一种废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法

摘要

本发明公开了一种废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法，包括以下步骤：(1)：将废镍催化剂按一定质量比与氯化铵混合球磨；(2)：将步骤(1)得到的混合物料装入刚玉坩埚中，将坩埚放入焙烧炉中进行低温焙烧；3)：将步骤(2)得到的经焙烧后的物料取出，采用去离子水浸出，得到富集镍的浸出液；(4)：将步骤(3)所得的富集镍的浸出液净化除杂，得到净化镍富集液；(5)：向步骤(4)中所得的净化镍富集液中添加NaOH，然后过滤，得到氢氧化镍。本发明公开的方法，创新性地采用低温氯化焙烧，后采用水浸出、净化、化学沉淀的方式处理废镍催化剂得到高纯氢氧化镍，高效实现废镍催化剂中有价元素镍的低能耗、无酸、短流程回收再利用。

说明书

技术领域

本发明涉及废弃物回收处理领域，具体涉及一种废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法。

背景技术

含镍催化剂广泛被用于化学化工、石油、汽车等行业领域，而镍催化剂在使用过程中受高温、温度变动、压力波动以及有害杂质等的影响，一定时间后活性会逐渐下降、衰退直至失活。据统计，2020年中国产生的废镍催化剂已超5万吨。镍作为高附加值的稀贵金属，对废镍催化剂进行回收其中的有价金属镍，不仅可缓解自然资源的消耗而且可产生客观的经济效益，对缓解自然环境的污染乃至促进国民经济的健康发展均具有重要的意义。

然而，目前国内回收废镍催化剂的技术路线尚还存在缺陷，处理废镍催化剂的主流方式为：1)酸浸或氧压氨浸方式得到富集镍的浸出液，沉淀除铁铝然后调节PH值得到含镍的金属盐；2)沉淀除铁铝，然后萃取镍再酸反萃得到只含镍的盐溶液。如中国专利CN201710662115.0公布的“一种从废镍催化剂中回收再生高纯镍的方法”利用焙烧-酸浸-萃取-电积工序回收废镍催化剂中的有价金属镍，先用焙烧除去废镍催化剂中的有机物，后无机酸浸出废镍催化剂得到浸出液，然后萃取-酸反萃得到含镍溶液再通过电积的方式得到金属镍，该方法实现了废镍催化剂中镍的回收，但存在回收工序长、成本高的问题，且酸浸出和萃取过程中产生不易降解的无机酸废水造成二次污染。又如中国专利CN201110147614.9公布的“一种含镍废催化剂的回收利用方法”，利用焙烧、二步酸溶、蒸发浓缩等工艺步骤，实现了废镍催化剂中镍以硝酸镍形式的回收，但操作复杂，需用到二次酸溶，但都存在回收成本高的缺点。以上工艺皆是先酸性浸出后除杂回收镍，无法避免酸性废水的二次污染。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法，旨在提供一种高效回收废镍催化剂中的有效成分的方法，具体包括以下内容：

一种废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将废镍催化剂按一定质量比与氯化铵混合球磨；

步骤(2)：将步骤(1)得到的混合物料装入刚玉坩埚中，将坩埚放入焙烧炉中进行低温焙烧；

步骤(3)：将步骤(2)得到的经焙烧后的物料取出，采用去离子水浸出，得到富集镍的浸出液；

步骤(4)：将步骤(3)所得的富集镍的浸出液净化除杂，得到净化镍富集液；

步骤(5)：向步骤(4)中所得的净化镍富集液中添加NaOH，然后过滤，得到氢氧化镍。

具体地，所述步骤(1)中的废镍催化剂为粉末状废镍催化剂，所述粉末状废镍催化剂与氯化铵的质量比为1:1-1:8，球磨转速为300-500rpm，球磨时间为50-70min。

具体地，所述步骤(1)中粉末状废镍催化剂与氯化铵的质量比为1:1-1:5。

具体地，所述步骤(2)中的低温焙烧在管式焙烧炉中进行，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为30-180min，焙烧氛围为O

具体地，所述步骤(2)中的低温焙烧温度为350-500℃，焙烧时间为60-120min,焙烧氛围中O

具体地，所述步骤(3)中去离子水浸出过程中，控制固液比在10-200g/L之间，控制温度在30-80℃之间，控制浸出时间在30-180min之间。

具体地，所述步骤(3)中去离子水浸出过程中，控制固液比在50-100g/L之间，控制温度在30-50℃之间，控制浸出时间在30-90min之间。

具体地，所述步骤(4)中净化除杂的方法为：首先，向所述浸出液中加入NaOH和H

具体地，所述步骤(5)中向净化镍富集液中添加NaOH时，控制溶液的pH值在9-12之间，然后对溶液进行过滤，最后对过滤得到的固体进行烘干。

具体地，所述步骤(5)中控制溶液的pH值在10-11之间。

本发明的有益效果：采用本发明公开的废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法回收镍，综合回收率在95％以上。在有价金属镍的回收过程中采用低温氯化焙烧和化学沉淀相结合的方法，一是省去了现有回收工艺中需要预焙烧出去有机物的工序，降低了回收过程的能耗，实现了碳减排；二是避免了浸出过程中酸或碱的引入，无需担心酸性废水的二次污染问题。该方法适于形成闭路流程，沉镍母液可蒸发结晶再生氯化铵返回球磨工序，不会产生二次污染兼顾环保和经济效益、工艺简单、生产成本低，适合大规模的工业化生产。该方法可以直接处理不同镍含量的废镍催化剂，相较于现有的废镍催化剂的处理方法，仍可实现高效、短流程回收有价元素，得到高纯的再生氢氧化镍产品，具有更广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的废镍催化剂回收制备氢氧化镍的方法的工艺流程示意图；

图2是使用本发明的方法制备的氢氧化镍的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合附图1-2和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

实施例1

首先，将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，废镍催化剂与氯化铵的质量比为1:4，球磨转速为300rpm，球磨时间为50min。接着，将混合物料送入管式炉中进行低温焙烧，具体参数如下：焙烧气氛为50％的氧气和50％的氮气混合气体，焙烧温度450℃，焙烧时间30min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度30℃，固液比50g/L，浸出时间30min。得到的浸出液中，铁铝离子的浓度均在1g/L左右，镍离子的浓度均在35g/L左右，镍浸出率在95％以上。向浸出液中加入NaOH，调节浸出液的pH值至4.5并添加0.5％体积分数的H

继续向净化镍富集液中添加NaOH调节溶液的pH值至10.5，然后对净化镍富集液进行过滤，并将得到的Ni(OH)

实施例2

首先，将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，废镍催化剂与氯化铵的质量比为1:1，球磨转速为500rpm，球磨时间为70min。接着，将混合物料送入管式炉中进行低温焙烧，具体参数如下：焙烧气氛为10％的氧气和90％的氮气混合气体，焙烧温度300℃，焙烧时间30min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度50℃，固液比10g/L，浸出时间90min。得到的浸出液中，铁铝离子的浓度均在1g/L左右，镍离子的浓度均在35g/L左右，镍浸出率在95％以上。向浸出液中加入NaOH，调节浸出液的pH值至4并添加0.5％体积分数的H

继续向净化镍富集液中添加NaOH调节溶液的pH值至9，然后对净化镍富集液进行过滤，并将得到的Ni(OH)

实施例3

首先，将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，废镍催化剂与氯化铵的质量比为1:8，球磨转速为400rpm，球磨时间为60min。接着，将混合物料送入管式炉中进行低温焙烧，具体参数如下：焙烧气氛为80％的氧气和20％的氮气混合气体，焙烧温度600℃，焙烧时间180min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度80℃，固液比200g/L，浸出时间180min。得到的浸出液中，铁铝离子的浓度均在1g/L左右，镍离子的浓度均在35g/L左右，镍浸出率在95％以上。向浸出液中加入NaOH，调节浸出液的pH值至6并添加0.5％体积分数的H

继续向净化镍富集液中添加NaOH调节溶液的pH值至12，然后对净化镍富集液进行过滤，并将得到的Ni(OH)

实施例4

与实施例1相比，不同的是提升氯化焙烧过程气氛中氧的含量，具体如下：将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，废镍催化剂与氯化铵质量比1:4。接着将混合物料送入低温焙烧工序，具体参数如下：气氛80％的氧气和20％的氮气混合气体，温度450℃，时间30min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度30℃，固液比50g/L，浸出时间30min。浸出液中铁铝离子的浓度均在1g/L左右，镍离子的浓度均在35g/L左右，镍浸出率在98％以上。调节浸出液的pH值4.5并添加0.5％体积分数的H

继续向净化镍富集液中添加NaOH，调节溶液的pH值至10.5，过滤烘干得到Ni(OH)

对比例1

与实施例1相比，不同的是氯化焙烧过程中氯化铵的加入量未在限定的范围内，具体如下：将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，质量比1:1。接着将混合物料送入低温焙烧工序，具体参数如下：气氛50％的氧气和50％的氮气混合气体，温度450℃，时间30min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度30℃，固液比50g/L，浸出时间30min。浸出液中铁铝离子的浓度均在0.5g/L左右，镍离子的浓度均在15g/L左右，镍浸出率在60％左右。可见，氯化铵的加入量不足导致镍的浸出率不高。

对比例2

与实施例1相比，不同的是焙烧温度未在限定的范围内，具体如下：将废镍催化剂与氯化铵均匀混合球磨，质量比1:4。接着将混合物料送入低温焙烧工序，具体参数如下：气氛50％的氧气和50％的氮气混合气体，温度250℃，时间30min。焙烧产物经去离子水浸出过滤得到浸出液和滤渣，具体浸出参数如下：温度30℃，固液比50g/L，浸出时间30min。浸出液中铁铝离子的浓度均在0.5g/L左右，镍离子的浓度均在20g/L左右，镍的浸出率在70％左右。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。