红土镍矿酸浸净化液电沉积制备高纯金属镍的工艺研究

发布时间：2022-07-15 16:42

　　镍是一种近银白色、硬且延展性并具的金属元素,它具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能,主要被应用于钢铁、高温合金、电镀及电池等领域。镍是高温合金的主要元素,高端领域高温合金中镍含量一般大于60%,到2020年,我国高温合金需求约为4万吨,对应市场空间90.5亿元,而目前我国高温合金实际产量2万吨左右,高温合金未来7年的需求复合增长率有望超过20%。镍主要来源于硫化镍矿与红土镍矿,随着硫化镍矿资源逐渐减少,氧化镍矿使用量逐渐增加。硫化镍矿中杂质元素种类多达20几种,其中Pb,As,Sb,Sn都是比较难除去的杂质元素,高性能的高温合金对杂质元素的控制非常严格,相比之下元素组成比较简单的红土镍矿更适合制备高温合金用高纯镍。因此,开发由红土镍矿制备高纯镍的新方法显得尤为重要。本文以作者所在课题组研发的红土镍矿常压盐酸浸出新工艺得到的初步除杂浸出液为原料,开展了溶液的深度净化除杂、高纯镍电沉积、高纯硫酸镍溶液及高纯金属镍中杂质元素的分析方法筛选及建立等相关研究工作。主要结论如下:（1）建立了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）分析高纯镍溶液和高纯金属镍中杂质元素的方法,实现了 ICP-... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 红土镍矿的处理工艺
        1.2.1 火法工艺
        1.2.2 湿法工艺
        1.2.3 生物浸出工艺
    1.3 高纯镍的分析方法
        1.3.1 原子吸收光谱法(AAS)
        1.3.2 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
        1.3.3 辉光放电质谱法(GD-MS)
        1.3.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)
    1.4 深度除杂
        1.4.1 溶剂萃取法
        1.4.2 离子交换法
    1.5 金属镍的制备工艺
        1.5.1 还原法
        1.5.2 热分解法
        1.5.3 电解法
    1.6 课题研究意义、思路及内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究思路
        1.6.3 研究内容
第2章 高纯镍分析方法的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 仪器
        2.2.3 实验溶液的配制
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 分析谱线的选择
        2.3.2 观测方式的选择
        2.3.3 仪器工作参数的选择
        2.3.4 较高钴加标浓度样品测试
        2.3.5 较低钴加标浓度样品测试
        2.3.6 MSF法测试实际高纯镍样品
    2.4 本章小结
第3章 酸浸液深度除杂工艺研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料及试剂
        3.2.2 仪器
        3.2.3 实验及分析方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 萃取条件的优化
        3.3.2 萃取级数的计算
        3.3.3 反萃及反萃条件的优化
    3.4 本章小结
第4章 电沉积制备高纯镍试验研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料及试剂
        4.2.2 仪器及装置
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 分析方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 硼酸对电解的影响
        4.3.2 初始pH对电解的影响
        4.3.3 镍离子浓度对电解的影响
        4.3.4 电解时间对电解的影响
        4.3.5 电流密度对电解的影响
        4.3.6 极矩对电解的影响
        4.3.7 温度对电解的影响
        4.3.8 钠离子浓度对电解的影响
        4.3.9 镁离子浓度对电解的影响
        4.3.10 电解镍检测结果
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Cyanex272深度净化氯化镍溶液除去杂质钴的研究[J]. 桑椿媛,宁志强,谢宏伟,宋秋实,万洪君,尹华意.  稀有金属. 2019(06)
[2]电感耦合等离子体质谱发展现状[J]. 葛丽萍.  盐科学与化工. 2019(03)
[3]镍的现状与展望[J]. 贾露萍.  有色设备. 2018(06)
[4]中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术[J]. 王元刚.  世界有色金属. 2018(18)
[5]电感耦合等离子体原子发射光谱法测定水中总磷的方法研究[J]. 刘佳,刘冰冰,韩梅,贾娜,张辰凌.  光谱学与光谱分析. 2018(06)
[6]石墨炉原子吸收光谱法直接测定铁镍基高温合金中的银、砷、铋、铅、硒、碲[J]. 张亮亮,雷亚宁.  化学试剂. 2018(04)
[7]EXCEL模拟计算三元部分互溶体系多级萃取过程实例[J]. 孔令涛,马凤云,刘景梅.  广东化工. 2018(01)
[8]阴离子交换树脂回收土壤淋洗液中的EDTA-Cd[J]. 严律己,胡疆,张维宁,曾红远,曾清如.  环境化学. 2017(10)
[9]微量雾化系统-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定汽油中8种有害元素的含量[J]. 赵彦,陈晓燕,张世元,徐董育,廖佳.  理化检验(化学分册). 2017(04)
[10]电感耦合等离子体原子发射光谱法测定污水中的总磷[J]. 王雪平,闫凯.  理化检验(化学分册). 2017(03)

硕士论文
[1]溶剂萃取法从湿法炼锌含铟溶液中分离回收铟的工艺研究[D]. 郭小东.昆明理工大学 2017
[2]红土镍矿常压酸浸液的净化除杂及镍钴产品制备研究[D]. 孟龙.昆明理工大学 2015
[3]离子膜阴极电沉积镍板同时阳极电溶高冰镍的研究[D]. 刘军.哈尔滨工业大学 2008
[4]电沉积制备纳米晶镍及其电化学性能研究[D]. 许姣姣.昆明理工大学 2007



本文编号：3662440