一種零排放型化學(xué)鍍鎳液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種零排放型化學(xué)鍍鎳液。本發(fā)明的鍍鎳液，所用主鹽和還原劑為次磷酸鎳，輔助還原劑為次磷酸，其它絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、緩沖劑、加速劑、光亮劑等成分均為有機(jī)酸或其鋰鹽或含有摻雜磷酸鐵鋰用陽離子的金屬有機(jī)鹽。本發(fā)明所有原料均不含氮、硫元素，施鍍過程中不會污染環(huán)境；所得鍍層沉積速率大，耐蝕性能優(yōu)異，鍍液穩(wěn)定性好，壽命長；廢液可直接用作制備多元摻雜磷酸鐵鋰/碳復(fù)合正極材料的原料，無廢棄物產(chǎn)生，復(fù)合清潔生產(chǎn)的要求。本發(fā)明提供的鍍液應(yīng)用前景非常廣闊。
【專利說明】一種零排放型化學(xué)鍍鎳液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，具體涉及一種零排放型化學(xué)鍍鎳液。

【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)鍍鎳是近些年發(fā)展較快的表面處理技術(shù)，由于鍍層均勻、不需外電源、硬度高、耐磨性能好、鍍覆不受部件尺寸形狀限制等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于機(jī)械、化工、采礦、醫(yī)療等諸多行業(yè)。尤其是近年來計(jì)算機(jī)硬磁盤化學(xué)鍍鎳的成功應(yīng)用，使得這一技術(shù)在電子、信息產(chǎn)業(yè)有了更廣闊的市場。隨著化學(xué)鍍鎳技術(shù)應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，由此產(chǎn)生的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。傳統(tǒng)化學(xué)鍍鎳一般采用硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑，再加入各種有機(jī)物和無機(jī)鹽添加劑，鍍鎳液工作到一定階段之后，不管是怎樣的精密管理以及怎樣在線再生，最終都會由于亞磷酸鹽等副產(chǎn)物的積累而使鍍液性能下降，形成化學(xué)鍍鎳廢液。該報廢鍍液中仍含有2~7g/L鎳離子、100~200g/L磷、80g/L以上硫酸鈉、一定量的有機(jī)物以及微量的雜質(zhì)金屬離子。鎳是一種較昂貴的金屬資源，同時又是一種致癌物；廢液所含有的磷則是引起水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的主要污染因素之一。因此，化學(xué)鍍鎳廢液的處理關(guān)系到環(huán)境保護(hù)與資源合理利用等問題。
[0003]針對化學(xué)鍍鎳廢液中的各種成分，人們對應(yīng)地開發(fā)了各種處理方法，譬如:采用冷卻結(jié)晶法除去硫酸鈉；采用化學(xué)沉淀法、催化還原法、電解法、離子交換樹脂法、溶劑萃取法、吸附法和膜分離技術(shù)等方法回收處理廢液中的鎳；去除磷化合物的方法一般是往廢液中加入氧化劑如雙氧水、高錳酸鉀等將次磷酸根離子、亞磷酸根離子氧化成磷酸根離子，再轉(zhuǎn)化為亞磷酸鈣、磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等沉淀除去；去除有機(jī)酸則一般采用加入氧化鈣使鍍液PH值升高的方法，生成相應(yīng)的鈣鹽沉淀除去。當(dāng)廢液中的鎳、磷及大部分的有機(jī)酸都去除之后，要達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，還要進(jìn)行更深一步的處理，以降低廢水中的COD值。所以，要想有效地凈化處理化學(xué)鍍鎳廢液，需將上述各種物質(zhì)的去除方法聯(lián)合使用。雖然國內(nèi)外的研究者對于化學(xué)鍍鎳廢液的處理進(jìn)行了諸多研究，也取得了很多成就。但目前并沒有一套低費(fèi)用、簡單易行的處理方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種從根本上解決這一問題的零排放型化學(xué)鍍鎳液。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:該零排放型化學(xué)鍍鎳液，包括以下含量的組分::主鹽0.1~0.3mol/L,還原劑0.2~0.8mol/L,絡(luò)合劑5~35g/L，緩沖劑15~40g/L，穩(wěn)定劑I~4.5g/L，加速劑O~4g/L，光亮劑I~8g/L ;并用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH值為4.5~5.5。
[0006]具體地說，所述主鹽為次磷酸鎳。
[0007]具體地說，所述還原劑為次磷酸鎳或次磷酸鎳和次磷酸的混合物。
[0008]具體地說，所述絡(luò)合劑為乙醇酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、水楊酸中的一種或幾種的混合物。
[0009]具體地說，所述緩沖劑為醋酸鋰或醋酸。
[0010]具體地說，所述穩(wěn)定劑為順丁烯二酸、反丁烯二酸或甲叉丁二酸。
[0011]具體地說，所述加速劑為戊二酸或己二酸。
[0012]具體地說，所述光亮劑為醋酸銅、醋酸鋅、檸檬酸銅中的一種或幾種的混合物。
[0013]具體地說，所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鋰、碳酸鋰和碳酸氫鋰中的一種或幾種的混合物。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下幾個顯著特點(diǎn):
[0015](I)本發(fā)明屬于次磷酸鎳-次磷酸化學(xué)鍍鎳體系(即以次磷酸鎳為主鹽和還原劑，次磷酸為輔助還原劑)，相對于傳統(tǒng)的硫酸鎳-次磷酸鈉化學(xué)鍍鎳體系(即以硫酸鎳為主鹽，次磷酸鈉為還原劑)而言，鍍液中不存在硫酸根離子和鈉離子，避免了硫酸根離子和鈉離子對鍍層性能的影響，解決了傳統(tǒng)工藝中硫酸鈉在鍍槽低溫部位析出惡化鍍液性能的問題。
[0016](2)本發(fā)明所用原料均不含硫、氮元素，施鍍過程中不會污染環(huán)境；鍍層沉積速率快，耐蝕性能好，結(jié)合力強(qiáng)；鍍液穩(wěn)定性佳，使用壽命長。
[0017](3)本發(fā)明提供的鍍液報廢后，無需復(fù)雜的后處理；廢液中僅含有亞磷酸根離子、次磷酸根離子、有機(jī)酸根離子、少量鎳離子和施鍍過程中帶入的其它微量金屬離子，可直接用作多元摻雜磷酸鐵鋰/碳復(fù)合正極材料的原料(見同日申請專利“一種多元摻雜磷酸鐵鋰/碳復(fù)合正極材料的合成方法”)。
[0018](4)本發(fā)明之施鍍過程的成本高于傳統(tǒng)工藝，但是，無后續(xù)處理費(fèi)用，且廢液可直接用于制備附加值高的鋰離子電池正極材料，故整體成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝，經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0020]實(shí)施例1:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.lmol/L，次磷酸
0.05mol/L,檸檬酸6g/L,醋酸15g/L,順丁烯二酸1.5g/L,醋酸銅lg/L,其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度85°C，鍍液pH值為4.8，施鍍30min?；瘜W(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命，將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0021]實(shí)施例2:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.15mol/L，次磷酸
0.05mol/L,檸檬酸10g/L，醋酸20g/L，順丁烯二酸1.5g/L，醋酸銅lg/L，戊二酸lg/L，其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度85°C，鍍液pH值為4.8，施鍍30min。化學(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命，將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0022]實(shí)施例3:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.2mol/L，次磷酸
0.05mol/L,檸檬酸20g/L，醋酸20g/L，順丁烯二酸2g/L，醋酸銅3g/L，戊二酸2g/L，其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度85 °C，鍍液pH值為4.8，施鍍30min?；瘜W(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命，將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0023]實(shí)施例4:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.2mol/L，次磷酸
0.08mol/L,乳酸10g/L，醋酸10g/L，反丁烯二酸2g/L，醋酸鋅4g/L，己二酸3g/L，其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度90°C，鍍液pH值為5，施鍍30min。化學(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命，將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0024]實(shí)施例5:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.2mol/L，次磷酸
0.05mol/L,檸檬酸20g/L，乳酸5g/L，乙醇酸2g/L，醋酸20g/L，甲叉丁二酸1.5g/L，醋酸銅3g/L，檸檬酸銅lg/L，戊二酸2g/L，其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度85 0C，鍍液pH值為4.8，施鍍30min?；瘜W(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命,將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0025]實(shí)施例6:本化學(xué)鍍鎳液，包含以下含量的組分:次磷酸鎳0.3mol/L，次磷酸
0.lmol/L,檸檬酸20g/L,乳酸3g/L,酒石酸3g/L,蘋果酸2g/L,水楊酸5g/L,醋酸鋰25g/L,反丁烯二酸3.5g/L，醋酸鋅2g/L，檸檬酸銅4g/L，戊二酸3g/L，其余為去離子水。按照上述各組分及含量配制好化學(xué)鍍鎳液后，將之用于經(jīng)過前處理的碳鋼試片的化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍鎳工藝為:控制鍍液溫度90°C，鍍液pH值為5.3，施鍍30min?；瘜W(xué)鍍鎳完成后，測試鍍層鍍速和耐蝕性，鍍液穩(wěn)定性和壽命，將測試結(jié)果記錄于表1中。
[0026]表1
[0027]

【權(quán)利要求】
1.一種零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于鍍液包括以下含量的組分:主鹽0.1~0.3mol/L,還原劑0.2~0.8mol/L,絡(luò)合劑5~35g/L，緩沖劑15~40g/L,穩(wěn)定劑I~4.5g/L，加速劑O~4g/L，光亮劑I~8g/L ;并用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH值為4.5~5.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述主鹽為次磷酸鎳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述還原劑為次磷酸鎳或次磷酸鎳和次磷酸的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述絡(luò)合劑為乙醇酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、水楊酸中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述緩沖劑為醋酸鋰或醋酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述穩(wěn)定劑為順丁烯二酸、反丁烯二酸或甲叉丁二酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述加速劑為戊二酸或己二酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述光亮劑為醋酸銅、醋酸鋅、檸檬酸銅中的一種或幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述零排放型化學(xué)鍍鎳液，其特征在于:所述PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鋰、碳酸鋰和碳酸氫鋰中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號】C23C18/36GK104131272SQ201410362618
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉萬民, 唐常青, 黃先威 申請人:湖南工程學(xué)院