背景及概述[1][2]
硫酸鎳是電鍍鎳和化學鎳的主要鎳鹽，廣泛的應(yīng)用于電鍍工業(yè)、催化行業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、無機工業(yè)以及印染工業(yè)等行業(yè)中，具有很高的經(jīng)濟價值。化學式NiSO4，是常見的一種鎳(Ⅱ)鹽。無水鹽為黃色粉狀物，或檸檬黃色等軸八面體晶體，它吸收空氣中的水分而成綠色，加熱時分解，相對密度為3.6。水合硫酸鎳主要有NiSO4·7H2O和NiSO4·6H2O兩種。七水合硫酸鎳為水綠色斜方棱形晶體，有甜味，俗稱“翠礬”。其熔點為98～100℃，加熱至103℃時失去其6個結(jié)晶水，279℃時變?yōu)闊o水物，約300℃時轉(zhuǎn)變?yōu)榫G黃色，相對密度為1.9。六水合硫酸鎳為藍色四角角錐體或綠色單斜系晶體，相對密度為2.0。兩種水合硫酸鎳都易溶于水，不溶于醇。
制備[1] [2]
1合成
將金屬鎳溶于硫酸可制得硫酸鎳，為了加快反應(yīng)速度，常加入硝酸或過氧化氫等氧化劑：
也可將氧化鎳或碳酸鎳溶于稀硫酸中來制?。?/p>
2精制方法
粗硫酸鎳的精制方法主要有化學沉淀法和萃取法?；瘜W沉淀法，這類方法通過粗硫酸鎳溶液進行硫化沉淀、氧化沉淀、氟法沉淀后再蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品。該法:(1)使用硫化法沉淀除銅鋅，鋅去除效果差，易產(chǎn)生有毒氣體H2S；
(2)采用氧化沉淀、氟化沉淀需加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值，溶液引入大量雜質(zhì)Na+，產(chǎn)品鈉含量過高。萃取法是通過使用有機萃取劑D2EHPA、PC?88A等萃取除去粗硫酸鎳溶液中的雜質(zhì)金屬離子后蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品。萃取法處理雜質(zhì)含量高的硫酸鎳時，萃取劑損耗大，成本高，對于雜質(zhì)Fe、Ca、Mg等萃取效果差。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，提供一種成本低廉、清潔生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量好的精制硫酸鎳的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
首先將粗硫酸鎳加水溶解，制得粗硫酸鎳溶液，在粗硫酸鎳溶液中加入雙氧水、空氣、硝酸或氯酸鹽作為氧化劑，攪拌并加熱，加入堿調(diào)節(jié)溶液pH值至1.0?4.0，在0℃?100℃條件下反應(yīng)0.5?8小時后，過濾得到除鐵砷后液；
然后在除鐵砷后液中加入氟化氫、氟化銨或氟化鈉作為氟化劑，攪拌并加熱，加入堿調(diào)節(jié)溶液pH值至2.0?6.0，在0℃?100℃條件下反應(yīng)0.5?8小時，過濾得到除鈣鎂后液；
在除鈣鎂后液中加入皂化萃取劑，使用堿調(diào)節(jié)溶液pH值為1.0?6.0，有機相與溶液相體積比（即O/A）為2:1?1:8時采用1?4萃取除去銅和鋅等雜質(zhì)得到除銅鋅后液，有機相再生后返回制取皂化萃取劑，除銅鋅后液進入后續(xù)工序；所用萃取劑為二(2?乙基己基)膦酸（即P204）或2－乙基已基膦酸單2－乙基已基酯（即P507）；所述皂化萃取劑為P204或P507的鎳鹽，其皂化方法為在硫酸鎳溶液中加入萃取劑，加入堿調(diào)節(jié)溶液pH值為5.0?8.0，萃取得到皂化萃取劑；使用皂化萃取劑萃取銅鋅的萃取級數(shù)為1?4級；使用純凈硫酸鎳溶液洗滌負載鎳有機相，其洗滌級數(shù)為1?4級。
所述堿為堿金屬氫氧化物、堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物的水溶液、堿金屬氧化物的水溶液。
除銅鋅后液加入萃取劑的煤油溶液，使用堿調(diào)節(jié)溶液pH值為5.0?8.0，萃取溶液中的鎳得到負載鎳有機相。負載鎳有機相使用純凈的硫酸鎳溶液洗滌其中的鈉，洗滌后的負載鎳有機相使用0.5mol·L?1?6mol·L?1的稀硫酸反萃得到凈化后硫酸鎳溶液；
凈化后硫酸鎳溶液加熱蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶，過濾得翠綠色晶體，晶體干燥得到精制硫酸鎳產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點為：
(1)利用從銅電解液中回收得到的粗硫酸鎳和其他粗硫酸鎳制備精制硫酸鎳，提高了產(chǎn)品的附加值，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益；
(2)利用溶劑萃取法凈化粗硫酸鎳中的銅、鋅，避免了化學沉淀法使用硫化法造成的環(huán)境問題，對于銅、鋅具有更好的去除效果；
(3)采用純凈的硫酸鎳溶液洗滌負載鎳有機相中的鈉，能夠有效的實現(xiàn)鎳鈉的分離，避免了化學沉淀法中鈉無法除去的問題；
(4)對于萃取處理前的溶液，采用氟化法除去其中的鈣和鎂，避免了萃取時鈣和鎂對萃取劑的破壞，有利于萃取劑的循環(huán)利用；
(5)萃取鎳后的萃余液可以返回制備鎳皂，反萃所得純凈硫酸鎳溶液經(jīng)過稀釋可以作為洗滌負載鎳有機相的洗滌液，實現(xiàn)了鎳的充分回收利用，降低了生產(chǎn)成本。
圖1為本發(fā)明精制硫酸鎳方法工藝流程。
主要參考資料
[1] 中國中學教學百科全書·化學卷
[2]CN201210120102.8 一種精制硫酸鎳的方法