適用于鎳電解液的除鋅碳材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于鎳電解液的除鋅碳材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著鎳基復(fù)合材料的發(fā)展，對電解鎳的純度和質(zhì)量要求愈來愈高。根據(jù) 國標GB/T6516-97, Ni9996要求電解鎳中鋅含量小于0. 0015%，而Ni9999要求電解鎳中鋅 含量須小于0.001%。鋅在電解過程中會與鎳一起在陰極上析出，必須在電解液凈化過程 中除去雜質(zhì)鋅，才能保證電解鎳產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀除雜方法只能將鋅濃度降至 0. lmg/L，這是由于鋅離子在電解液中高濃度氯離子的存在下部分形成了較為穩(wěn)定的絡(luò)合 陰離子，這部分鋅采用化學(xué)沉淀法是無法去除的。
[0003]因此本發(fā)明根據(jù)陰離子交換樹脂除鋅絡(luò)合陰離子的原理，制備表面修飾氨基的精 細除雜碳材料，反應(yīng)原理如下： ZnCl3 + [R-N+H2] C1 - R-N +H2 [ZnCl3 ] + C1 由于碳材料比表面積大，表面修飾官能團能夠與鋅絡(luò)合陰離子接觸進行離子交換，鋅 離子交換量比傳統(tǒng)的離子交換樹脂大大提高。因此，可作為一種精細凈化除鋅材料在電解 鎳的生產(chǎn)中使用。材料能夠有效降低液體中鋅的含量，保證電解鎳質(zhì)量，提高電流效率，具 有實際的應(yīng)用價值和很大的市場潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于鎳電解液的除鋅碳材料，該材料在20°C ~90°C 具有較快的除鋅速率和良好的除鋅深度。
[0005] -種適用于鎳電解液的除鋅碳材料，其特征在于該材料通過以下步驟制備得到： 1) 將碳材料在稀鹽酸中浸泡12~18小時，以除去表面雜質(zhì)，然后用水洗至中性，干燥； 2) 將經(jīng)過鹽酸活化的碳材料加入硝酸溶液中于60~80°C下回流攪拌4~6小時，然后用 水將產(chǎn)物洗至中性并過濾，干燥即得羧基化碳材料； 3) 將羧基化碳材料加入甲醇中，加入濃鹽酸，于40~60°C下攪拌反應(yīng)4~6小時，然后用 水洗并過濾，干燥即得甲酯化碳材料； 4) 將甲酯化碳材料加入乙二胺和甲醇的混合溶液中，60~80°C回流攪拌6~8小時，然后 用水洗并過濾，干燥即得氨基化碳材料； 5) 將氨基化碳材料在氫氧化鈉水溶液中浸泡3~5小時，用水洗并過濾，干燥，然后再用 稀鹽酸浸泡3~5小時，用水洗并過濾，干燥即得除鋅碳材料。
[0006] 所述步驟1)中稀鹽酸的質(zhì)量濃度為3. 5%。
[0007] 所述步驟2)中硝酸溶液的質(zhì)量濃度為25%~45%。
[0008] 所述步驟3)中濃鹽酸的質(zhì)量為甲醇質(zhì)量的5%，質(zhì)量濃度為36. 5%。
[0009] 所述步驟4)中乙二胺和甲醇的體積比為1~4:50。
[0010] 所述步驟5)中氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為4%，稀鹽酸的質(zhì)量濃度為7%。
[0011] 所述干燥的條件為：溫度70~90 °C，時間3~5小時。
[0012] 所述碳材料為椰殼活性炭顆粒、果殼活性炭顆粒、竹炭粉和石墨烯。
[0013] 所述乙二胺、甲醇和氫氧化鈉的純度均大于等于95. 0%。
[0014] 將上述除鋅碳材料以0. 5g/L的比例投入鎳電解液中，攪拌10~30分鐘除鋅，結(jié)束 后過濾除去碳材料。
[0015] 本發(fā)明所述材料在20°C ~90°C具有良好的除鋅效果，能將鎳電解液中的鋅含量由 0? 25mg/L 降至 0? 016~0. 072mg/L。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1 1) 將椰殼活性炭顆粒在質(zhì)量濃度為3. 5%的稀鹽酸中浸泡12小時，以除去表面雜質(zhì)，用 水洗至中性，在70°C下干燥3小時備用； 2) 將鹽酸活化后的碳材料加入至質(zhì)量濃度為25%的硝酸溶液，于60°C下回流攪拌4小 時，反應(yīng)結(jié)束后用水將產(chǎn)物洗滌至中性并過濾，70°C下干燥3小時后得到羧基化碳材料； 3) 將羧基化碳材料加入至甲醇中，使用甲醇質(zhì)量5%的濃鹽酸催化反應(yīng)，于40°C下攪拌 反應(yīng)4小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，70°C下干燥3小時后得到甲酯化碳材料； 4) 將甲酯化碳材料加入體積比為乙二胺：甲醇=1 : 50的溶液中，60°C下回流攪拌6 小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，70°C下干燥3小時即可得到氨基化碳材料； 5) 用質(zhì)量濃度為4%的氫氧化鈉水溶液浸泡氨基化碳材料3小時，用水洗凈并過濾， 70°C干燥3小時。再用質(zhì)量濃度為7%的稀鹽酸浸泡3小時，用水洗并過濾，70°C干燥3小 時即可直接使用。
[0017] 將上述除鋅碳材料以〇.5g/L的比例投入鎳電解液中，攪拌10分鐘除鋅，結(jié)束后過 濾除去碳材料。
[0018] 實施例2 1) 將椰殼活性炭顆粒在質(zhì)量濃度為3. 5%的稀鹽酸中浸泡15小時，以除去表面雜質(zhì)，用 水洗至中性，在80°C下干燥4小時備用； 2) 將鹽酸活化后的碳材料加入至質(zhì)量濃度為35%的硝酸溶液，于70°C下回流攪拌5小 時，反應(yīng)結(jié)束后用水將產(chǎn)物洗滌至中性并過濾，80°C下干燥4小時后得到羧基化碳材料； 3) 將羧基化碳材料加入至甲醇中，使用甲醇質(zhì)量5%的濃鹽酸催化反應(yīng)，于50°C下攪拌 反應(yīng)4小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，80°C下干燥4小時后得到甲酯化碳材料； 4) 將甲酯化碳材料加入體積比為乙二胺：甲醇=3 : 50的溶液中，70°C下回流攪拌7 小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，80°C下干燥4小時即可得到氨基化碳材料； 5) 用質(zhì)量濃度為4%的氫氧化鈉水溶液浸泡氨基化碳材料4小時，用水洗凈并過濾， 80°C干燥4小時。再用質(zhì)量濃度為7%的稀鹽酸浸泡4小時，用水洗并過濾，80°C干燥4小 時即可直接使用。
[0019] 將上述除鋅碳材料以0. 5g/L的比例投入鎳電解液中，攪拌20分鐘除鋅，結(jié)束后過 濾除去碳材料。
[0020] 實施例3 1) 將椰殼活性炭顆粒在質(zhì)量濃度為3. 5%的稀鹽酸中浸泡18小時，以除去表面雜質(zhì)，用 水洗至中性，在90°C下干燥3小時備用； 2) 將鹽酸活化后的碳材料加入至質(zhì)量濃度為45%的硝酸溶液，于80°C下回流攪拌6小 時，反應(yīng)結(jié)束后用水將產(chǎn)物洗滌至中性并過濾，90°C下干燥3小時后得到羧基化碳材料； 3) 將羧基化碳材料加入至甲醇中，使用甲醇質(zhì)量5%的濃鹽酸催化反應(yīng)，于60°C下攪拌 反應(yīng)6小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，90°C下干燥3小時后得到甲酯化碳材料； 4) 將甲酯化碳材料加入體積比為乙二胺：甲醇=4 : 50的溶液中，80°C下回流攪拌8 小時，反應(yīng)結(jié)束后用水洗并過濾，90°C下干燥3小時即可得到氨基化碳材料； 5) 用質(zhì)量濃度為4%的氫