镍电解液净化除微量铅锌的方法

     在硫化镍阳极电解时，阳极所含的微量铅、锌也会随镍一起溶解进入溶液。例如，根据金川公司的实测，硫化镍阳极含Pb0.03%～0.05%时，阳极电解液含Pb4.5～8.0mg/L。      镍电解除去微量铅锌的工艺有沉淀法、离子交换法及溶剂萃取法。    1、共沉淀法除铅锌    在沉淀过程中，某些未饱和组分随难溶化合物的沉淀物而发生沉淀，这种现象称为“共沉淀”。其沉淀分为吸附共沉淀和结晶共沉淀两种类型。结晶共沉淀也叫共晶沉淀法。在电解质溶液中，当有两种物质能与电解质共存,并且它们的晶格结构又相同时，则在适当的条件下，它们可以形成晶形结构相同的沉淀从溶液中一起沉淀下来,这种现象称为共晶共沉，采用共晶共沉淀法除杂质要考虑所加试剂对下道工序的影响。镍钴冶炼中多采用吸附沉淀除杂质。    在氯气氧化中和水解除钴过程中，钴被氧化的同时，铅和部分镍也被氧化,产生PbO₂和Ni(OH)₃并形成共沉淀。这是由于PbO₂被Ni(OH)₃沉淀吸附而除去。另外，在氯气除钴过程中，将除钴终点PH提高，锌也能与镍的水合物以同晶形共沉淀的方式人溶液中除去。共沉淀除铅锌工艺的优点是不增加工序,除铅、锌与除锌与除钴一个工序内完成。缺点是渣量大，渣含镍高。    2、离子交换法除铅锌
    离子交换法是从含有有价金属的电解质溶液中提取金属的方法之一。在料液与离子交换剂(固态物质)接触过程中,离子交换剂上的离子以离子交换的形式,从溶液中吸附同符号(同性)的离子。附了离子的离子交换剂经水洗、淋洗剂洗涤扣，吸附在离子交换剂上的欲提取的离子转入淋洗液中，离子交换剂经再生扣供循环使用。    离子交换与吸附有某些相似之处，而其区别在于：离子交换是按化学计量的置换，即离子交换剂对每个换剂有无机离子要还给溶液一个等量的同符号的离子,而吸附则只是吸收溶质。离子交换剂有无机离子交换剂、离子交换树脂两大类。离子交换树脂是人工合成的、具有活性基因的三维交联不溶性有机高分子聚合物,一般由高分子部分、交联剂和官能团是决定树脂化学活性的主要组成部分，它是由固定基因(如-SO^3-、-COO^-等)和带相反电荷的活动离子(即可交换离子，也称反离子，如H⁺⁾组成的。固定基因牢牢地固定于惰性骨架上，不能活动。活动离子使树脂本身呈电中性，在发生离子反应时，可进行定向移动。    各种离子交换树脂都具有一定的交换容量,所以交换到一定的时间,树脂就达到了“饱和”而不能再进行交换,此时树脂就必须进行洗脱“再生”。所谓再生是将它吸附的离子的暂时贮藏所,而树脂恢复其原来状态,返回使用。不难看出,l交换树脂在交换过程中反作用某些离子的暂时贮藏所，而树脂本身不起变化。[next]    离子交换树脂的交换容量是离子交换树脂的一个重要特性。它是由制取树脂时引入的官能团数量决定的。通常以单位数量（或单位体积）的树脂所以交换吸附离子的数量来表示。    离子交换嗀程主要包括两个阶段，即吸附（或交换）和解吸（洗脱再生）。    （1）吸附（交换吸附）    吸附是离子交换过程的主要工序 ，待交换的原液以一定的流量进入交换柱，在柱内与树脂进行离子交换作用通过交换后的溶液从交换柱出口流出，其出口液为被交换后的溶液,应定时取样分析。当出口液中需交换的离子达到饱和时,停止进液，树脂将准备洗脱再生。    树脂在洗脱再生前必须用清水或其他淋洗剂淋洗干净,以除去柱内树脂间夹带的溶液。淋洗剂只能淋洗柱内树脂夹的残余溶液，而不会使已被 树脂吸附的金属离子洗脱下业。淋洗剂一般采用清水。    （2）洗脱再生    “饱和”树脂淋洗干净后，从柱内的时液处往往内通入少量洗脱剂，将被树脂交换吸附上去的金属离子洗脱下业,待全部树脂得到再生后，再用纯水洗去柱中树脂间的残余洗脱剂，此时树脂又可进行下一轮的离子交换操作。    洗脱下来的金属，按其交换的目的和金属的价值回收或弃去。    离子交换法是一种无渣新工艺，它不仅能较彻底地分离、提纯和定集金属，而且操作简单，易实现自动化，为简化操作、改善劳动条件、提高金属回收率提供了条件,但它只适合于处理离子浓度小于10^-6mol/L的稀溶液。当金属离子浓度大于1%时，用这种方法分离效果不好。    高氯根溶液中，铅、锌能与Cl^-结合成ZnCl₄^2-、PbCl₄^2-络合阴离子，而镍不形成络合阴离子，采用阴离子交换树脂可交杂质铅、锌除去。在镍的生产中我国某些厂采用离子交换除铅、锌的净化工艺,选用701树脂除铅、717树脂除锌。    701树脂是带有伯胺基团RNH₃⁺的弱碱性阴离子交换树脂，Pb²⁺在高Cl^-溶液中，形成PbCl₄^2-络阴离子，这种络阴离子和转型后的701树脂上的阴离子Cl^-发生交换反应：2RNH₃Cl+PbCl₄^2-=(RNH₃)2PbCl₄+2Cl^-    而Ni²⁺和Cl^-不形成PbCl₄^2-存在的条件，即可将树脂吸附的铅洗脱下业，从而达到除铅的目的。树脂再生后可继续使用。    701树脂也能除锌，但酸度要求较高，其除锌的交换容量比717树脂小。    717树脂是带季胺基团(-R₄N)⁺的强碱性阴离子交换树脂，它能吸附和交换溶液中带负电荷的离子，Zn²⁺在高Cl^-溶液中极易形成ZnCl₄^2-络阴离子，这种络阴离子和转型后的717树脂上的阴离子Cl-发生交换反应而被吸附在树脂上,从而降低溶液中的锌含量，用水或酸反洗饱和的树脂，达到除锌的目的。其反应为：2R₄NCl^-+ZnCl₄^2-=(R₄N)₂ZnCl₄+2Cl^-    吸附ZnCl₄^2-的树脂经水或稀盐酸再生后可继续使用。    离子交换除锌扣液含锌可降至0.3mg/L以下。717阴离子交换树脂除锌工艺对溶液中的微量铜和铅的除去也有一定效果。