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硫酸鎳檢測

作者:百小檢 時間:2022-09-01 來源:互聯(lián)網(wǎng)

很長一段時間內(nèi),硫酸鎳主要用于電鍍工業(yè)領(lǐng)域,比如鍍鎳、預(yù)鍍鎳鍍、鎳鐵合金、鍍鎳鈷合金、鍍鋅鎳鐵合金、電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳都需要使用硫酸鎳作為原料。 不過近些年來,硫酸鎳的應(yīng)用行業(yè)也在悄悄不斷的拓展,尤其是中國新能源行業(yè)發(fā)展的帶動,電池工業(yè)技術(shù)得到史無前例的變革。為此,國標(biāo)委也專門制定了電池工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 5919-2021《電池用硫酸鎳》。當(dāng)然在醫(yī)藥工業(yè)催化劑、還原染料的媒染劑、金屬著色劑以及其他工業(yè)鎳鹽的生產(chǎn)中,硫酸鎳也有著廣泛的應(yīng)用。

一、工藝分析


1.金屬鎳制取法

硫酸鎳加工的金屬鎳法一般使用的是金屬鎳塊(板)用硫酸、硝酸溶解制得。這類生產(chǎn)工藝簡單,但是缺點(diǎn)就是原料價格昂貴,所以很多企生產(chǎn)企業(yè)會用電子管中的含鎳廢絲,廢鋰離子電池料或廢金屬作為原料來制備精制硫酸鎳。這樣做的好處就是經(jīng)濟(jì)效益好,但是需要增加除雜工序。

金屬鎳法的除雜工序一般是將制得的粗品硫酸鎳中的鐵、銅等雜質(zhì),進(jìn)行水解去除。方法就是先加水溶解配成一定濃度的溶液,加入適量的工業(yè)雙氧水,將溶液中的亞鐵離子氧化為三價鐵離子。把該溶液加熱到 80℃以上,緩慢加入硫酸鎳,調(diào)整溶液 pH 值在 4——5 范圍內(nèi),冷卻靜置,使三價鐵鹽水解成氫氧化鐵完全沉淀下來除鐵后的硫酸鎳溶液加入少量硫酸調(diào)整 pH 值至 3——4 后進(jìn)行濃縮、冷卻、結(jié)晶。低于 31.5℃的結(jié)晶為七水物,高于 31.5℃的結(jié)晶為六水物。工業(yè)硫酸鎳一般為七水和六水的混合硫酸鎳晶體。

2.由含銅鎳的廢料制取方法

根據(jù)銅鎳分離方法又分為:

a.重結(jié)晶法

適合電解精煉銅產(chǎn)生的電解液,當(dāng)硫酸鎳積累較多時,先將硫酸銅結(jié)晶分離,再把母液濃縮即得。

b.電解脫銅法

含銅鎳的廢渣用硫酸、硝酸溶解得到含銅的硫酸鎳溶液后,用鉛銻合金板作陽*、 銅片作陰*進(jìn)行電解,銅在陰*上析出,脫銅后的硫酸鎳溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶即得。

3.由生產(chǎn)鈷的含鎳廢液制取方法

該方法為了除去廢液中的鈷,需要先加入純堿,使廢液中硫酸鎳以碳酸鎳形式沉淀析出,再將碳酸鎳溶于硫酸即得。

4.由廢鎳觸媒制取方法

①由蒽醌法雙氧水生產(chǎn)中廢鎳觸媒制取先將廢鎳觸媒在 400℃下灼燒,使有機(jī)物炭化,同時氧化生成氧化鎳。用 35——45%的稀硫酸溶解氧化鎳,得到粗制硫酸鎳。然后添加適量的工業(yè)雙氧水除鐵,濾除氫氧化鐵沉淀。濾液濃縮結(jié)晶即得。

②由催化加氫的廢鎳觸媒制取 由于該種廢觸媒中存在大量的氧化鋁,所以除鋁是關(guān)鍵。在廢觸媒脫除有機(jī)物后,加堿(NaOH)可除去鋁、硅等雜質(zhì)。過濾后固體物用硫酸溶液生成硫酸鎳溶液,再加入雙氧水除去鐵等雜質(zhì),濃縮結(jié)晶即得。

二、標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀


目前硫酸鎳的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),無論是國內(nèi)還是國外都相對老舊。不過,國內(nèi)由于電池工業(yè)的發(fā)展,近幾年也出臺了幾部相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn),但是總體而言,整個硫酸鎳的標(biāo)準(zhǔn)體系比較陳舊。而且與其他產(chǎn)品相反,硫酸鎳的國外標(biāo)準(zhǔn)要求與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的要求實際情況出入很大,國內(nèi)整體的指標(biāo)要求要遠(yuǎn)大于國際上的要求。所以如果相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要重新修訂,建議應(yīng)該多參考國內(nèi)各大廠商的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)要求。

1.國外標(biāo)準(zhǔn)

日本 JIS K 1460:1997《精制硫酸鎳》

俄羅斯 ΓΟСТ 2665-1986《精制硫酸鎳技術(shù)條件》

DIN 50970:1995《電鍍層、鎳槽用鍍鎳化學(xué)材料,要求和檢驗》

2.國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 26524-2011 精制硫酸鎳

HG/T 2824—2009 工業(yè)硫酸鎳

HG/T 5919-2021 電池用硫酸鎳

HG/T 4020-2020 化學(xué)試劑 六水合硫酸鎳(硫酸鎳)

三、檢測指標(biāo)及方法


硫酸鎳的檢測指標(biāo)主要為鎳(Ni)、鈷(Co)、銅(Cu) 、鐵(Fe) 、鈉(Na) 、鉛(Pb) 、鋅(Zn) 、鈣(Ca) 、鎂(Mg) 、錳(Mn) 、鎘(Cd) 、鉻(Cr)、汞(Hg)等元素的含量,然后加上水不溶物、磁性異物、油分等項目。

1.鎳含量檢測方法

鎳含量檢測的方法可采用重量法(仲裁法)與 EDTA 絡(luò)合滴定法并列。重量法和 EDTA 滴定法均為成熟的鎳測定方法,在許多鎳鹽標(biāo)準(zhǔn)中采用,測定終點(diǎn)靈敏,結(jié)果的平行性、準(zhǔn)確性都很好,

a.重量法:在氨性溶液中,加入酒石酸與鐵、鋁等雜質(zhì)形成可溶性絡(luò)合物以消除干擾,以二甲基乙二醛肟和鎳生成紅色的二甲基乙二醛肟鎳沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、干燥至恒重,計算出鎳含量。

b.EDTA 絡(luò)合滴定法:試料用酸分解,用酒石酸鉀鈉、氟化銨、硫代硫酸鈉掩蔽銅、鐵、鈣、鎂等雜質(zhì),5 在 pH 值為 8——9 的氨性溶液中,以紫脲酸銨為指示劑,用 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液呈紫紅色為終點(diǎn)。

2.鈷、銅、鐵、鈉、鉛、鋅、鈣、鎂、錳、鎘、鉻含量檢測方法

這幾個元素大部分可以采用原子吸收光譜法進(jìn)行測定。鈷含量可采用分光光度法和原子吸光譜法收并列進(jìn)行檢測;鉛含量可采用的石墨爐原子吸收光譜法和 ICP 并列進(jìn)行檢測;鐵含量可采用的是鄰菲啰啉分光光度法和原子吸光譜法收并列進(jìn)行檢測。不過隨著檢測技術(shù)的發(fā)展,以上這幾種元素,使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進(jìn)行測定更為便捷。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀均采用混合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定,采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定痕量元素,具有快速、準(zhǔn)確、簡便的特點(diǎn)。

3.汞含量檢測方法

汞含量可以采用冷原子吸收分光光度法和原子熒光法測定,不過目前冷原子吸收分光光度法基本被淘汰,大部分機(jī)構(gòu)主要還是原子熒光法進(jìn)行測定。檢測方法主要用硝酸溶解試樣,在酸性溶液中,以氯化亞錫將二價汞離子還原為汞原子,用高純氬氣導(dǎo)入原子熒光吸收池。用原子熒光儀,以高強(qiáng)度汞空心陰*燈為光源,將儀器調(diào)至*佳工作條件狀態(tài),以汞質(zhì)量為橫坐標(biāo),熒光值為縱坐標(biāo),繪制工作曲線測定熒光值。

4.水不溶物含量檢測方法

水不溶物含量可采用重量法進(jìn)行測定,方法也很簡單,主要先稱取40g試樣溶于200mL水中后,經(jīng)過濾、洗滌后,在105℃±2℃烘干至質(zhì)量恒定,根據(jù)烘干后殘留物的量,便可確定水不溶物的含量。

5.油分檢測方法

由于硫酸鎳在生產(chǎn)過程中會使用各種溶解油作為萃取劑,所以在*終產(chǎn)品中會殘留部分油分。通常情況下油分檢測會用四氯化碳萃取后,利用紅外光度法進(jìn)行檢測,但是四氯乙烯的毒性低于四氯化碳,所以近些年,很多檢測機(jī)構(gòu)都會使用四氯乙烯來萃取檢測硫酸鎳的油分指標(biāo)。

6.磁性異物含量檢測方法

該指標(biāo)的檢測方法主要將試樣打漿后,用磁子進(jìn)行吸附鐵、鈷、鋅和鉻后,加入鹽酸、硝酸溶解,采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法,用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定鈷、鐵、鋅和鉻含量,然后通過計算得到磁性異物含量。

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