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丙烯腈废催化剂中铋和镍的浸出分离研究 ① 竹斌耀１， 柳建设１，２， 祝爱兰３， 周 骏１， 吴刘曦１ （１．东华大学 环境科学与工程学院，上海 ２０１６２０； ２．国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心，上海 ２０１６２０； ３．上海重金属污染控制与资源化工 程技术研究中心，上海 ２０００３１） 摘 要 探讨了酸浸⁃水解法分离提取丙烯腈废催化剂中铋、镍的工艺条件，采用先酸浸后水解的方法，利用硝酸铋的水解特性实现 酸浸液中铋、镍的分离。 研究结果表明，在温度 ８０ ℃、反应时间 １．５ ｈ、酸浓度 ３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比 ５ 的最优酸浸条件下，铋、镍浸出率分 别为 ９７．４９％和８１．８１％；在温度８０ ℃、水解时间６０ ｍｉｎ、液液比８ 的最优水解条件下，水解沉淀中铋提取率为８９．５７％，水解液中镍提 取率为 ９４．８６％；铋、镍的总回收率均可达 ７５％以上。 水解沉淀的 Ｂｉ／ Ｎｉ 值从原料的 ０．２９７ 增大到 １３６．７６，水解液的 Ｎｉ／ Ｂｉ 值从原料 的 ３．３７ 降低到 ０．００７，有效实现了铋与镍的分离。 关键词 废催化剂； 铋； 镍； 酸浸⁃水解法 中图分类号 Ｘ７８３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１４．０６．０１８ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１４）０６－００７０－０６ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ ｉｎ Ｓｐｅｎｔ Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｃａｔａｌｙｓｔ ｂｙ Ｌｅａｃｈｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＺＨＵ Ｂｉｎ⁃ｙａｏ１， ＬＩＵ Ｊｉａｎ⁃ｓｈｅ１，２， ＺＨＵ Ａｉ⁃ｌａｎ３， ＺＨＯＵ Ｊｕｎ１， ＷＵ Ｌｉｕ⁃ｘｉ１ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３１， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ ｆｒｏｍ ｓｐｅｎｔ ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ⁃ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ． Ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｏｆ ｂｉｓｍｕｔｈ ｎｉｔｒａｔｅ ａｆｔｅｒ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｃａｎ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ ｉｎ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ， ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｔ ８０ ℃ ｆｏｒ １．５ ｈ， ｗｉｔｈ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｔ ３ ｍｏｌ／ Ｌ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ５， ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ９７．４９％ ａｎｄ ８１．８１％ ｆｏｒ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｔ ８０ ℃ ｆｏｒ ６０ ｍｉｎ ｗｉｔｈ ｌｉｑｕｉｄ／ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ８， ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｂｉ ｆｒｏｍ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｒｅａｃｈｉｎｇ ８９．５７％ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｎｉ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅａｃｈｉｎｇ ９４．８６％， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ ａｂｏｖｅ ７５％． Ｔｈｅ Ｂｉ／ Ｎｉ ｖａｌｕｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ０．２９７（ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ） ｔｏ １３６．７６（ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｒｅｓｉｄｕｅ）， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ Ｎｉ／ Ｂｉ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ３．３７ （ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ） ｔｏ ０．００７ （ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）， ｔｈｕｓ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｂｉ ａｎｄ Ｎｉ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｐｅｎｔ ｃａｔａｌｙｓｔ； Ｂｉ； Ｎｉ； ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ⁃ｈｙｄｒｏｌｙｚｉｎｇ 目前，丙烷氨氧化制丙烯腈的催化剂主要有锑酸 盐类、钼酸盐类等［１］。 钼酸盐催化剂中钼铋铁系占主 导地位（约 ９０％），这类催化剂原用于丙烯氨氧化，不 断改良后得到以 ＳｉＯ２为载体，钼、镍、铋为主的优良催 化剂［２］。 这类催化剂中铋约占 １％～５％，镍约占 １％～ １０％，钼约占 ５％ ～２１％，失活后若不回收其中的有价 金属，将造成大量的资源浪费，处置不当亦会成为固体 废弃物污染环境。 因此，从废催化剂中回收利用有价 金属，具有良好的经济和环境效益。 目前，国内外湿法回收废催化剂中有价金属的工 艺主要分为酸浸法［３－４］、碱浸法［５－６］、水浸法［７－８］等。 由于丙烯腈废催化剂中 ＳｉＯ２含量高，腐蚀性 ｐＨ 呈碱 性，所以本文选择酸浸法，首先实现金属与载体的分 离。 传统酸浸法直接加碱调 ｐＨ 分离铋与镍，得到含 ①收稿日期 ２０１４－０６－１０ 基金项目 国家自然科学基金项目（２１３７７０２３） 作者简介 竹斌耀（１９９０－），男，四川雅安人，硕士研究生，主要研究方向为废催化剂有价金属回收。 通讯作者 柳建设（１９５８－），男，湖南长沙人，教授，博士，主要从事固体废物处理与资源化研究。 第 ３４ 卷第 ６ 期 ２０１４ 年 １２ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３４ №６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１４ 铁约 ５％的铋铁渣［９］后再提纯，本文利用酸浸液直接 水解沉铋的方法，从废催化剂中回收得到低镍低铁的 含铋渣，工艺简单可行，实现铋与镍的有效分离。 １ 实 验 １．１ 实验原料 酸浸实验原料来源于某公司丙烯腈废催化剂， Ｘ 射线荧光光谱（ＸＲＦ）分析结果见表 １。 表 １ 废催化剂 ＸＲＦ 分析结果／ （ｍｇｇ －１ ） ＳｉＮｉＦｅＮａＢｉＭｇＣｏ ２９３．５７９９．７９３０．７８２５．９７２９．６０９．６５１１．０１ １．２ 设备与药品 设备集热式磁力搅拌器、紫外分光光度计、电热 鼓风干燥箱、电子天平、循环水抽滤泵、ｐＨ 计等。 药品浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、硫脲、氢氧化钠、丁 二酮肟、碳酸钠、硫氰酸钾等，均为分析纯。 １．３ 实验方法 １．３．１ 实验步骤 酸浸实验将 ２０ ｇ 废催化剂加入三口烧瓶，控制 液固比，加入选定浸出剂，恒温加热搅拌一定时间后， 将浸出体系趁热过滤，用循环水压力泵真空抽滤。 滤 饼用蒸馏水洗涤 ３ 次后，在 １０５ ℃烘箱中至恒重。 影响酸浸实验的因素［１０］主要有温度、反应时间、 酸浓度（Ｈ＋浓度）和液固比（浸出剂体积／ 废催化剂质 量，ｍＬ／ ｇ）等。 每个影响因素选择 ５ 个不同条件，假定 条件 ３ 为最优条件，分别进行单因素变量实验，具体实 验安排见表 ２。 表 ２ 酸浸实验安排 序号温度／ ℃时间／ ｈ酸浓度／ （ｍｏｌＬ －１ ）液固比 １６００．５１１ ２７０１２２ ３８０１．５３５ ４９０２４８ ５１００２．５５１０ 采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ⁃ＡＥＳ） 分析最优酸浸条件下获得的酸浸液和酸浸渣成分；并 选择其酸浸液作为水解实验原料。 水解实验在三口烧瓶中加入２０ ｍＬ 酸浸液，恒温 加热，控制液液比加入蒸馏水，水解一定时间后，用循 环水压力泵真空抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤 ３ 次后，在 １０５ ℃烘箱中至恒重。 影响水解实验的因素［１１］主要有温度、水解时间和 液液比（蒸馏水体积／ 酸浸液体积，ｍＬ／ ｍＬ）等。 在每 个温度条件下，分别假定 ６０ ｍｉｎ 和液液比 ８ 时为最优 条件，进行单因素变量实验，具体实验安排见表 ３。 表 ３ 水解实验安排 序号温度／ ℃时间／ ｍｉｎ液液比 １６０３０６ ２７０４５７ ３８０６０８ ４９０７５９ ５１００９０１０ １．３．２ 分析方法 酸浸液稀释一定倍数后，根据银氧化锌电触头 材料化学分析方法（第三部分）硫脲分光光度法测定 铋量测定铋的含量，固体废物镍的测定 丁二酮肟 分光光度法测镍的含量。 采用平行实验，分别计算 铋和镍的浸出率 ａ１和 ｂ１。 水解液稀释一定倍数后测定铋和镍的含量。 采用 平行实验，分别计算水解沉淀中铋的提取率 ａ２和水解 液中镍的提取率 ｂ２。 根据酸浸得到的浸出率和水解得到的提取率，计 算铋和镍的总回收率 铋总回收率 ａ３ ＝ ａ １ ａ ２ （１） 镍总回收率 ｂ３ ＝ ｂ １ ｂ ２ （２） ２ 酸浸实验结果及讨论 ２．１ 酸的选择 在相同酸浸条件下（温度 ７０ ℃、反应时间 １ ｈ、酸 浓度 ３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比 ５），分别选择盐酸、硝酸、硫酸作 为浸出剂，酸浸结果见图 １。 图 １ 不同浸出剂条件下铋和镍浸出率的对比 从图 １ 可看出，相同条件下，铋的浸出率盐酸＞ 硝酸＞硫酸；镍的浸出率盐酸≈硝酸≈硫酸。 在相同 的水解条件下（温度 ７０ ℃、水解时间 ３０ ｍｉｎ、液液比 １０），将 ３ 种酸浸液稀释水解，不同酸浸液稀释水解结 果见表 ４。 １７第 ６ 期竹斌耀等 丙烯腈废催化剂中铋和镍的浸出分离研究 表 ４ 不同酸浸液稀释水解结果 酸种类酸浸液 ｐＨ 值水解液 ｐＨ 值是否有沉淀 盐酸－０．０７１．１７无 硝酸－０．０４１．３白色沉淀 硫酸０．２９１．５３无 根据不同铋化合物的性质，氯化铋和硝酸铋水解 时生成碱式盐，而硫酸中铋离子以配位形式存在，故其 酸浸液难水解。 根据郑国渠等人［１２］的研究，高 Ｃｌ－（大 于 ３ ｍｏｌ／ Ｌ）和低 Ｂｉ ３＋ （小于 ０．２５ ｍｏｌ／ Ｌ）浓度条件下的 含铋溶液开始水解时，ｐＨ＞３。 王云燕等人［１３］的研究 表明，低 Ｂｉ ３＋ （小于 ０．２５ ｍｏｌ／ Ｌ）浓度条件下的含铋溶 液从 ｐＨ＝０ 开始水解，到 ｐＨ ＝ １．７ 左右 Ｂｉ ３＋ 水解转化 率可达９５％以上。 水解实验中，盐酸酸浸液稀释后 ｐＨ 值仍远小于 ３，未达到水解条件，因而没有发生水解； 硝酸酸浸液稀释后 ｐＨ 值从－０．０４ 到 １．３，满足水解条 件，水解产生白色沉淀。 因此，选择硝酸作浸出剂。 ２．２ 温度的影响 反应时间１．５ ｈ、硝酸浓度为３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比５，酸 浸温度对浸出率的影响见图 ２。 图 ２ 不同温度条件下铋和镍浸出率 由图 ２ 可知，铋和镍浸出率首先随温度升高而升 高，升温有利于铋和镍浸出。 温度超过 ８０ ℃以后，铋 浸出率反而降低；而温度超过 ９０ ℃后，镍浸出率反而 降低，主要是由于 ＨＮＯ３挥发过快引起的。 因此，对铋 浸出而言，８０ ℃为最佳反应温度；对镍浸出而言，９０ ℃ 为最佳反应温度。 ２．３ 反应时间的影响 温度 ８０ ℃、硝酸浓度为 ３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比为 ５，酸 浸时间对浸出率的影响见图 ３。 由图 ３ 可知，铋和镍 浸出率随反应时间增加而升高，反应时间增加有利于 铋和镍浸出。 反应时间延长到 １．５ ｈ 以后，铋和镍浸 出率基本保持不变，此时浸出反应己达到平衡，原料中 可溶解的铋和镍己反应完全。 因此，１．５ ｈ 为最佳反应 时间。 图 ３ 不同反应时间条件下铋和镍浸出率 ２．４ 酸浓度的影响 温度８０ ℃、反应时间１．５ ｈ、液固比为５，硝酸浓度 对浸出率的影响见图 ４。 图 ４ 不同酸浓度条件下铋和镍浸出率 由图 ４ 可知，铋和镍浸出率随酸浓度增加而升高， 酸浓度增加有利于铋和镍浸出。 酸浓度增加到 ３ ｍｏｌ／ Ｌ 以后，铋和镍浸出率基本保持不变，这表明 ３ ｍｏｌ／ Ｌ 硝 酸能使废催化剂中大部分铋和镍浸出，反应已达到平 衡。 因此，３ ｍｏｌ／ Ｌ 为最佳酸浓度。 ２．５ 液固比的影响 温度 ８０℃、反应时间 １．５ ｈ、酸浓度为 ３ ｍｏｌ／ Ｌ，液 固比对浸出率的影响见图 ５。 图 ５ 不同液固比条件下铋和镍浸出率 ２７矿 冶 工 程第 ３４ 卷 由图 ５ 可知，铋和镍浸出率首先随液固比增加而 升高，液固比增加有利于铋和镍浸出。 液固比增加到 ５ 以后再提高液固比，铋浸出率基本保持不变，镍浸出 率反而降低。 因此，最佳液固比为 ５。 ２．６ 最优酸浸条件实验 酸浸实验中，在温度 ８０ ℃、反应时间 １．５ ｈ、酸浓 度 ３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比 ５ 的最优条件下，铋浸出率可达 ９７􀆱 ４９％，此时镍浸出率为 ８１．８１％；在温度 ９０ ℃、反应 时间 １．５ ｈ、酸浓度 ３ ｍｏｌ／ Ｌ、液固比 ５ 的最优条件下， 镍浸出率可达 ８４．３５％，此时铋浸出率为 ８９．２１％。 考 虑酸浸装置的耐温性能，在浸出率相近条件下选择低 温，优先让铋浸出，故将前者作为酸浸最优条件，并选 择其酸浸液作为水解实验原料。 最优酸浸条件下获得的酸浸液和酸浸渣成分见 表 ５。 表 ５ 酸浸液和酸浸渣 ＩＣＰ⁃ＡＥＳ 分析结果 金属元素 酸浸液中含量 ／ （ｍｇｍＬ －１ ） 酸浸渣中含量 ／ （ｍｇｇ －１ ） Ｂｉ２．３１０．８７ Ｎｉ６．５３３．３ Ｆｅ２．０９２．５７ Ｍｇ０．４８０．０１ Ｃｏ０．７７０．７８ ３ 水解实验结果及讨论 ３．１ 沉铋条件选择 以最优酸浸条件下获得的酸浸液为原料，通过稀 释水解（温度 ７０ ℃、水解时间 ３０ ｍｉｎ、液液比 １０）与碱 调节（加 ２ ｍｏｌ／ Ｌ ＮａＯＨ）等方法，不同条件下铋和镍提 取率见图 ６。 图 ６ 不同沉淀条件下铋和镍提取率 从图 ６ 可看出，酸浸液直接加碱调节（ｐＨ＝１．３）与 直接稀释水解（ｐＨ ＝ １．３）两种条件下铋提取率相当， 但镍提取率相差很大。 而稀释水解后再加碱将水解液 ｐＨ 从 １．３ 调至 １．８ 时，铋提取率显著升高，镍提取率较 直接水解略有降低。 加碱调 ｐＨ 值让铋和镍都沉淀； 稀释水解主要让铋沉淀，大部分镍留在溶液中。 因此， 稀释水解比直接调 ｐＨ 值更容易实现铋与镍的分离。 ３．２ 水解时间的影响 液液比为 ８ 时，分别在不同温度下进行水解实验， 水解时间对铋、镍提取率的影响见图 ７～８。 图 ７ 不同温度下水解时间对铋提取率的影响 图 ８ 不同温度下水解时间对镍提取率的影响 由图 ７～８ 可知，不同温度下，水解沉淀中铋提取 率随水解时间增加而升高，水解液中镍提取率随水解 时间增加而降低，水解时间增加有利于铋和镍水解，不 利于镍的回收。 在低温（６０ ～ ９０ ℃） 条件下，水解时间延长到 ６０ ｍｉｎ 以后，铋和镍提取率基本保持不变，表明此时 铋水解和镍水解己达到平衡，铋水解时对镍离子的 吸附也达到了稳定。 而高温（１００ ℃）条件下，平衡时 间提前到 ４５ ｍｉｎ，因为温度越高，水解反应速率越大， 达到平衡所需时间越短。 综合考虑，最佳水解时间为 ６０ ｍｉｎ，此时铋提取率最高，镍离子浓度达到稳定（大 于 ９０％）。 ３．３ 液液比的影响 水解时间为 ６０ ｍｉｎ 时，分别在不同温度下进行水 解实验，液液比变化对铋、镍提取率的影响见图 ９～１０。 由图 ９～１０ 可知，不同温度下，铋提取率随液液比增加 ３７第 ６ 期竹斌耀等 丙烯腈废催化剂中铋和镍的浸出分离研究 而升高，镍提取率随液液比增加而降低，液液比增加有 利于铋水解，不利于镍的回收。 图 ９ 不同温度下液液比变化对铋提取率的影响 图 １０ 不同温度下液液比变化对镍提取率的影响 在低温（６０ ～ ８０ ℃）条件下，液液比增加到 ８ 以 后，铋和镍提取率基本保持不变，这表明液液比为 ８ 时，铋和镍水解达到平衡，继续增加液液比对铋的提取 率影响不大。 而高温（９０～１００ ℃）条件下，液液比增 加到 ９ 以后，铋和镍提取率基本保持不变。 因此，选择 液液比为 ８，此时水解沉淀中铋提取率最高，水解液中 镍离子浓度达到稳定（９０％以上）。 ３．４ 温度的影响 不同水解时间和不同液液比下温度变化对铋提取 率影响见图 １１～１２，对镍提取率的影响见图 １３～１４。 图 １１ 不同水解时间下温度变化对铋提取率的影响 图 １２ 不同液液比下温度变化对铋提取率的影响 图 １３ 不同水解时间下温度变化对镍提取率的影响 图 １４ 不同液液比下温度变化对镍提取率的影响 由图 １１～１２ 可知，温度从 ６０ ℃ 升高到 ８０ ℃ 时， 铋提取率大幅提高，升温有利于铋水解，因为铋水解是 吸热反应。 温度超过 ９０ ℃以后，铋提取率下降一定程 度后基本保持不变，可能原因是温度升高促进 Ｆｅ ３＋ 水 解，而在一定程度上抑制了铋水解。 因此，选择温度为 ８０ ℃，此时水解沉淀中铋的提取率最高。 由图 １３～１４ 可知，温度从 ６０ ℃ 升高到 ８０ ℃ 时， 镍提取率大幅降低，升温不利于水解液中镍的回收，有 利于镍水解。 温度达到 ９０ ℃ 以后，镍提取率有所回 升，可能原因是 Ｆｅ ３＋ 水解抑制镍水解，同时铋水解时对 镍离子的吸附量也减少。 因此，选择温度为 ８０ ℃，此 时水解液中镍离子浓度达到稳定（９０％以上）。 ３．５ 最优水解条件实验 在温度 ８０ ℃、水解时间 ６０ ｍｉｎ、液液比 ８ 的最优 ４７矿 冶 工 程第 ３４ 卷 条件下，水解沉淀中铋提取率最高可达 ８９．５７％，此时 水解液中镍提取率为 ９４．８６％。 对最优条件下的水解液和水解沉淀的 ＩＣＰ⁃ＡＥＳ 分析结果见表 ６。 由表 ６ 可知，水解液主要含 Ｎｉ，水解 沉淀主要含 Ｂｉ，且水解沉淀中铁含量 ０．５５％，远低于传 统酸浸法铋铁渣的 ５．３％，有利于后续铋的进一步 提纯。 表 ６ 水解液和水解沉淀 ＩＣＰ⁃ＡＥＳ 分析结果 金属元素 水解液中含量 ／ （μｇｍＬ －１ ） 水解沉淀中含量 ／ （ｍｇｇ －１ ） Ｂｉ２６．７５３８０．２ Ｎｉ６８８．４２２．７８ Ｆｅ２１８．５５５．５ Ｍｇ５２．５９０．１２ Ｃｏ８２．６５０．３４ ４ 总回收率 酸浸液、酸浸渣、水解液和水解沉淀中铋与镍的总 回收率计算结果见表 ７。 将其铋与镍的含量比与原料 进行对比，对比结果见表 ８。 表 ７ 铋和镍的总回收率 产物 总回收率／ ％ ＢｉＮｉ 酸浸液９７．４９８１．８１ 酸浸渣２．５１１８．１９ 水解液１０．１７７７．６１ 水解沉淀８７．３２４．２０ 表 ８ 不同产物中金属含量比 产物Ｂｉ／ ＮｉＮｉ／ Ｂｉ 原料０．２９７３．３７ 酸浸液０．３５２．８３ 酸浸渣０．２６３．７９ 水解液０．０３９２５．７４ 水解沉淀１３６．７６０．００７ 由表 ７ 可知，酸浸实验实现了铋与镍 ８０％以上的 浸出，水解沉淀中铋总回收率为 ８７．３２％，水解液中镍 总回收率为 ７７．６１％。 由表 ８ 可知，酸浸液和酸浸渣的 Ｂｉ／ Ｎｉ 值和 Ｎｉ／ Ｂｉ 值与原料差别不大，酸浸实验后铋与 镍的分离效果不明显；水解沉淀的 Ｂｉ／ Ｎｉ 值从原料的 ０．２９７ 增大到 １３６．７６，水解液的 Ｎｉ／ Ｂｉ 值从原料的 ３．３７ 降低到 ０．００７，因此，水解过程有效实现了铋与镍的 分离。 ５ 结 论 １） 酸浸实验将铋、镍回收到溶液中，最优条件下 铋和镍浸出率均可达 ８０％以上；水解实验使大部分铋 进入水解沉淀，大部分镍留在水解液中实现铋与镍的 分离，最优条件下铋与镍总回收率都在 ７５％以上。 ２） 与传统方法中加碱调 ｐＨ 值不同的是，本文采 用酸浸液水解稀释的方法有效调节 ｐＨ 值，反应条件 易于控制，工艺简单可行，有效实现了铋与镍的分离。 ３） 除铋和镍外，铁、镁、钴等杂质也会进入酸浸 液，水解时部分铁离子进入水解沉淀，但水解液中铁含 量仍相对较高，因此，下一步提纯含镍水解液的重点是 先除铁。 参考文献 ［１］ 张惠民，赵 震，徐春明． 丙烷直接氨氧化制丙烯腈催化剂的研究 进展［Ｊ］． 化学通报，２００５（１１）８３２－８３８． ［２］ 赵 震，张惠民，徐春明，等． 丙烯氨氧化催化剂研究进展［Ｊ］． 黑 龙江大学自然科学学报，２００５，２２（２）２３７－２４３． ［３］ 范兴祥，董海刚，吴跃东，等． 硝酸浸出失效催化剂提取银的实验 研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１３，３３（２）７８－８０． ［４］ 丁 舜． 含钼催化剂综合回收工艺研究［Ｊ］． 中国钼业，２００７，３１ （２）３８－３９． ［５］ 沈裕军，杨文魁，公彦兵，等． 碱性加压浸出三次氨浸渣中钼的实 验研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１１，３１（４）７３－７６． ［６］ 许多丰，王开群，赵 宏，等． 钼钴废催化剂回收利用的研究［Ｊ］． 中国有色冶金，２００５（３）４５－４７． ［７］ 刘公召，阎 伟，梅晓丹，等． 从废加氢催化剂中提取钼的研究 ［Ｊ］． 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