離子交換法在鎳濕法冶金工藝中的運(yùn)用

樓江鵬

（贛州騰遠(yuǎn)鈷業(yè)新材料股份有限公司，江西 贛州 341100）

離子交換法屬于一種化學(xué)反應(yīng)手段，主要是利用離子交換樹(shù)脂稀溶液中某中離子交換到樹(shù)脂上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離的目的，得到最終想要的物質(zhì)，為其生產(chǎn)提供了重要的支持。同時(shí)，近幾年為了提升鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)的效率，逐漸將離子交換法應(yīng)用到其中，通過(guò)離子交換法自身的優(yōu)勢(shì)，例如：分離效率高、離子交換樹(shù)、脂可再生循環(huán)使用等優(yōu)勢(shì)，并且在一定程度上可以簡(jiǎn)化深鎳濕法冶金生產(chǎn)的流程，提升鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)的效率，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

1 離子交換法分析

離子交換法主要是起到吸附和去除的作用，在我國(guó)冶金生產(chǎn)行業(yè)中有著有效的運(yùn)用，其運(yùn)用效果也是非常顯著的。但是，離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用之前，需要對(duì)離子交換法的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行初步的了解和掌握，這樣才能確保離子交換法在鎳濕法冶金工藝中的運(yùn)用效果，那么具體的內(nèi)容如下：

（1）一般情況下，硬水軟化和去離子法在離子交換法中較為常用，可以很好的去除多余物質(zhì)，得到可用的物質(zhì)[1]。其中軟化是水質(zhì)硬度降解的一個(gè)前期處理過(guò)程，并且在處理完成以后，軟化機(jī)內(nèi)部的球狀樹(shù)脂，通過(guò)兩個(gè)鈉離子和鈣離子、或者鎂離子進(jìn)行交換，這樣在一定程度上可以保證離子交換法的使用效果。

（2）離子交換法主要是利用圓球性樹(shù)脂進(jìn)行過(guò)濾，那么在這個(gè)時(shí)候離子就會(huì)與固定樹(shù)脂上的離子進(jìn)行交換和處理，做到得到想要的物質(zhì)。另外，離子交換法主要是利用氫離子交換的陽(yáng)離子，利用氫氧根離子交換陰離子，并且在交換完成以后進(jìn)行再生，對(duì)離子交換樹(shù)脂上的雜質(zhì)進(jìn)行交換，進(jìn)而生成化學(xué)反應(yīng)。陰陽(yáng)離子一般分別包裝在不同離子交換床中，這樣可以將陰陽(yáng)離子進(jìn)行有效的融合，并且生產(chǎn)一個(gè)離子交換床中，這樣可以提升吸附和去除的效果。

（3）若是將離子交換法與其它純化水質(zhì)方式結(jié)合，那么離子交換法在整個(gè)處理階段占據(jù)著非常重要的作用。離子交換法在運(yùn)用的時(shí)時(shí)候，可以有效的將離子去除，但是有機(jī)生物和為生物是無(wú)法去除的。因此，基于這樣的情況，可以利用樹(shù)脂進(jìn)行吸附，但是在利用樹(shù)脂吸附的時(shí)候，需要分析所含有金屬離子的濃度，并且對(duì)樹(shù)脂溶液的添加進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣才能保證良好的效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最終的目的。

2 離子交換法的具體運(yùn)用

為了有效提升鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)的效率，保證其生產(chǎn)的穩(wěn)定性，逐漸將離子交換法運(yùn)用到其中，下面就從低濃度生物浸出液、螯合樹(shù)脂、特種無(wú)機(jī)離子交換樹(shù)脂、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂等方面，對(duì)離子交換法在鎳濕法冶金工業(yè)中的具體運(yùn)用，展開(kāi)了分析和闡述。

2.1 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用的時(shí)候，可以利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂展開(kāi)，這樣可以提升鈷和鎳的回收效率。就以鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)廢水中Co2+，Ni2+和Cr3+等離子，一般情況樹(shù)脂的加入量應(yīng)當(dāng)為0.6g/100ml，這樣可以保證處理的效果達(dá)到最佳。同時(shí)，需要金屬離子進(jìn)行嚴(yán)格的控制，最大的濃度狀態(tài)為200mg/l[2]。各個(gè)方面達(dá)到最佳狀態(tài)以后，對(duì)吸附平衡時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常情況下應(yīng)當(dāng)控制在1h即可。在吸附平衡階段的時(shí)候，樹(shù)脂上的硫酸功能會(huì)受到脫氫的作用，這時(shí)溶液的PH值就會(huì)產(chǎn)生一定的變化，一般會(huì)處于降低的狀態(tài)。另外，在利用陽(yáng)離子交換的時(shí)候，若是離子化合價(jià)處于相同的狀態(tài)，那么就證明吸附程度也是非常好的，大大提升了鎳濕法冶金工業(yè)生產(chǎn)的效率，獲取良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 特種無(wú)機(jī)離子交換樹(shù)脂

特種無(wú)機(jī)離子交換樹(shù)脂是離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用中，經(jīng)常會(huì)用到的運(yùn)用方式，主要是利用基礎(chǔ)材料為主，由于的這種材料具有一定的特殊性，例如：選擇性相對(duì)較高、動(dòng)力學(xué)性能相對(duì)較好、吸附能力相對(duì)較快、穩(wěn)定性也相對(duì)較強(qiáng)等。同時(shí)，特種無(wú)機(jī)離子交換樹(shù)脂一般去除Cu，F(xiàn)e，Ca，Mg，Na，K等離子中，其運(yùn)用效果是非常好的，也避免對(duì)周圍環(huán)境造成影響。

2.3 螯合樹(shù)脂

螯合樹(shù)脂是離子交換法運(yùn)用的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，該物質(zhì)屬于一種大孔型苯乙烯一二乙烯基苯共聚物，可以有效吸附各種金屬離子性能，并且樹(shù)脂吸附的作用下，需要對(duì)金屬離子的變化狀態(tài)進(jìn)行分析，這樣可以避免任何異常現(xiàn)象得產(chǎn)生。同時(shí)，在利用螯合樹(shù)脂進(jìn)行分析的時(shí)候，可以通過(guò)靜態(tài)吸附試驗(yàn)的方式，有效提升離子吸附鎳離子的吸附量，另外，在利用螯合樹(shù)脂的時(shí)候，可以通過(guò)樹(shù)脂上功能基團(tuán)對(duì)鎳的多層吸附，實(shí)現(xiàn)良好的吸附效果[3]。但是，在利用螯合樹(shù)脂的時(shí)候，若是浸出溶液的PH值相對(duì)較低的話，那么樹(shù)脂對(duì)鎳的吸附量也會(huì)相對(duì)較小，因此需要對(duì)樹(shù)脂的PH值進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣才能確保吸附鎳、鈷的效果。

2.4 低濃度生物浸出液

低濃度生物浸出液在離子交換法運(yùn)用的時(shí)候，是較為常見(jiàn)的以中國(guó)溶液物質(zhì)，可以根據(jù)樹(shù)脂的性能，展開(kāi)相應(yīng)的調(diào)整和處理，實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)用效果。

（1）主要是利用強(qiáng)酸性的苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、苯乙烯系氨基膦酸型樹(shù)脂、苯乙烯系亞氨基二乙酸型樹(shù)脂等。同時(shí)，根據(jù)這些樹(shù)脂的性能，才能展開(kāi)相關(guān)的處理分析，表1所示。

表1 鎳礦浸出液成分分析

（2）在分析的時(shí)候，可以利用數(shù)值對(duì)鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)溶液進(jìn)行有效的吸附，但是由于樹(shù)脂自身的不同，對(duì)鎳的吸附也是有著很大程度上的不同，因此需要對(duì)其添加量進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證其濃度，確保離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用的效果。

3 發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，鎳濕法冶金工藝的不斷發(fā)展，將離子交換法大力應(yīng)用到其中，其目的就是將其成本，保證良好的生產(chǎn)效果，并且對(duì)周圍環(huán)境也給予了一定的改善。同時(shí)，離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用的時(shí)候，可以對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行一定程度上的簡(jiǎn)化，大大提升其生產(chǎn)效果[4]。

另外，離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用的時(shí)候，在處理低濃度和復(fù)雜體系中，其應(yīng)有效果合適非常好的，因此在以后的發(fā)展中，可以加大對(duì)該方面的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上述內(nèi)容，得到了以下幾個(gè)結(jié)論，具體內(nèi)容如下：

（1）離子交換法在鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)中，主要是利用各種樹(shù)脂進(jìn)行處理，將多余物質(zhì)進(jìn)行吸附和去除，得到有用得物質(zhì)，確保鎳濕法冶金工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和有效性。另外，離子交換法在鎳濕法冶金工藝運(yùn)用的時(shí)候，也需要根據(jù)生產(chǎn)的需求，有針對(duì)性的選擇樹(shù)脂溶液，降低異常現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)生。

（2）離子交換法可以在一定程度上簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，并且由于濃度的不同，應(yīng)當(dāng)對(duì)樹(shù)脂溶液進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣才能保證運(yùn)用的效果，為鎳濕法冶金工藝生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，給予了基礎(chǔ)性的保證。