权利要求
1.一种含
镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于，其清洁生产工艺包括以下步骤：
S1：将三氟化氮电解含镍废渣放置于电热炉中，进行升温加热;
S2：升华或分解含镍废渣中的氟化氢铵，通过冷凝系统进行冷凝液化结晶重新合成氟化氢铵出售或回用;
S3：S2中部分没有合成的氟化氢通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用;
S4：经过电热炉加热挥发处理的物料a主要成份为氟化镍、氟化铁及氟化
铜;将物料a加入碱性物料溶液进行转化浸出，将氟化镍、氟化铁及氟化铜转化为氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜，氢氧化钠或氢氧化钾溶液转化为氟化钠或氟化钾溶液;然后进行蒸发得到氟化钠或氟化钾晶体产品用于出售;
S5：向S4得到的氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜渣料中加入电解镍系统的带酸阳极液，利用阳极液中的酸将氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜溶解于
电解液中，酸不足部分补加酸，之后进行除金属杂质，完成后将反应浆液过滤，得到纯净的镍电解前液;
S6：得到的纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍。
2.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
步骤S5中金属杂质去除过程为：溶液过滤后加入除铜剂a置换铜，形成金属铜粉并过滤;之后滤液加入氧化剂将溶液PH控制在3～4,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;其反应过程的化学方程式如下：
Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
3.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
步骤S5中金属杂质去除过程为：加入氧化剂将溶液PH控制在3～4,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;溶液过滤后加入除铜剂b沉铜，形成硫化铜沉淀;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;其反应过程的化学方程式如下：
Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
CuSO4+NiS=CuS+NiSO4
CuSO4+Na2S=CuS+Na2SO4
2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
4.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
在步骤S1中，电热炉为工频炉、中频炉、电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉以及电热蒸汽锅炉中的任一一种。
5.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
在步骤S3中，通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用的过程中，尾气水的温度控制在10-50℃，尾气水的流速控制在0.5-1.0m/s。
6.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
在步骤S4中，碱性物料溶液氢氧化钠或氢氧化钾中的任一一种。
7.根据权利要求2所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
除铜剂a为铁粉，通过置换铜，形成金属铜粉并过滤的过程中，除铜剂的添加量控制在溶液中铜离子摩尔量的1.05～1.2倍;过量的铁用双氧水氧化沉淀去除，其中氧化剂为双氧水。
8.根据权利要求3所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
加入的氧化剂为双氧水，除铜剂b为硫化镍或硫化钠中的任一一种。
9.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
电解的不溶阳极为耐腐的钛涂二氧化
铅阳极或钛涂铱钌阳极，阴极采用金属钛板;先生产出镍始极片，再用镍始极片为阴极生产Ni99.96%的电解镍。
10.根据权利要求1所述的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其特征在于：
在步骤S6中，得到纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍的过程中，电解的电流密度控制在0.1-0.5A/dm2，电解的电压控制在2.0-4.0V。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及含镍
危废无害化处理领域，具体而言，涉及一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺。
背景技术
[0002]高纯度的三氟化氮是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，是半导体LCD产业制造过程中必备的材料。多用作电子工业中
多晶硅、氮化硅等
半导体材料的蚀刻剂，尤其用于厚度小于1.5μm的集成电路材料的蚀刻;也可在集成电路板和液晶显示器生产中起清洗作用，还用作氟化氢、氟气高能化学激光器的氟源等。
[0003]高纯三氟化氮的生产多采用氟化氢铵熔盐电解法制备，在电解过程中，金属镍板作为阳极逐渐被溶解，而阴极常用铁板，也会被缓慢腐蚀，以氟化镍、氟化铁、氟化铜及腐蚀后的金属镍渣、金属铁渣等形式沉积在电解槽底部。因此，必须定期清理电解槽内沉积物，以维持电解顺利进行。清理出的沉积物就是电解废渣，电解废渣除了含有氟化镍、氟化亚铁、金属镍渣、金属铁渣等，还携带有大量的氟化氢铵。镍作为贵重金属，具有较高的经济价值，如果不加以回收，会造成浪费和严重的重金属污染;电解废渣中携带的大量氟化氢铵，其特征污染物为氟和氨氮，氟有较强的毒性，氨氮也是严重污染物，如果不加以回收，也会造成严重环境危害。
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种针对三氟化氮生产过程产生的含镍废渣中多金属，多元素综合回收的清洁生产工艺，能够有效的将镍生产为高纯电解镍回用于生产系统，同时还将渣中的氟和氨的化合废物变为生产过程中可以回用的原料，真正实现的循环经济，绿色清洁生产工艺。
[0005]有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
[0006]本发明的目的在于提供一种针对三氟化氮生产过程产生的含镍废渣中多金属，多元素综合回收的清洁生产工艺，能够有效的将镍生产为高纯电解镍回用于生产系统，同时还将渣中的氟和氨的化合废物变为生产过程中可以回用的原料，真正实现的循环经济，绿色清洁生产工艺。
[0007]本发明的实施例是这样实现的：
[0008]一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其清洁生产工艺包括以下步骤：
[0009]S1：将三氟化氮电解含镍废渣放置于电热炉中，进行升温加热;控制温度230～600℃;
[0010]S2：升华或分解含镍废渣中的氟化氢铵，通过冷凝系统进行冷凝液化结晶重新合成氟化氢铵出售或回用;
[0011]S3：S2中部分没有合成的氟化氢通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用;
[0012]S4：经过电热炉加热挥发处理的物料a主要成份为氟化镍、氟化铁及氟化铜;将物料a加入碱性物料溶液进行转化浸出，将氟化镍、氟化铁及氟化铜转化为氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜，氢氧化钠或氢氧化钾溶液转化为氟化钠或氟化钾溶液;然后进行蒸发得到氟化钠或氟化钾晶体产品用于出售;
[0013]S5：向S4得到的氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜渣料中加入电解镍系统的带酸阳极液，利用阳极液中的酸将氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜溶解于电解液中，酸不足部分补加酸，之后进行除金属杂质，完成后将反应浆液过滤，得到纯净的镍电解前液;
[0014]S6：得到的纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍。
[0015]在一个实施中，步骤S5中金属杂质去除过程为：溶液过滤后加入除铜剂a置换铜，形成金属铜粉并过滤;之后滤液加入氧化剂将溶液PH控制在3～5,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;其反应过程的化学方程式如下：
[0016]Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
[0017]Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
[0018]Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
[0019]CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
[0020]2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
[0021]在一个实施中，步骤S5中金属杂质去除过程为：加入氧化剂将溶液PH控制在3～5,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;溶液过滤后加入除铜剂b沉铜，形成硫化铜沉淀;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;其反应过程的化学方程式如下：
[0022]Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
[0023]Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
[0024]Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
[0025]CuSO4+NiS=CuS+NiSO4
[0026]CuSO4+Na2S=CuS+Na2SO4
[0027]2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
[0028]在一个实施中，在步骤S1中，电热炉为工频炉、中频炉、电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉以及电热蒸汽锅炉。
[0029]在一个实施中，在步骤S3中，通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用的过程中，尾气水的温度控制在10-50℃，尾气水的流速控制在0.5-1.0m/s。
[0030]在一个实施中，在步骤S4中，碱性物料溶液氢氧化钠或氢氧化钾中的任一一种。
[0031]在一个实施中，除铜剂a为铁粉，通过置换铜，形成金属铜粉并过滤的过程中，除铜剂的添加量控制在溶液中铜离子摩尔量的1.05～1.2倍;过量的铁用双氧水氧化沉淀去除，其中氧化剂为双氧水。
[0032]在一个实施中，加入的氧化剂为双氧水，除铜剂b为硫化镍或硫化钠中的任一一种。
[0033]在一个实施中，电解的不溶阳极为耐或钛涂铱钌阳极，阴极采用金属钛板。先生产出镍始极片，再用镍始极片为阴极生产Ni99.96%的电解镍。
[0034]在一个实施中，在步骤S6中，得到纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍的过程中，电解的电流密度控制在0.1-0.5A/dm2，电解的电压控制在2.0-3.0V。
[0035]本发明实施例的技术方案的有益效果包括：
[0036]本发明实施例提供的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，本发明的清洁生产工艺能够有效地回收含镍废渣中的镍，将其生产为高纯电解镍，回用于生产系统。同时，该工艺还能将渣中的氟和氨的化合废物变为生产过程中可以回用的原料，实现了循环经济和绿色清洁生产。这不仅提高了资源的利用效率，减少了废弃物的产生，而且还降低了生产成本，提高了经济效益。此外，该工艺还有助于减少环境污染，保护环境，符合可持续发展的理念。因此，本发明的清洁生产工艺具有广泛的应用前景和重要的实用价值。
[0037]总体而言：
[0038](1)本发明利用电热炉加热含镍废渣，使其中的氟化氢铵升华或分解，通过冷凝系统重新合成氟化氢铵，或者通过尾气水吸收提高浓度得到氢氟氟酸，实现了氟的回收利用，减少了氟的排放和污染，同时也节约了原料成本;
[0039](2)本发明利用碱性物料溶液将含镍废渣中的氟化镍、氟化铁及氟化铜转化为氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜，同时生成氟化钠或氟化钾溶液，经过蒸发得到氟化钠或氟化钾晶体产品，实现了氟的进一步回收利用，同时也增加了副产品的收益;
[0040](3)本发明利用电解镍系统的带酸阳极液将氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜溶解于电解液中，经过除金属杂质，得到纯净的镍电解前液，通过不溶阳极电解生产高纯度的电解镍，实现了镍的高效回收利用，同时也提高了产品的质量;
[0041](4)本发明采用了多种除铜剂和氧化剂，可以根据实际情况选择最适合的方法，实现了铜的回收利用，同时也避免了铜对镍电解的影响;
[0042](5)本发明整个工艺过程中，没有产生任何有害的废物，实现了废物的零排放，符合清洁生产的要求，具有良好的环境效益和社会效益。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0044]图1为本发明实施例提供的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺实施例1流程图;
[0045]图2为本发明实施例提供的一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺实施例2流程图。
具体实施方式
[0046]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0047]因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0049]术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0050]此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。
[0051]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052]请参照图1～图2，本实施例提供一种含镍废料循环利用的清洁生产工艺，其清洁生产工艺包括以下步骤：
[0053]S1：将三氟化氮电解含镍废渣放置于电热炉中，进行升温加热;控制温度230～600℃;由于熔点和沸点的不同，镍废渣含有的氟化氢铵在高温作用下发生升华或分解;在这个步骤中，这个步骤的主要目的是将固态的氟化氢铵转化为气态，为后续的回收利用提供原料，以便于后续的处理和回收。同时也降低了含镍废渣的氟含量，减少了氟对环境的危害。其反应如下所示：
[0054]NH4HF2(固态)=NH4HF2(气态)+NH3↑+2HF↑
[0055]S2：升华或分解含镍废渣中的氟化氢铵，通过冷凝系统进行冷凝液化结晶重新合成氟化氢铵出售或回用;通过冷凝系统将升华或分解的氟化氢铵进行冷凝液化结晶，重新合成氟化氢铵。得到可用于工业生产的氟化氢铵产品，实现了氟的循环利用，以减少废弃物的产生和环境污染，节约了资源，增加了收益。
[0056]S3：S2中部分没有合成的氟化氢通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用;通过回收氟化氢，得到可用于工业生产的氢氟酸产品，实现了氟的循环利用，以减少废弃物的产生和环境污染。
[0057]S4：经过电热炉加热挥发处理的物料a主要成份为氟化镍、氟化铁及氟化铜;将物料a加入碱性物料溶液进行转化浸出，将氟化镍、氟化铁及氟化铜转化为氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜，氢氧化钠或氢氧化钾溶液转化为氟化钠或氟化钾溶液;然后进行蒸发得到氟化钠或氟化钾晶体产品用于出售;其主要目的是将废渣中的有价值的金属离子(如镍、铁和铜)转化为可回收的形式。其转化过程反应的化学方程式如下：
[0058]NiF2+2NaOH=2NaF+Ni(OH)2
[0059]NiF2+2KOH=2KF+Ni(OH)2
[0060]CuF2+2NaOH=2NaF+Cu(OH)2
[0061]CuF2+2KOH=2KF+Cu(OH)2
[0062]FeF2+2KOH=2KF+Fe(OH)2
[0063]S5：向S4得到的氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜渣料中加入电解镍系统的带酸阳极液，利用阳极液中的酸将氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜溶解于电解液中，酸不足部分补加酸，之后进行除金属杂质，完成后将反应浆液过滤，得到纯净的镍电解前液;
[0064]更为具体而言，在选择除金属杂质步骤时，进一步地，步骤S5中金属杂质去除过程为：溶液过滤后加入除铜剂a置换铜，形成金属铜粉并过滤;之后滤液加入氧化剂将溶液PH控制在3～5,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;其反应过程的化学方程式如下：
[0065]Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
[0066]Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
[0067]Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
[0068]CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
[0069]2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
[0070]S6：得到的纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍。
[0071]采用上述工艺方法，本发明的清洁生产工艺能够有效地回收含镍废渣中的镍，将其生产为高纯电解镍，回用于生产系统。同时，该工艺还能将渣中的氟和氨的化合废物变为生产过程中可以回用的原料，实现了循环经济和绿色清洁生产。这不仅提高了资源的利用效率，减少了废弃物的产生，而且还降低了生产成本，提高了经济效益。此外，该工艺还有助于减少环境污染，保护环境，符合可持续发展的理念。因此，本发明的清洁生产工艺具有广泛的应用前景和重要的实用价值。
[0072]通过上述工艺，实现了含镍废渣中的镍、氟、氨等有价元素的高效回收利用，提高了资源的利用效率，减少了废弃物的产生，降低了生产成本，提高了经济效益;实现了氟化氢铵、氢氟酸、氟化钠或氟化钾等氟化物的循环利用，减少了氟对环境的危害，保护了环境，符合可持续发展的理念;实现了电解镍系统的带酸阳极液的回用，节约了酸的消耗，降低了成本。
[0073]进一步地，步骤S5中金属杂质去除过程为：加入氧化剂将溶液PH控制在3～5,将溶注液中的铁形成氢氧化铁除去;利用氧化剂(如过氧化氢)对溶液中的铁离子进行氧化，使其生成不溶于水的氢氧化铁沉淀，从而实现铁的去除。通过控制溶液的PH值，保证氢氧化铁的生成和沉淀，避免生成可溶于水的铁盐;溶液过滤后加入除铜剂b沉铜，形成硫化铜沉淀;利用除铜剂b(如硫化钠、硫化镍)对溶液中的铜离子进行还原，使其生成不溶于水的硫化铜沉淀，从而实现铜的去除;将反应浆液过滤，得到纯净的镍的电解前液;利用过滤法将溶液中的氢氧化铁和硫化铜等不溶性杂质分离出来，得到含有镍离子的清澈溶液，作为电解镍的前处理液;其反应过程的化学方程式如下：
[0074]Ni(OH)2+H2SO4=NiSO4+2H2O
[0075]Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
[0076]Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
[0077]CuSO4+NiS=CuS+NiSO4
[0078]CuSO4+Na2S=CuS+Na2SO4
[0079]2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe(OH)3。
[0080]进一步地，在步骤S1中，电热炉为工频炉、中频炉、电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉以及电热蒸汽锅炉。
[0081]进一步地，在步骤S3中，通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用的过程中，尾气水的温度控制在10-50℃，尾气水的流速控制在0.5-1.0m/s。具体而言，利用水溶液与气体之间的相互作用，将气体中的氟化氢转移到水溶液中，从而实现氟化氢的回收和净化。整个过程中，为了保证尾气水的吸收效率和稳定性，避免尾气水的过热或过冷，影响氟化氢的溶解度和反应速率;尾气水的温度控制在10-50℃。一般来说，尾气水的温度越低，氟化氢的溶解度越高，吸收效率越高，但是过低的温度会导致尾气水的粘度增大，流动阻力增加，流速降低，反应速率降低，吸收效率降低。因此，在实际生产过程中，根据尾气水的性质和尾气的成分，选择上述规定温度合适的温度范围，以达到最佳的吸收效果。此外，为了保证尾气水和气体之间的充分接触和传质，提高尾气水的吸收效率和均匀性，避免尾气水的停滞或涡流，影响氟化氢的传递和反应。尾气水的流速控制在0.5-1.0m/s，生产过程中发现尾气水的流速越高，气液间的湍流程度越大，传质系数越高，吸收效率越高，但是过高的流速会导致尾气水的压力损失增大，能耗增加，流动不稳定，吸收效率降低。因此，也同样需要根据尾气水的性质和尾气的流量，选择合适的流速范围，以达到最佳的吸收效果。总之，采用此种工艺的方式结构简单、能耗低、净化效率高和适用范围广，能有效去除氟化氢气体(HF)、氯化氢气体(HCl)、氨气(NH3)、硫酸雾(H2SO4)、铬酸雾(CrO3)、氰氢酸气体(HCN)等水溶性气体，净化后的酸雾废气达到国家排放标准。
[0082]综上所述，在步骤S3中，通过尾气水吸收提高浓度，得到商品氢氟氟酸出售或回用的过程中，实现了氟化氢的高效回收利用，节约了资源，增加了收益。同时，也减少了氟化氢对环境和人体的危害，保护了环境，符合可持续发展的理念。
[0083]进一步地，在步骤S4中，碱性物料溶液氢氧化钠或氢氧化钾中的任一一种。
[0084]进一步地，除铜剂a为铁粉，通过置换铜，形成金属铜粉并过滤的过程中，除铜剂的添加量控制在溶液中铜离子摩尔量的1.05～1.2倍;过量的铁用双氧水氧化沉淀去除，其中氧化剂为双氧水。该过程的有益效果在于，可以利用廉价的铁粉代替昂贵的金属镍作为除铜剂，降低了成本，同时可以回收金属铜粉作为副产品，增加了收益。双氧水作为氧化剂，可以有效地将铁离子氧化为氢氧化铁沉淀，便于分离和过滤，同时也不会造成环境污染。
[0085]进一步地，加入的氧化剂为双氧水，除铜剂b为硫化镍或硫化钠中的任一一种。该过程的有益效果在于，可以利用硫化镍或硫化钠作为除铜剂，生成硫化铜沉淀，便于分离和过滤，同时也可以回收硫化铜作为副产品，增加了收益。双氧水作为氧化剂，同样可以有效地将铁离子氧化为氢氧化铁沉淀，便于分离和过滤，同时也不会造成环境污染。
[0086]进一步地，电解的不溶阳极为耐腐的钛涂二氧化铅阳极，阳极采用金属钛板。其电极反应方程式如下：
[0087]电镍的主要反应方程式为：
[0088]阳极：H2O-2e=2H++1/2O2↑
[0089]阴极：主反应Ni2+(Co2+)+2e=Ni(Co)
[0090]副反应：2H++2e=H2↑
[0092]NiSO4+H2O=Ni+H2SO4+1/2O2↑
[0093]进一步地，在步骤S6中，得到纯净的镍电解前液通过不溶阳极电解生产含镍大于Ni99.96%的电解镍的过程中，电解的电流密度控制在0.1-0.5A/dm2，电解的电压控制在2.0-4.0V。本实施例的电解槽的结构包括阳极、阴极、
隔膜、电解液、电源和电解液循环系统。阳极为耐腐的钛涂二氧化铅阳极，阳极采用金属钛板。阴极为不锈钢板。隔膜为聚丙烯纤维制成的透气隔膜，用于防止阳极和阴极之间的直接接触，同时允许电解液通过。电解液为纯净的镍电解前液，其主要成分为硫酸镍。电源为直流电源，用于提供电解所需的电流和电压。电解液循环系统包括泵、管道和阀门，用于将电解液从电解槽底部抽出，经过过滤和冷却后，再从电解槽顶部回流，以保持电解液的清洁和温度。该过程的有益效果在于，可以利用不溶阳极电解的方法，高效地生产出高纯度的电解镍，同时避免了阳极泥的产生，减少了废物的处理，提高了资源的利用率。
[0094]综上所述，本发明提供了一种针对三氟化氮生产过程产生的含镍废渣中多金属，多元素综合回收的清洁生产工艺，能够有效的将镍生产为高纯电解镍回用于生产系统，同时还将渣中的氟和氨的化合废物变为生产过程中可以回用的原料，真正实现的循环经济，绿色清洁生产工艺。本发明具有以下有益效果：
[0095](1)本发明利用电热炉加热含镍废渣，使其中的氟化氢铵升华或分解，通过冷凝系统重新合成氟化氢铵，或者通过尾气水吸收提高浓度得到氢氟氟酸，实现了氟的回收利用，减少了氟的排放和污染，同时也节约了原料成本;
[0096](2)本发明利用碱性物料溶液将含镍废渣中的氟化镍、氟化铁及氟化铜转化为氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜，同时生成氟化钠或氟化钾溶液，经过蒸发得到氟化钠或氟化钾晶体产品，实现了氟的进一步回收利用，同时也增加了副产品的收益;
[0097](3)本发明利用电解镍系统的带酸阳极液将氢氧化镍、氢氧化铁及氢氧化铜溶解于电解液中，经过除金属杂质，得到纯净的镍电解前液，通过不溶阳极电解生产高纯度的电解镍，实现了镍的高效回收利用，同时也提高了产品的质量;
[0098](4)本发明采用了多种除铜剂和氧化剂，可以根据实际情况选择最适合的方法，实现了铜的回收利用，同时也避免了铜对镍电解的影响;
[0099](5)本发明整个工艺过程中，没有产生任何有害的废物，实现了废物的零排放，符合清洁生产的要求，具有良好的环境效益和社会效益。
[0100]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(2)
声明：
“含镍废料循环利用的清洁生产工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：江西同德盛元镍业有限公司
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2025年04月25日 ~ 27日 
