[发明专利]一种电解镍氯化制高纯镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解镍经氯化挥发脱除其中铁、铜、锌等杂质元素制高纯镍的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

镍是重要的战略储备金属之一，被广泛用于冶金、化工、建筑、石油、机械、仪器仪表、轻工业等行业。随着电镀、石油化工、精密合金等行业技术进步，对电镍的纯度质量要求逐年提升。

高纯镍抗腐蚀性强，有一定机械强度，有优良的塑性，可与多种金属组成合金。纯镍特别是镍合金在国民经济中获得广泛的应用。镍具有良好的磨光性能，故纯镍可用于镀镍技术中，其可还用在雷达、电视、原子能工业、远距离控制等现代新技术中。在火箭技术中，超纯的镍或镍合金可用作高温结构材料。

目前制取高纯金属镍的方法大致可以分为二类：

(1)由镍的化合物提取制备高纯镍；

(2)由镍电解精炼制取高纯镍。

这些方法都是利用镍或其化合物的某些特性，采用重结晶、水解、精馏、电解氢还原、萃取、烟化、区域提纯等单元精炼过程，针对原料中的杂质元素加以适当的组合，而达到提纯的目的。在生产实践中，往往将化学方法和物理方法相结合，以期获得最佳效果。无论是化学方法还是物理方法，大都是先利用认为最有效的单元精制过程达到初步提纯，而最终采用区域提纯以获得高纯产品。但此两类方法大都存在劳动强度大、工艺复杂等缺陷。

发明内容

本发明在充分利用氯化法实现金属分离优势基础上，基于镍、铜、铁、锌等氯化热力学条件和对应氯化物蒸汽压的区别，解决电解镍有效除杂技术难题，提供了一种电解镍氯化焙烧除杂制高纯镍的方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种电解镍氯化制高纯镍的方法，经过下列各步骤：

(1)将电解镍、固体还原剂和氯化剂按比例混合均匀；

(2)将步骤(1)所得混合物料置于1000～1150℃下，并以流量0.3～1.5L/min通入反应载流气体，进行电解镍的氯化焙烧除杂处理，焙烧时间为40～90min；

(3)将步骤(2)氯化焙烧过程中产出的高温含尘烟气经常规冷却、收尘处理后，剩余物料即为高纯镍。

所述步骤(1)的氯化剂为FeCl₃和/或Cl₂。

所述步骤(1)的电解镍、固体还原剂和FeCl₃的粒度为20～150目。

所述步骤(1)的电解镍中粒度大于40目的不少于55％、FeCl₃中粒度大于100目的不少于40％、固体还原剂中粒度大于60目的不少于40％。

所述步骤(1)中固体还原剂占电解镍质量的4～10％。

所述氯化剂为FeCl₃时占电解镍质量的3～7％；氯化剂为Cl₂时，其通入流量为0.1～0.3L/min，系统中氯气的体积分数控制在15～25％。

所述步骤(1)的固体还原剂为煤、焦炭、木屑中的一种或几种。

所述步骤(2)的反应载流气体为空气、二氧化碳、一氧化碳、氮气中的一种或几种。

所述步骤(3)的高温含尘烟气经收尘后回收其中铁、铜、锌资源。

经过上述各步骤，电解镍除杂效果较为明显。除杂是在步骤(2)中完成的，过程中发生的反应为：

2FeCl₃+Cu＝2FeCl₂↑+CuCl₂↑      (1)；

FeCl₃+Cu＝FeCl₂↑+CuCl↑         (2)；

2FeCl₃+Fe＝3FeCl₂↑              (3)；

2FeCl₃+Zn＝2FeCl₂↑+ZnCl₂↑      (4)。

本发明在充分利用镍、铜、铁、锌等金属氯化热力学条件和对应氯化物蒸汽压的区别，解决电解镍有效除杂技术难题，提供了一种电解镍氯化焙烧除杂制高纯镍的方法。采用高温还原气氛下对电解镍进行氯化焙烧处理。将电解镍中杂质组分铁、铜、锌等分别转化为FeCl₂、CuCl、CuCl₂和ZnCl₂等挥发出系统，达到电解镍挥发除铁、铜、锌杂质的目的，并最终制得高纯镍。其所具备的有益效果和优点是：