[发明专利]一种将高价态金属离子还原的方法

说明书

本发明公开了一种将高价态金属离子还原的方法，将含高价态金属离子酸浸液中加入有机物，得混合溶液；将所得混合溶液中插入阴、阳极并外接电源通电反应，控制pH值在‑1～5，即可将其中高价态金属离子还原低价态金属离子或金属；本发明采用加入有机物电解的方法使酸浸液中的高价态金属离子降低价态达到了将高价金属离子还原的目的，避免了不挥发性杂质的引入，且不需大量消耗金属单质，通过有机物的氧化，较大程度减少了电解还原过程中阳极的析氧，同时在高价金属离子还原过程中，部分电子是通过化学反应由有机物提供，大幅降低了电解过程中的电耗，且生产过程中被氧化的有机产物还能作为副产品销售，具有较高的工业实用价值。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种将高价态金属离子还原的方法。

背景技术

在金属盐的制备过程中，需将高价金属离子还原。刘强等人发明的《三价铁离子还原方法》报道了一种通过向三价铁溶液中投入水热生物炭粉的方法来还原三价铁离子。还有文献报道通过加入金属单质与高价态金属离子发生归中反应达到还原高价态金属离子的目的。

在高价金属离子还原过程中，往往会引入与被还原金属离子不同的物质，给反应体系引入了不挥发性杂质，或者使用了与被还原金属离子相同的金属单质，增加了生产成本，并给后续处理工序带来难度。

使用电解的方式将高价金属离子还原的方法不会引入不挥发性杂质或者使用到大量金属单质。但是在电解使高价金属离子还原中，传质因素往往会对电解效率起到较大影响，即大量的电解能耗会浪费在析氧副反应上，直观的表现就是电解效率较低。

发明内容

本发明目的在于提供一种将高价态金属离子还原的方法，在不引入不挥发性杂质和使用大量金属单质的情形下，通过添加有机物降低反应能垒，实现了在不大量析出氧气且能耗低的前提下将液相高价态金属离子还原为低价态金属离子或金属的目的。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种将高价态金属离子还原的方法，包括如下步骤：

(1)将含高价态金属离子酸浸液中加入有机物，得混合溶液；

(2)将所得混合溶液中插入阴、阳极并外接电源通电反应，控制pH值在-1～5，即可将其中高价态金属离子还原为低价态金属离子或金属。

按上述方案，所述高价态金属离子包括正三价铁离子、正二价铜离子、正三价钴离子、正三价镍离子中的任意一种或混合。

按上述方案，所述含高价态金属离子酸浸液为磷酸铁锂回收料提锂渣的酸浸液、蓝铜矿的酸浸液、氧化铜矿的酸浸液、褐铁矿的酸浸液、氧化铁酸浸液、锂电池的三元回收料的酸浸液、硫酸铜电解液、电路板蚀刻液中的任意一种。

按上述方案，所述有机物为醇类、醛类、酚类、酯类、二甲醚、甲酸中的一种或任意组合；所述醇类为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的任意一种；所述醛类为甲醛、乙醛、苯甲醛中的任意一种；所述酚类为苯酚、甲苯酚中的任意一种；所述酯类为甲酸乙酯、甲酸甲酯、硫酸单甲酯的任意一种。

按上述方案，所述含高价态金属离子酸浸液中高价态金属离子浓度为0.1～5摩尔每升；所述有机物与高价态金属离子的摩尔比为(0.1～5):1。

按上述方案，所述的阴极为铁电极、不锈钢电极、钛电极、铜电极、镀镍铁电极、石墨电极中的任意一种。

按上述方案，所述的阳极为铂电极、银电极、金电极、钌电极、钽电极、铱电极中的任意一种，或采用电镀或掺杂铂、银、金、钌、钽或铱的电极。

按上述方案，所述外接电源的电压为0.1V～5V。

按上述方案，通电反应的温度为0℃≤T1≤110℃；优化的温度为50℃～80℃。

按上述方案，还包括在通电反应过程中加入可酸溶出高价金属离子原料并搅拌。