硫化镍的电解原理

1. 硫化镍的电解原理

以硫化镍精矿为可溶阳极,经电解精炼获得纯镍的镍电解方法.硫化镍精矿为镍锍的分选产物.电解精炼可以制得特号、一号或二号镍.该方法于20世纪50年代首先在加拿大汤普逊(Thompson)镍精炼厂实现工业化.中国于70年代开始用于工业生产后,各镍冶炼厂相继采用这种工艺.
  \x05工艺特点 与粗镍电解精炼类似,但也有其特点,主要表现在五个方面.(1)可溶阳极由硫化镍浇铸而成,阳极反应为：
  \x05Ni3S2(s)–6e=3Ni2+(aq)+2S(s)
  \x05(2)由于阳极含硫高,阳极的钝化程度较粗镍阳极严重,导致电解液的Ni2+和pH迅速降低,为使电解过程中的电解液体积,以及电解液的镍离子浓度和pH保持在一定范围,而需设置造液工序.(3)阳极杂质含量高,电解液净化工艺复杂.(4)硫化镍阳极容易脆裂,除了运输和装槽要多加小心外,还需严格控制浇铸后的冷却速率.(5)电解液中起提高电导率作用的Na+,随着电解液中Ni2+的减少会不断升高,导致阳极电位急剧上升,需定期排除.
  \x05电解在流动式隔膜电解槽中进行,主要工艺参数如表.主要技术经济指标与粗镍电解精炼基本相同.
  \x05
  \x05阳极过程 阳极绝大部分为Ni3S2、Cu2S、CoS、PbS、ZnS及FeS等金属硫化物,还含有少量的金属镍.其典型的组分(质量分数ω／％)为：Ni 76,Cu 2.6,Co 0.5,Fe 0.5,S 20.硫在阳极过程中起着十分重要的作用.当阳极含硫量很小时,硫以共晶体存在金属晶体间的界面上,金属硫化物此时实际不参与电极反应而直接进入阳极泥中.当阳极含硫增加,但不足以使全部金属形成硫化物时,由于金属优先放电溶解,阳极表面留下一层硫化物薄膜,从而提高了阳极实际的电流密度,使阳极电位变得更正,促进以下反应的进行：
  \x05Ni3S2(s)+8H2O(aq)–18e=3Ni2+(aq)+2SO42-(aq)+16H+
  \x05此反应使大量电流消耗在硫的氧化上,并导致电解液pH降低及镍离子贫化.直到阳极含硫增加至足以使全部金属形成相应的硫化物时,阳极过程才能正常进行.工业实践表明,阳极含硫以大于20％为宜.
  \x05造液 通常的方法是将一部分阳极液引出,用盐酸、硫酸或二者的混合酸液将其酸度调整到含游离酸50～55g／L,然后注入不带隔膜的电解槽中电解.电解槽的阳极可选用较好的残极、合金阳极或硫化镍阳极,阴极可用镍残极、铜板或石墨.造液过程中应充分利用氢离子阴极极化电位比镍离子低而平衡电位比镍正的条件,促进氢离子在阴极上放电,使镍的阴极电流效率远低于阳极的电流效率,从而提高电解液中的Ni2+浓度.
  \x05阳极液净化 在电解精炼过程中,随着硫化镍阳极陆续溶解和镍在阴极上的析出,电解液中的杂质和酸度不断增加,镍浓度不断降低.为使电解液保持在最佳状态,从电解槽流出的阳极液须经净化除杂质、补充镍量和调整酸度的处理,然后再返回电解槽.阳极液中需除去的杂质有铁、铜、钴以及微量的铅和锌.净化方法主要有沉淀法、溶剂革取法及离子交换法,工业实践中可以单独或同时使用这些净化方法.
  \x05沉淀法除铁是在343～353K温度下往用过的阳极液中鼓入空气,把Fe2+氧化成Fe3+；并加入碳酸镍调整pH到3.4.2,使Fe3+水解成难溶的Fe(OH)3沉淀除去.除铜是加入硫化镍粉,过量硫磺粉、镍粉或H2S,使铜生成CuS沉淀而被除去.除铜阳极液的温度为333～343K,pH值维持2～2.5.除钴通常采用氯气氧化,用碳酸镍调整阳极液pH,使钴生成Co(OH)3沉淀而被除去：
  \x052CoSO4(aq)+Cl2(g)+3NiCO3(aq)+3H2O(aq)=2Co(OH)3(s)+2NiSO4(aq)+NiCl2(aq)+3CO2(g)

2. 镍金如何电解分离

望能采纳，谢谢
金离子（以[AuCl4]-存在）具有很强的氧化性，原因就在于他的单质的还原性很低，所以用电解的方法可以将其提纯，具体的提纯方法为：

用碳棒做阴极和阳极，可以根据配合物的稳定常数和标准电极电势算出其反应电极电势为1.00V，所以理论上用大于1V的电压进行电解就可以使反应进行，但考虑到水溶液的电阻和其他因素，最佳的电解电压为3-4V。在电解时，金配离子首先放电被还原，沉积在阴极上，其他金属配离子由于不优先则被留在溶液中，达到分离目的。

用铜电极也可以，因为即使生成了铜离子，在阴极上还是金配离子首先放电，但这样会使溶液中的杂质离子的含量增多，使得溶液导电性过高，导致电流过大，影响产物的品质，并且还会消耗铜电极，不推荐使用。

3. 镍与铅火法怎么可以分离

亲您好，铜铅镍分离需要哪些设备，河南瑞光机械科技有限公司是矿山机械进出口基地,主要生产球磨机 、破碎机、分级机、浮选机、烘干机 、回转窑、压球机、砂石设备、制砂设备、砂石设备、砂石生产线、湿碾机等全套节能选矿设备。 

铜浮选设备工艺方法：离析-浮选法是一种火法化学处理与浮选相结合的方法。例如难选氧化铜矿石的离析-浮选就是将矿石破碎到一定的粒度以后，混以少量的食盐（0。1-1。0%）和煤粉（0。5-2。0%），隔氧加热至900度左右，矿石中的铜便以金属状态在碳粒表面析出，将焙砂隔氧冷却后经磨矿进行浮选，即得铜精矿。 

离析法的缺点是成本较高，基建投资较大，生产费用也较高。估计离析法的基建投资约为同样能力浮选厂的两倍，生产费用也要高2~3倍。所以用离析法处理难选的氧化铜矿石时，认为原矿中的铜品位应大于2%方能得到较好的经济效果。所以离析法仅用于解决那些不能用其他方法处理的矿石。因此在采用此法之前，应对处理的矿石作全面的研究，若能用其他方法处理，就不宜用离析法。
希望可以帮到您哦。【摘要】
镍与铅火法怎么可以分离【提问】
亲您好，铜铅镍分离需要哪些设备，河南瑞光机械科技有限公司是矿山机械进出口基地,主要生产球磨机 、破碎机、分级机、浮选机、烘干机 、回转窑、压球机、砂石设备、制砂设备、砂石设备、砂石生产线、湿碾机等全套节能选矿设备。 

铜浮选设备工艺方法：离析-浮选法是一种火法化学处理与浮选相结合的方法。例如难选氧化铜矿石的离析-浮选就是将矿石破碎到一定的粒度以后，混以少量的食盐（0。1-1。0%）和煤粉（0。5-2。0%），隔氧加热至900度左右，矿石中的铜便以金属状态在碳粒表面析出，将焙砂隔氧冷却后经磨矿进行浮选，即得铜精矿。 

离析法的缺点是成本较高，基建投资较大，生产费用也较高。估计离析法的基建投资约为同样能力浮选厂的两倍，生产费用也要高2~3倍。所以用离析法处理难选的氧化铜矿石时，认为原矿中的铜品位应大于2%方能得到较好的经济效果。所以离析法仅用于解决那些不能用其他方法处理的矿石。因此在采用此法之前，应对处理的矿石作全面的研究，若能用其他方法处理，就不宜用离析法。
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4. 化学镍的化学法处理办法有哪几种？

电镀生产中含镍废水主要来自镀槽翻洗缸角退镀液、化学液、废镀液等,镀镍槽液使用时间长后,铁、铜、锌等离子会积累,另外某些有机添加剂也会破坏而失掉,从而引起镀层的各种质量题目.由于镍资源比较宝贵,大多数电镀厂都尽可能净化回用.
针对含镍废水怎么处理的问题,本文详细介绍一种含镍废水的处理工艺—反渗透膜技术.
膜分离技术作为一门高新技术,因其分离高效、节能、无二次污染、操作方便、占地面积少等优点,逐渐在电镀废水处理中得到广泛应用.
1 工艺流程
该系统由两部分组成,即原水预处理部分和反渗透部分.
1．1 预处理部分
预处理系统由原水池、提升泵、袋式滤器、除油过滤器及保安滤器组成.
废水由原水池经过提升泵进入袋式滤器,运行压力0．35nO．38MPa,滤器内置孔径为5μm 的PP滤袋,可以去除大部分固体悬浮物、大分子胶体等.然后废水经过除油过滤器,在0．3 1 —0.35MPa运行压力下,可以吸附废水中的有机物、油脂和残余氯,也能去除水中的臭味、色度等.最后废水进入保安滤器,运行压力0．28—0.32MPa,保安滤器配有5μm的PP滤芯,对预处理起到最后保安作用,防止管路中微粒进入RO泵,以免损坏RO泵和膜组件.所有预处理工序都是为最大限度地防止和延缓污染物在RO膜面上的沉积,防止胶体物质及固体悬浮微粒的赌赛以及有机物、微生物、氧化性物质等对膜的破坏,以延缓RO膜的水解过程,从而使RO系统在良好状态下工作.
1．2 一级Ro系统
废水经过预处理后,由一级输送泵送入一级RO装置进行连续浓缩.一级浓缩系统的废水处理量为1 m3／h,废水镍离子的浓度约为320—350 mg／L,pH5～7,还有光亮剂等少量有机物.设计运行压力1．5MPa,膜组件通量800L／h.该系统采用杭州水处理技术研究中心自行生产的8英寸聚酰胺抗污染膜元件4只,单支元件的有效膜面积为32m ,脱盐率≥99％.经过该系统的处理,废水中80％的水分被分离出来,产水电导率≤150μS／cm,直接回用到电镀生产作漂洗用水.而绝大部分的金属离子被膜截留在浓缩液中,进入二级浓缩系统,浓缩倍数达到5.
1．3 二级Ro系统
一级RO系统的浓缩液由二级输送泵进入二级RO装置进行循环浓缩.二级浓缩系统的废水处理量为0．2 m3／h,废水镍离子的浓度约为16000—1800mg／L,pH 7.设计运行压力2．5MPa,通量200L／h.该系统采用4支进口的4英寸聚酰胺复合海水淡化膜元件,单支元件的有效膜面积为7m ,脱盐率≥99．5％.经过该系统的处理,二级浓缩液再浓缩了lO倍以上,并送至蒸发系统,两极RO产水均进入RO产水箱回用到生产线上,形成良性的清洁化生产的循环用水系统.浓缩液经蒸发后直接回到电镀槽使用.
2 稳定运行
反渗透膜系统处理后的出水主要回用于镀镍漂洗水,由于镀镍液的工作温度为55—60"C,在电镀过程中有大量水分蒸发,故在RO装置浓液排出的稀镀镍液(量少时)可顺利加入镀镍槽中回用.整个系统从2005年4月运行至今,系统运行平稳,各项指标均基本达到设计要求,从实际运行结果来看,膜法镍回收系统的镍回收率达到99．96％,水回用率达到100％,达到设计要求.本方案对漂洗废水不但对水资源进行了回收,而且回收了镍资源.经膜系统浓缩5O倍后的浓缩液直接回用到电镀槽,作为生产工艺的补充用水.本方案处理工艺简单,维护简单,无二次污染,较彻底地实现了镀镍废水的零排放.
3 RO膜的清洗与维护
在正常操作过程中,RO元件内的膜面会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性有机物质的污染,从而引起膜通量下降,从而导致设备成本上升,产品质量下降等一系列问题.尽管本工艺的预处理系统比较完善,但经过较长时间运行,RO膜面仍不可避免地出现污染问题,这是膜分离技术在实际工程中普遍存在的问题.因此,在实际工程中,要特别注重对膜的维护一膜污染的控制与清洗.2005年lO月份,膜污染较为严重,通量下降约20％,采用加酸和碱的方法进行化学清洗,膜通量恢复率基本能达到设计值的95％左右.
4 结论
采用两级RO膜系统对含镍250~350 mg／L的漂洗废水进行处理,对镍的截留率达99．9％以上,经两年多运管行考察,系统运行平稳,各项指标基本达到设计要求,经济效益较为明显,年净收益达43．34万元,且出水可达到回用要求.总之该工程在技术上可行,而且还产生了良好的经济效益、社会效益和环境效益,对电镀行业的可持续发展具有重要意义.

5. 化学镍的化学法处理办法有哪几种？

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电镀废水国家表三标准要求镍需要处理到0.1mg/L以下，国家表二标准要求镍需要处理至0.5mg/L以下，本文介绍化学镍废水处理至0.1mg/L的办法。
 材料：电镀废水  除镍剂   聚合氯化铝、聚丙乙烯酰胺
 
方法： l  在电镀废水排放标准中，表三标准要求镍排放浓度不高于0.1mg/L，由于化学镍废水的难处理，实现0.1的难度很大，广东地区一度要求镍需要处理至表三标准，后来因为比较难执行，而把标准又降低到了0.5mg/L，因此广东地区的排放标准被称为表2.5，但是随着环保力度越来越大，镍的排放标准会很快提到表三标准，因此相关电镀厂需要提前确认处理工艺，以免措手不及。
 l  在对于镍的处理中，由于表三标准要求镍需要处理至0.1，本身要求就高，对于一般的电镀镍，如果废水中没有其他络合剂或者成分存在，氢氧根本身就具有很强的结合力，能够把镍离子去除，而由于分流不清楚或者水中混有前处理水，那么废水中的镍就 比较难处理达标。而化学镀镍中，产生的废水中本身就含有络合剂，而且络合剂的浓度很高，用一般的处理工序无法达标，需要通过破络或者其他办法把镍离子去除。
l  化学镍的化学法处理办法一般有两种，一种是使用锌镍合金处理剂直接螯合处理，锌镍合金处理剂本身含有大量的除镍基团，除镍基团通过螯合作用能够把络合镍破坏掉，进而沉淀除去。另外一种办法是通过破络作用将络合剂与镍离子之间的结合键破坏，而后通过除镍剂进行捕捉，把破坏以后的镍离子除去。均能处理至表三标准，镍浓度降低至0.1mg/L以下
 注意事项：化学镍废水难处理主要是络合剂的原因，不同络合剂处理难度不同