5 часов при содержании железа в исходном материале 7 мас.% по отношению к никелю.This transition occurs more fully at higher pH values. A limitation of pH to 6.8 is a significant increase in the amount of nickel that reacts (6). However, in the indicated pH range, the amount of precipitated from the iron solution by the reaction (7) is directly proportional to the duration of the process. Therefore, the time of the process can be adjusted at the time of the reaction, for example, according to the results of a rapid analysis on the quantitative content of iron ions in the solution and, as a rule, the reaction time does not exceed 4-5 hours when the iron content in the starting material is 7 wt. % with respect to nickel.
Отношение количества железа к нерастворимому никелю в осадке при проведении данной стадии процесса составляет 1 г Fe на 4-8 г Ni. Данный осадок направляется на первую стадию процесса для совместного растворения в серной кислоте с исходным никельсодержащим материалом.The ratio of the amount of iron to insoluble nickel in the precipitate during this stage of the process is 1 g of Fe per 4-8 g of Ni. This precipitate is sent to the first stage of the process for joint dissolution in sulfuric acid with the original Nickel-containing material.
Общие потери никеля при проведении процессов - 0,1-1%. Возврат на выщелачивание второго железистого кека не приводит к общему накоплению железа в технологической линии, поскольку в обороте участвует железо с валентностью III, которое затем выводится из технологического процесса при первом осаждении. Получаемый в результате раствор сульфата никеля содержит 0,01-0,1 мас.% железа по отношению к никелю, при содержании железа в исходном материале, направляемом на выщелачивание, до 7 мас.% по отношению к никелю.The total loss of Nickel during the process is 0.1-1%. The return to leaching of the second ferruginous cake does not lead to a general accumulation of iron in the production line, since iron with valency III, which is then removed from the process during the first precipitation, is involved in the turnover. The resulting solution of Nickel sulfate contains 0.01-0.1 wt.% Iron in relation to Nickel, with the iron content in the source material sent for leaching, up to 7 wt.% In relation to Nickel.
Техническим результатом изобретения является:The technical result of the invention is:
- применение относительно недорогого компонента (кальцинированной соды) для перевода железа в осадок;- the use of a relatively inexpensive component (soda ash) for converting iron to precipitate;
- снижение потерь никеля при очистке раствора сульфата никеля от железа;- reduction of nickel losses during the purification of a solution of nickel sulfate from iron;
- увеличение степени очистки раствора сульфата никеля;- increase the degree of purification of a solution of Nickel sulfate;
- снижение требований к исходному материалу по количественному содержанию железа.- reduction of requirements for the source material for the quantitative content of iron.
Список литературы, принятой во внимание:References taken into account:
1. Патент № 2178931, Кл. 7 Н01М 4/26, Н01М 4/52, 2000 г.1. Patent No. 2178931, Cl. 7 H01M 4/26, H01M 4/52, 2000
2. Извлечение никеля из отработанных щелочных аккумуляторов, отчет НИ-724, Минцветмет СССР, НИИ Гипроникель, Ленинград, 1966 г.2. Nickel recovery from spent alkaline batteries, Report NI-724, USSR Ministry of Color, Gipronickel Research Institute, Leningrad, 1966
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139111A RU2328061C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006139111A RU2328061C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2328061C1 true RU2328061C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006139111A RU2328061C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2328061C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2178933C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-01-27 | Закрытое акционерное общество "Компания Сезар" | Method of processing alkaline batteries |
| RU2178931C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-01-27 | Закрытое акционерное общество "Компания Сезар" | Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry |
| CN1221990C (en) * | 2000-02-29 | 2005-10-05 | 西门子公司 | Coil assembly with printed circuit board and coil former |
-
2006
- 2006-11-07 RU RU2006139111A patent/RU2328061C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1221990C (en) * | 2000-02-29 | 2005-10-05 | 西门子公司 | Coil assembly with printed circuit board and coil former |
| RU2178933C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-01-27 | Закрытое акционерное общество "Компания Сезар" | Method of processing alkaline batteries |
| RU2178931C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-01-27 | Закрытое акционерное общество "Компания Сезар" | Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102851707B (en) | The technique of a kind of alkaline leaching remanufacture electrolytic zinc powder and lead powder from smelting ash | |
| CN102329964A (en) | Method for separating and recovering vanadium and chromium from vanadium-chromium reduced waste residue | |
| CN107954474B (en) | Method for producing vanadium product and basic chromium sulfate by using vanadium-chromium solution | |
| JP2014208338A (en) | Method for separating and immobilizing arsenic | |
| CN111748690B (en) | A method for purifying and removing iron from hydrometallurgical leaching solution based on hydrothermal lattice transformation | |
| CN106399688A (en) | Method for removing iron ions in trivalent chromium acid solution | |
| CN102031371B (en) | Method for enriching germanium from wet process zinc smelting system | |
| CN101307462A (en) | A method for leaching and removing iron from ferromanganese ore | |
| CN106276819B (en) | A kind of method for being catalyzed reduction selenium | |
| CN103290214A (en) | Method for depositing iron from ferruginous zinc sulfate solution | |
| JPH0459395B2 (en) | ||
| CN106521555B (en) | A kind of method of antimony electrolyte selectivity iron removaling | |
| CN112410555A (en) | Comprehensive recovery method for flotation silver concentrate from zinc hydrometallurgy acidic leaching residue | |
| CN116477659A (en) | Method for co-producing artificial rutile and ferric phosphate | |
| CN112978897B (en) | Method for removing iron and manganese from zinc smelting process solution | |
| RU2328061C1 (en) | Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution | |
| CN109399723A (en) | A method of electrolytic manganese dioxide is produced using manganese tailing and Titanium white waste sulfuric acid | |
| CN112390295A (en) | Method for utilizing artificial rutile mother liquor | |
| JPH0952716A (en) | Method for producing complex oxide powder for soft ferrite from plating waste liquid | |
| CN100500577C (en) | A kind of method that prepares the mixed oxide of manganese with manganese sulfate solution | |
| CN115216643B (en) | Purification and recovery process of nickel in high-ammonium-salt wastewater | |
| CN108977672A (en) | A method of using molybdenum removal slag as waste iron molybdate | |
| CN100351181C (en) | Method of preparing high purity iron oxide for soft magnet using titanium white by product ferrous sulphate | |
| RU2431691C1 (en) | Procedure for processing grinding wastes from manufacture of permanent magnets | |
| US1784950A (en) | Process of producing chromic acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081108 |