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1、第15卷第2期過(guò)程工程學(xué)報(bào)Vol.15No.22015年4月TheChineseJournalofProcessEngineeringApr.2015硫酸鎳鈷錳溶液除鋁譚群英，唐紅輝，孔水連，陳若葵，劉勇奇，李長(zhǎng)東(湖南邦普循環(huán)科技有限公司，湖南長(zhǎng)沙412600)??摘要：通過(guò)熱力學(xué)理論計(jì)算預(yù)測(cè)Me?OH,Me?OH?NH3體系溶液中金屬離子濃度與pH值的關(guān)系，分析了不同配??2?合?沉淀體系中鋁與鈷、鎳、錳的分離性能，采用水解?沉淀法除鋁.結(jié)果表明，在Me?OH?NH3和Me?OH?NH3?CO3?2??體系中，鋁與鎳、鈷、錳
2、分離效果較好，在Me?OH?NH3?CO3體系中生成的Al(OH)3過(guò)濾性能較好.在Me?OH?2?NH3?CO3體系中，pH=4.5時(shí)，鎳、鈷、錳回收率分別為98.57%,99.63%和99.91%，鋁去除率為99.94%.關(guān)鍵詞：配合?沉淀體系；鎳；鈷；錳；鋁；回收中圖分類號(hào)：TF803.25;TF815文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009?606X(2015)02?0247?052.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備和分析儀器1前言采用XMTD-4000電熱恒溫水浴鍋控制溶液溫度，鎳鈷是重要的戰(zhàn)略性資源，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、電子、用DJ1C增力電動(dòng)攪拌器
3、攪拌溶液.試樣中的鎳、鈷、航天、化工等領(lǐng)域.由于全球鎳鈷礦產(chǎn)資源匱乏，鎳鈷錳用WFX-B30A型原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)，鋁用[1?3]二次資源的回收利用逐漸受到重視，成為研究熱點(diǎn).722S型可見分光光度計(jì)檢測(cè).鎳鈷的二次資源種類繁多，包括廢舊電池、失效催化劑、2.3實(shí)驗(yàn)方法[4]廢舊合金、冶煉廢渣等，除含鎳、鈷外，還含大量的用NiSO4?6H2O,CoSO4?7H2O,MnSO4?H2O,鋁、錳、鐵、銅、鋅等.有效分離鎳、鈷、錳與鋁在二Al2(SO4)3?18H2O與去離子水配制鎳、鈷、錳、鋁濃度分次資源回收利用方面具有普遍意義
4、.目前，鎳鈷二次資別為20,20,20和7g/L的硫酸鹽溶液備用.取3份各200[5?8]源濕法回收過(guò)程中除鋁一般采用水解沉淀法，除鋁mL硫酸鹽溶液，在30℃下，加10%(ω)沉淀劑(NaOH,[9?11]后有用金屬如鎳、鈷回收率較低，只有96%～97%.Na2CO3,NH3,NH3HCO3)分別調(diào)節(jié)pH值至3.5,4.0,4.5.近年來(lái)，雖然鎳、鈷溶液中分離鋁的研究較多，但未對(duì)分析渣中的鎳、鈷、錳和溶液中的鋁，計(jì)算鋁去除率和[5?11]其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，更無(wú)理論分析.針對(duì)鎳鈷錳二鎳、鈷、錳的回收率.次資源的特性，對(duì)鎳鈷錳溶液中
5、分離鋁進(jìn)行系統(tǒng)研究十3配合?沉淀體系熱力學(xué)計(jì)算分必要.?為了盡可能提高除鋁率，同時(shí)保證鎳、鈷、錳的回以鎳、鈷、錳、鋁為金屬元素，OH,NH3為配合?2???2?收率，本工作研究了利用配合沉淀體系分離硫酸鎳鈷錳劑，OH,CO3為沉淀劑，構(gòu)建Me?OH,Me?OH?CO3,???2?溶液中的鋁.以鎳、鈷、錳、鋁為金屬元素，OH,NH3Me?OH?NH3,Me?OH?NH3?CO3體系，其主要化學(xué)?2?為配合劑，OH,CO3為沉淀劑，構(gòu)建配合?沉淀體系，反應(yīng)及平衡常數(shù)(K)見表1.根據(jù)表1結(jié)合質(zhì)量守恒定律通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算從理論上分析不同
6、配合沉淀體系的除及同時(shí)平衡原理，可建立各體系金屬離子濃度與溶液2+鋁效果，再根據(jù)理論預(yù)測(cè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)硫pH值的關(guān)系圖(lg[Me]?pH圖)，從理論上分析鋁在鈷、酸鎳鈷錳溶液中除鋁效果的優(yōu)化.鎳、錳的硫酸鹽溶液中的分離行為，為硫酸鹽溶液中除鋁提供依據(jù).2實(shí)驗(yàn)4結(jié)果與討論2.1材料與試劑?NiSO4?6H2O,CoSO4?7H2O,MnSO4?H2O,NH3HCO34.1Me?OH體系理論預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??及Al2(SO4)3?18H2O(西隴化工股份有限公司)，20%氨水Me?OH體系中OH既可作為弱配合劑又可作為沉
7、(凱信化工試劑有限公司)，NaOH(風(fēng)船化學(xué)試劑有限公淀劑.根據(jù)表1，體系金屬離子濃度與溶液pH值的關(guān)系司)，Na2CO3(化學(xué)試劑工程技術(shù)研究開發(fā)中心)，去離子如圖1所示.水自制.由圖1可看出，溶液中鎳、鈷、錳離子濃度均隨收稿日期：2014?12?31，修回日期：2015?03?13作者簡(jiǎn)介：譚群英(1982?)，女，湖南省長(zhǎng)沙市人，碩士，中級(jí)工程師，主要從事濕法冶金、資源綜合利用研究，E-mail:tanqunying22@126.com.248過(guò)程工程學(xué)報(bào)第15卷pH值增加而減小.pH≈7.0時(shí)溶液中鋁濃度最低，約為25?
8、6Me1.46×10mol/L，pH=3.5,4.0,4.5時(shí)，溶液中鋁濃度分Ni2+202+別為0.043,1.57×10?3,8.45×10?5mol/L.pH=4.5時(shí)，溶液Co2+15Mn3+中鎳、鈷、錳濃度遠(yuǎn)大于鋁濃度.Al10[12?14]lg[Me
