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深度好文,有关硫酸镍检测,我有话说_拜恩检测-专业第三方检测机构

发表时间:2022-08-12   来源:

 

硫酸镍属于化工产品检测种类之一。很长一段时间内,硫酸镍主要用于电镀工业领域,比如镀镍、预镀镍镀、镍铁合金、镀镍钴合金、镀锌镍铁合金、电镀镍和化学镀镍都需要使用硫酸镍作为原料。 不过近些年来,硫酸镍的应用行业也在悄悄不断的拓展,尤其是中国新能源行业发展的带动,电池工业技术得到史无前例的变革。为此,国标委也专门制定了电池工业标准HG/T 5919-2021《电池用硫酸镍》。当然在医药工业催化剂、还原染料的媒染剂、金属着色剂以及其他工业镍盐的生产中,硫酸镍也有着广泛的应用。

硫酸镍产品

一、工艺分析

 

1.金属镍制取法

硫酸镍加工的金属镍法一般使用的是金属镍块(板)用硫酸、硝酸溶解制得。这类生产工艺简单,但是缺点就是原料价格昂贵,所以很多企生产企业会用电子管中的含镍废丝,废锂离子电池料或废金属作为原料来制备精制硫酸镍。这样做的好处就是经济效益好,但是需要增加除杂工序。

金属镍法的除杂工序一般是将制得的粗品硫酸镍中的铁、铜等杂质,进行水解去除。方法就是先加水溶解配成一定浓度的溶液,加入适量的工业双氧水,将溶液中的亚铁离子氧化为三价铁离子。把该溶液加热到 80℃以上,缓慢加入硫酸镍,调整溶液 pH 值在 4~5 范围内,冷却静置,使三价铁盐水解成氢氧化铁完全沉淀下来除铁后的硫酸镍溶液加入少量硫酸调整 pH 值至 3~4 后进行浓缩、冷却、结晶。低于 31.5℃的结晶为七水物,高于 31.5℃的结晶为六水物。工业硫酸镍一般为七水和六水的混合硫酸镍晶体。

 

2.由含铜镍的废料制取方法

根据铜镍分离方法又分为:

a.重结晶法

适合电解精炼铜产生的电解液,当硫酸镍积累较多时,先将硫酸铜结晶分离,再把母液浓缩即得。

b.电解脱铜法

含铜镍的废渣用硫酸、硝酸溶解得到含铜的硫酸镍溶液后,用铅锑合金板作阳极、 铜片作阴极进行电解,铜在阴极上析出,脱铜后的硫酸镍溶液经浓缩结晶即得。

 

3.由生产钴的含镍废液制取方法
该方法为了除去废液中的钴,需要先加入纯碱,使废液中硫酸镍以碳酸镍形式沉淀析出,再将碳酸镍溶于硫酸即得。

 

4.由废镍触媒制取方法

①由蒽醌法双氧水生产中废镍触媒制取先将废镍触媒在 400℃下灼烧,使有机物炭化,同时氧化生成氧化镍。用 35~45%的稀硫酸溶解氧化镍,得到粗制硫酸镍。然后添加适量的工业双氧水除铁,滤除氢氧化铁沉淀。滤液浓缩结晶即得。

②由催化加氢的废镍触媒制取 由于该种废触媒中存在大量的氧化铝,所以除铝是关键。在废触媒脱除有机物后,加碱(NaOH)可除去铝、硅等杂质。过滤后固体物用硫酸溶液生成硫酸镍溶液,再加入双氧水除去铁等杂质,浓缩结晶即得。

 

二、标准现状

目前硫酸镍的相关标准,无论是国内还是国外都相对老旧。不过,国内由于电池工业的发展,近几年也出台了几部相关的新标准,但是总体而言,整个硫酸镍的标准体系比较陈旧。而且与其他产品相反,硫酸镍的国外标准要求与国内标准的要求实际情况出入很大,国内整体的指标要求要远大于国际上的要求。所以如果相关标准需要重新修订,建议应该多参考国内各大厂商的生产技术指标要求。

 

1.国外标准

日本 JIS K 1460:1997《精制硫酸镍》 

俄罗斯 ΓΟСТ 2665-1986《精制硫酸镍技术条件》 

DIN 50970:1995《电镀层、镍槽用镀镍化学材料,要求和检验》 

 

2.国内标准

GB/T 26524-2011  精制硫酸镍 

HG/T 2824—2009 工业硫酸镍 

HG/T 5919-2021   电池用硫酸镍 

HG/T 4020-2020   化学试剂 六水合硫酸镍(硫酸镍)

 

三、检测指标及方法

硫酸镍的检测指标主要为镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu) 、铁(Fe) 、钠(Na) 、铅(Pb) 、锌(Zn) 、钙(Ca) 、镁(Mg) 、锰(Mn) 、镉(Cd) 、铬(Cr)、汞(Hg)等元素的含量,然后加上水不溶物、磁性异物、油分等项目。

 

1.镍含量检测方法

镍含量检测的方法可采用重量法(仲裁法)与 EDTA 络合滴定法并列。重量法和 EDTA 滴定法均为成熟的镍测定方法,在许多镍盐标准中采用,测定终点灵敏,结果的平行性、准确性都很好, 

a.重量法:在氨性溶液中,加入酒石酸与铁、铝等杂质形成可溶性络合物以消除干扰,以二甲基乙二醛肟和镍生成红色的二甲基乙二醛肟镍沉淀,经过滤、洗涤、干燥至恒重,计算出镍含量。 

b.EDTA 络合滴定法:试料用酸分解,用酒石酸钾钠、氟化铵、硫代硫酸钠掩蔽铜、铁、钙、镁等杂质,5 在 pH 值为 8~9 的氨性溶液中,以紫脲酸铵为指示剂,用 EDTA 标准滴定溶液滴定至溶液呈紫红色为终点。

 

2.钴、铜、铁、钠、铅、锌、钙、镁、锰、镉、铬含量检测方法

这几个元素大部分可以采用原子吸收光谱法进行测定。钴含量可采用分光光度法和原子吸光谱法收并列进行检测;铅含量可采用的石墨炉原子吸收光谱法和 ICP 并列进行检测;铁含量可采用的是邻菲啰啉分光光度法和原子吸光谱法收并列进行检测。不过随着检测技术的发展,以上这几种元素,使用电感耦合等离子体发射光谱仪进行测定更为便捷。电感耦合等离子体发射光谱仪均采用混合标准进行测定,采用标准曲线法测定痕量元素,具有快速、准确、简便的特点。

 

3.汞含量检测方法

汞含量可以采用冷原子吸收分光光度法和原子荧光法测定,不过目前冷原子吸收分光光度法基本被淘汰,大部分机构主要还是原子荧光法进行测定。检测方法主要用硝酸溶解试样,在酸性溶液中,以氯化亚锡将二价汞离子还原为汞原子,用高纯氩气导入原子荧光吸收池。用原子荧光仪,以高强度汞空心阴极灯为光源,将仪器调至最佳工作条件状态,以汞质量为横坐标,荧光值为纵坐标,绘制工作曲线测定荧光值。

 

4.水不溶物含量检测方法

水不溶物含量可采用重量法进行测定,方法也很简单,主要先称取40g试样溶于200mL水中后,经过滤、洗涤后,在105℃±2℃烘干至质量恒定,根据烘干后残留物的量,便可确定水不溶物的含量。 

 

5.油分检测方法

由于硫酸镍在生产过程中会使用各种溶解油作为萃取剂,所以在最终产品中会残留部分油分。通常情况下油分检测会用四氯化碳萃取后,利用红外光度法进行检测,但是四氯乙烯的毒性低于四氯化碳,所以近些年,很多检测机构都会使用四氯乙烯来萃取检测硫酸镍的油分指标。

 

6.磁性异物含量检测方法

该指标的检测方法主要将试样打浆后,用磁子进行吸附铁、钴、锌和铬后,加入盐酸、硝酸溶解,采用标准曲线法,用电感耦合等离子体发射光谱仪测定钴、铁、锌和铬含量,然后通过计算得到磁性异物含量。

精制硫酸镍

近些年来,虽然电镀行业消费增速放缓,但是此消彼长,新能源车给镍需求提供强劲的增长潜力,需求占比持续攀升,高镍电池的推广进一步加速新能源车领域对镍的需求。硫酸镍作为电池工业生产的主要原料之一,占据十分重要的位置。了解硫酸镍相关工艺及标准现状,对于更好的生产高质量的产品具有指导意义。

 

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