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無(wú)水物硫酸鎳為黃色立方晶系晶體。相對(duì)分子質(zhì)量154.78。相對(duì)密度3.68。熔點(diǎn)848℃,分解,放出。不溶于乙、,溶于水(0℃時(shí)28.1、 10℃時(shí)33.0、20℃時(shí)38.4、 25℃時(shí)41.2、30℃時(shí)44.1、40℃時(shí)48.2、50℃時(shí) 52.8、60℃時(shí)56.9、80℃時(shí)66.7、100℃時(shí)69.3)、乙 醇(15℃時(shí)0.017、55℃時(shí)0.025)、(15℃時(shí) 0.061、35℃時(shí)0.110、55℃時(shí)0.222)。有吸濕性,在潮濕性空氣中易變成綠色的水合物。
六水硫酸鎳有兩種晶型,α-型及β-型。α-型為藍(lán)色四方晶系棱柱狀結(jié)晶;β-型為綠色單斜晶系結(jié)晶。有甜而澀的味道。相對(duì)分子質(zhì)量262.86。相對(duì)密度2.07。在53.5℃時(shí)α-型轉(zhuǎn)變?yōu)棣?型。 β-型在40℃時(shí)穩(wěn)定。在室溫下變成藍(lán)色不透明體。略有熒光。100℃時(shí)失水五分子水。280℃時(shí)變?yōu)闊o(wú)水鹽。折射率1.511(α-型)、1.487(β- 型)。溶于水(0℃時(shí)62.52、100℃時(shí)340.7)、(室溫時(shí)42.5)、乙醇和氫氧化銨。
七水硫酸鎳又稱(chēng)碧礬。斜方晶系綠色針狀晶體。相對(duì)分子質(zhì)量280.88。相對(duì)密度1.948。熔點(diǎn)99℃。在31.5℃時(shí)脫一分子水,變?yōu)棣?型的六水合物; 在53.3℃時(shí)脫一分子水,轉(zhuǎn)變?yōu)棣?型的六水合物。在103℃時(shí)可脫除六分子水。280℃時(shí)脫除全部結(jié)晶水。在空氣中易風(fēng)化,變成不透明的粉末,此粉末遇水重新變?yōu)榫G色。易溶于水:0℃時(shí) 27.9、20℃時(shí)37.8、40℃時(shí)50.4,溶于、乙醇。
【從硫酸鎳溶液中電解提取陰極鎳】
硫酸鎳電解提取(沉積)屬于不溶陽(yáng)極電解,其槽總電化學(xué)反應(yīng)不為零。該工藝為哈賈伐爾塔精煉廠、日本礦業(yè)公司日立精煉廠和津巴布韋的賓都拉冶煉廠采用。前者共有126個(gè)電解槽,其內(nèi)部尺寸為6.6m×1.22m×1.2m。
純鉛陽(yáng)極放在聚酯布袋內(nèi),產(chǎn)生的氧氣通過(guò)布袋直接排向車(chē)間。陽(yáng)極尺寸為1.0m×0.75m×0.008m,平均使用壽命為5~ 6a,每槽共49片;陰極每槽48片,尺寸為0.97m×0.89m× 0.0012m,由不銹鋼種板電積36h后剝得,壽命為7d,每片重約 80kg,同極距為30mm。要求陰極液成分(g/L)為:Ni 95~100, Cu<0.001,F(xiàn)e<0.0005,Co0.01,Pb<0.0002,Zn0.002。每隔膜袋循環(huán)量為15L/h,袋內(nèi)外液面差20mm。陰極電流密度220~ 230A·m-2,槽電壓為3.6V,陰極電流效率96%~97%,整流器為20kA×400V。
賓都拉廠工藝與哈賈伐爾塔廠相近,惟同極距為160mm,液面差25mm,凈化后液含Ni2 96g/L,陰極室內(nèi)Ni2 68g/L,其他雜質(zhì)為(10-6): Cu 1,Co1~2,Pb1,F(xiàn)e1,Zn1,pH3.5。溫度 65℃,陰極電流密度225A/m2,電流效率95%。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)硫酸鎳的原料主要來(lái)源有高冰鎳、鎳濕法中間產(chǎn)品、廢渣廢料。長(zhǎng)期的低鎳價(jià)逼停了國(guó)外一些小型硫化鎳礦山以及中間品生產(chǎn)商,加之國(guó)內(nèi)硫酸鎳項(xiàng)目不斷在擴(kuò)張,硫酸鎳原料供應(yīng)偏緊;我們認(rèn)為未來(lái)大概率給到新增量的工藝是利用紅土鎳礦RKEF生產(chǎn)鎳鐵,而后轉(zhuǎn)爐吹煉 加壓酸浸,生產(chǎn)出高冰鎳,進(jìn)而制備硫酸鎳,工藝成熟流程短,且現(xiàn)金成本較紅土鎳礦濕法冶煉低。
鎳豆成為硫酸鎳原料很好的補(bǔ)充,在全球約200多萬(wàn)噸的鎳金屬產(chǎn)品中,約有50%的精煉鎳適合生產(chǎn)硫酸鎳,如果采用金屬鎳酸溶制備硫酸鎳,這其中約有40萬(wàn)噸是適合的原料,包括鎳豆、鎳粉等,鎳板理論上也可以生產(chǎn)硫酸鎳,但溶解速度過(guò)慢,成本相對(duì)鎳豆高很多;
當(dāng)前LME鎳庫(kù)存約37萬(wàn)噸,其中絕大部分是鎳豆,所以若金屬鎳酸溶制備硫酸鎳,在當(dāng)前具備經(jīng)濟(jì)性的條件下,鎳豆將成為硫酸鎳原料很好的補(bǔ)充,不會(huì)限制硫酸鎳的發(fā)展。