在
铁族元素(包括Fe、Co和Ni)的三价氢氧化物中,其中以Ni(OH)
3的氧化性最强,Co(OH)
3次之,Fe(OH)
3的氧化性最弱。用Ni(OH)
3可使Co
2+氧化成Co
3+。 在工业生产上,黑
镍(FeOOH)是Ni(OH)
3的稳定形态。由于氢氧化亚镍[Ni(OH)
2]的顔色为暗绿色,而氢氧化镍[Ni(OH)
3和NiOOH]为黑色,故得名“黑镍”。黑镍像Cl
2一样,它可作氧化剂用于中和水解除
钴。其反应如下:NiOOH+Co
2++H
2O=Ni
2++Co(OH)
3 作为电解液净化沉钴所需的黑镍是用电解法制取的。电解阳极氧化Ni(OH)
2法的基本过程是,从电解液净化系统抽出部分净化后液,加入氢氧化钠沉淀出Ni(OH)
2,将Ni(OH)
2矿浆放入电解槽内通入直流电,Ni(OH)
2在阳极上发生氧化反应:Ni(OH)
2-e=NiOOH+H
+ Ni(OH)
2电解氧化成NiOOH的机理目前还不完全清楚。但一般认为氧化过程发生在固相即Ni
2+无需进入溶液可以发生氧化,也就是说在Ni(OH)
2颗粒接触到阳极时才能氧化。电解氧化槽必须加强搅拌,促使Ni(OH)
2颗粒与阳极碰撞。电解氧化槽的阳极材料为外长始极片,阴极材料可用镍
铬丝或不锈钢网,用鼓入空气的方法搅拌电解氧化槽中的矿浆。下表为电解氧化槽技术操作条件。
下表“黑镍”电解氧化槽技术操作条件项目 | 单位 | |
电解液成分 | | NaOH0.1~0.15mol/LNi30g/L |
电解液温度 | ℃ | 50 |
槽电压 | V | 2.3 |
阳极电流密度 | A/m2 | 20 |
电流效率 | % | ~50 |
芬兰哈贾伐尔塔精炼厂采用“黑镍”氧化水解除钴是在两个容积为120m
3的空气
搅拌槽中以两段逆流方式进行的。在第一段净化除钴的过程中,溶液与已经部分起反应的NiOOH接触,溶液中50%左右的钴发生沉淀。矿浆送自动压滤机过滤,滤渣经酸洗后送另外厂回收钴,滤液送第二段净化除钴。在第二段反应槽内加入新的NiOOH。 用NiOH除钴,由于它的反就产物是镍离子,与电解液主成分一致,不会污染所处理的溶液。此外,用NiOOH除钴,由于它的氧化能力强,因而能同时除净溶液中残留的微量杂制质,如
铜、铁、
锰、
砷等,起到深度净化的目的。