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1、第15卷第2期过程工程学报Vol.15No.22015年4月TheChineseJournalofProcessEngineeringApr.2015硫酸镍钴锰溶液除铝谭群英，唐红辉，孔水连，陈若葵，刘勇奇，李长东(湖南邦普循环科技有限公司，湖南长沙412600)−−摘要：通过热力学理论计算预测Me−OH,Me−OH−NH3体系溶液中金属离子浓度与pH值的关系，分析了不同配−−2−合−沉淀体系中铝与钴、镍、锰的分离性能，采用水解−沉淀法除铝.结果表明，在Me−OH−NH3和Me−OH−NH3−CO3−2−−体系中，铝与镍、钴、锰
2、分离效果较好，在Me−OH−NH3−CO3体系中生成的Al(OH)3过滤性能较好.在Me−OH−2−NH3−CO3体系中，pH=4.5时，镍、钴、锰回收率分别为98.57%,99.63%和99.91%，铝去除率为99.94%.关键词：配合−沉淀体系；镍；钴；锰；铝；回收中图分类号：TF803.25;TF815文献标识码：A文章编号：1009−606X(2015)02−0247−052.2实验设备和分析仪器1前言采用XMTD-4000电热恒温水浴锅控制溶液温度，镍钴是重要的战略性资源，广泛应用于国防、电子、用DJ1C增力电动搅拌器
3、搅拌溶液.试样中的镍、钴、航天、化工等领域.由于全球镍钴矿产资源匮乏，镍钴锰用WFX-B30A型原子吸收分光光度计检测，铝用[1−3]二次资源的回收利用逐渐受到重视，成为研究热点.722S型可见分光光度计检测.镍钴的二次资源种类繁多，包括废旧电池、失效催化剂、2.3实验方法[4]废旧合金、冶炼废渣等，除含镍、钴外，还含大量的用NiSO4⋅6H2O,CoSO4⋅7H2O,MnSO4⋅H2O,铝、锰、铁、铜、锌等.有效分离镍、钴、锰与铝在二Al2(SO4)3⋅18H2O与去离子水配制镍、钴、锰、铝浓度分次资源回收利用方面具有普遍意义
4、.目前，镍钴二次资别为20,20,20和7g/L的硫酸盐溶液备用.取3份各200[5−8]源湿法回收过程中除铝一般采用水解沉淀法，除铝mL硫酸盐溶液，在30℃下，加10%(ω)沉淀剂(NaOH,[9−11]后有用金属如镍、钴回收率较低，只有96%∼97%.Na2CO3,NH3,NH3HCO3)分别调节pH值至3.5,4.0,4.5.近年来，虽然镍、钴溶液中分离铝的研究较多，但未对分析渣中的镍、钴、锰和溶液中的铝，计算铝去除率和[5−11]其进行系统的研究，更无理论分析.针对镍钴锰二镍、钴、锰的回收率.次资源的特性，对镍钴锰溶液中
5、分离铝进行系统研究十3配合−沉淀体系热力学计算分必要.−为了尽可能提高除铝率，同时保证镍、钴、锰的回以镍、钴、锰、铝为金属元素，OH,NH3为配合−2−−−2−收率，本工作研究了利用配合沉淀体系分离硫酸镍钴锰剂，OH,CO3为沉淀剂，构建Me−OH,Me−OH−CO3,−−−2−溶液中的铝.以镍、钴、锰、铝为金属元素，OH,NH3Me−OH−NH3,Me−OH−NH3−CO3体系，其主要化学−2−为配合剂，OH,CO3为沉淀剂，构建配合−沉淀体系，反应及平衡常数(K)见表1.根据表1结合质量守恒定律通过热力学计算从理论上分析不同
6、配合沉淀体系的除及同时平衡原理，可建立各体系金属离子浓度与溶液2+铝效果，再根据理论预测，进行实验验证，从而实现硫pH值的关系图(lg[Me]−pH图)，从理论上分析铝在钴、酸镍钴锰溶液中除铝效果的优化.镍、锰的硫酸盐溶液中的分离行为，为硫酸盐溶液中除铝提供依据.2实验4结果与讨论2.1材料与试剂−NiSO4⋅6H2O,CoSO4⋅7H2O,MnSO4⋅H2O,NH3HCO34.1Me−OH体系理论预测与实验验证−−及Al2(SO4)3⋅18H2O(西陇化工股份有限公司)，20%氨水Me−OH体系中OH既可作为弱配合剂又可作为沉
7、(凯信化工试剂有限公司)，NaOH(风船化学试剂有限公淀剂.根据表1，体系金属离子浓度与溶液pH值的关系司)，Na2CO3(化学试剂工程技术研究开发中心)，去离子如图1所示.水自制.由图1可看出，溶液中镍、钴、锰离子浓度均随收稿日期：2014−12−31，修回日期：2015−03−13作者简介：谭群英(1982−)，女，湖南省长沙市人，硕士，中级工程师，主要从事湿法冶金、资源综合利用研究，E-mail:tanqunying22@126.com.248过程工程学报第15卷pH值增加而减小.pH≈7.0时溶液中铝浓度最低，约为25−
8、6Me1.46×10mol/L，pH=3.5,4.0,4.5时，溶液中铝浓度分Ni2+202+别为0.043,1.57×10−3,8.45×10−5mol/L.pH=4.5时，溶液Co2+15Mn3+中镍、钴、锰浓度远大于铝浓度.Al10[12−14]lg[Me
