Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония
Патент 2310610
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония
Изобретение может быть использовано для получения гексагидрата сульфата никеля-аммония и для извлечения никеля(II) из токсичных отходов производства. Готовят реакционный водный раствор с рН от -0,5 до 8,0, содержащий никель(II), 3-15 мас.% аммония и 8-45 мас.% сульфата. В качестве источника никеля(II) используют отработанный раствор химического никелирования. Отработанный раствор в качестве основных компонентов может содержать, например, никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, ацетат натрия или никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, сульфат аммония. Отработанный раствор химического никелирования можно сконцентрировать упариванием. Кристаллизацию целевого продукта из реакционного раствора ведут при температуре от -5 до 40°С. Изобретение позволяет снизить материальные затраты на получение гексагидрата сульфата никеля-аммония, повысить его выход, извлечь более 99% никеля(II) из отходов производства. 15 з.п. ф-лы.
Реферат
Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способу получения гексагидрата сульфата никеля-аммония (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O. Заявленный способ может применяться для извлечения никеля(II) из токсичных отходов производства - отработанных растворов химического никелирования. Вещество, получаемое этим способом, может использоваться для приготовления электролитов гальванического никелирования, для получения монокристаллов с ценными физическими свойствами, для получения различных соединений никеля.
Известен способ получения крупных монокристаллов гексагидрата сульфата никеля-аммония из водного раствора, содержащего сульфат никеля(II) и сульфат аммония (Соболева Л.В., Кирпичникова Л.Ф. // Кристаллография, 2001, Т.46, №2, С.350).
Известен способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония из водного раствора, полученного смешиванием теплых насыщенных растворов сульфата никеля(II) и сульфата аммония, взятых в мольном соотношении 1,0:1,0, с последующим упариванием реакционного раствора до появления кристаллического осадка (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O (Ключников Н.Г. Руководство по неорганическому синтезу. - М.: Химия, 1965, С.332). Недостатком способа является необходимость дополнительных затрат на нагревание раствора и на реагент - сульфат никеля(II).
Известен способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, кристаллизацию целевого продукта, отделение кристаллов от раствора фильтрованием (Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М: Химия, 1974, С.290. Леснова Е.В. Практикум по неорганическому синтезу. - М.: Высшая школа, 1977, С.133). Реакционный раствор готовят путем смешивания горячих концентрированных подкисленных серной кислотой водных растворов сульфата никеля(II) и сульфата аммония, взятых в мольном соотношении 1,0:1,0 или 1,0:1,13. Способ основан на химической реакции:
NiSO4+(NH4)2SO4+6Н2O→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O.
Изложенные выше способы позволяют получить чистый целевой продукт с удовлетворительным выходом. Их недостатком является необходимость дополнительных затрат на реагент - сульфат никеля(II).
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, кристаллизацию целевого продукта, отделение кристаллов от раствора (Хямяляйнен М., Фуглеберг С., Кнуутила К. RU 2237737 С2, кл. 7 С22В 23/00, С22В 3/44, опубл. 10.10.2004). В способе по прототипу реакционный водный раствор готовят, прибавляя к раствору сульфата никеля(II) твердый сульфат аммония до его концентрации в растворе около 380 г/л. В качестве источника никеля(II) используют раствор, содержащий около 5 г/л никеля(II) и около 100 г/л сульфата аммония, который образуется после извлечения никелевого порошка из раствора сульфата никеля(II). Кристаллизацию целевого продукта проводят из раствора с рН 3 при температуре 40°С. Выход гексагидрата сульфата никеля-аммония в этих условиях составляет 81,4%. Способ по прототипу основан на реакции:
NiSO4+(NH4)2SO4+6 Н2O→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O.
Данный способ позволяет получить целевой продукт и вернуть его в цикл производства никелевого порошка, однако он требует дополнительных материальных затрат на реагент - сульфат никеля(II) и не предусматривает использование для получения целевого продукта отработанных растворов химического никелирования.
При создании заявленного изобретения ставилась задача снизить материальные затраты на получение гексагидрата сульфата никеля-аммония, повысить выход целевого продукта, расширить арсенал способов извлечения никеля(II) из отработанных растворов химического никелирования.
Поставленная задача решается тем, что способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, кристаллизацию целевого продукта, отделение кристаллов от раствора. Новым в этом способе является то, что для приготовления реакционного водного раствора в качестве источника никеля(II) используют отход производства - отработанный раствор химического никелирования, при этом готовят реакционный водный раствор с массовой долей аммония от 3 до 15% и массовой долей сульфата от 8 до 45%, а кристаллизацию целевого продукта из раствора ведут при температуре от -5 до 40°С. Для получения гексагидрата сульфата никеля-аммония желательно использовать отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, ацетат натрия, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, сульфат аммония, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, молочную или аминоуксусную кислоту, ацетат натрия, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, цитрат натрия, хлорид аммония, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, хлорид аммония, аммиак, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, гидроксиэтилидендифосфонат натрия, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), борогидрид натрия, борат натрия, этилендиамин, гидроксид натрия, карбонат натрия, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), диметиламиноборан, борную кислоту, сукцинат аммония, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гидроксиметилсульфинат натрия, гидроксиметилсульфонат натрия, сульфит натрия, сульфат натрия, аммиак, или отработанный раствор химического никелирования, который в качестве основных компонентов содержит никель(II), гидразин, аммиак, сульфат аммония. Для приготовления реакционного водного раствора в качестве источника аммония желательно использовать аммиак и/или сульфат аммония, а в качестве источника сульфата - серную кислоту и/или сульфат аммония. Желательно готовить реакционный водный раствор с рН от -0,5 до 8,0.
Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония заключается в приготовлении реакционного водного раствора, содержащего в качестве основных компонентов никель(II), аммоний и сульфат, путем прибавления к отработанному раствору химического никелирования хотя бы одного вещества из группы, состоящей из сульфата аммония, серной кислоты, аммиака, корректировании (при необходимости) значения рН реакционного водного раствора путем прибавления серной кислоты или аммиака, кристаллизации целевого продукта из раствора (предпочтительно при обычной или пониженной температуре), отделении осадка от раствора, промывании (при необходимости) осадка растворителем, высушивании (при необходимости) осадка целевого продукта.
Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония основан на протекании химических реакций, например:
[Ni(NH3)6]Cl2+3H2SO4+6Н2O→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O+(NH4)2SO4+2NH4Cl
[Ni(Н2NCH2СН2NH2)3]Cl2+3H2SO4+(NH4)2SO4+6H2O→ (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O→(H3NCH2CH2NH3)Cl2+2(Н3НСН2СН2NH3)SO4
Na2[Ni(CH3C(OH)(PO3H)2)2]+(NH4)2SO4+2H2SO4+6H2O→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O+Na2SO4+2СН3С(ОН)(РО3Н2)2
[Ni(CH3C(OH)COO)2]+2(NH4)2SO4+6Н2О→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O+2СН3С(ОН)COONH4
2Na[Ni(OOCCH2C(OH)(COO)CH2COO)]+5H2SO4+4NH3+12H2O→2(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O+Na2SO4+2HOOCCH2C(OH)(COOH)CH2COOH
[Ni(H2NCH2COO)2]+(NH4)2SO4+H2SO4+6H2O→(NH4)2Ni(SO4)2·6H2O+2H2NCH2COOH.
В растворах химического никелирования стали, сплавов, полимерных материалов, стекла и керамики в процессе работы в результате окисления никелем(II) веществ-восстановителей и многократного корректирования накапливаются вещества (фосфиты, бораты, хлориды, сульфаты и другие), присутствие которых делает невозможным использование таких растворов (отработанных растворов химического никелирования) для покрытия металлом. Отработанные растворы химического никелирования, содержащие никель(II) в концентрациях 0,5-10 г/л, являются весьма токсичными (Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп / под ред. В.А.Филова. - Л.: Химия, 1989, С.475) и подлежат нейтрализации, заключающейся в извлечении из них никеля и требующей значительных материальных затрат (Лататуев В.И., Кузьмина Э.Ф. // Гальванотехника и обработка поверхности, 1992, Т.1, №1-2, С.102. Хранилов Ю.П., Лобанова Л.Л. // Гальванотехника и обработка поверхности, 2002, Т.10, №1, С.41). Вместе с тем, отработанные растворы химического никелирования можно использовать в качестве никельсодержащего сырья для получения различных соединений никеля(II), имеющих коммерческую ценность. Заявленное изобретение позволяет получать из отработанных растворов химического никелирования кристаллический гексагидрат сульфата никеля-аммония, который находит применение в промышленности. При этом в качестве реагентов, являющихся источником аммония и сульфата, используют производимые химической промышленностью и недорогие реагенты: серную кислоту, сульфат аммония, аммиак или его водный раствор.
Для получения гексагидрата сульфата никеля-аммония желательно использовать отработанные растворы химического никелирования, которые могут содержать в качестве основных компонентов хлорид, ацетат, сульфат или другие соли никеля(II), реагент-восстановитель (гипофосфит, борогидрид, гидразин, гидразинборан, диалкиаминобораны, дитионит, гидроксиметилсульфинат, диоксид тиомочевины и другие вещества), продукт его окисления никелем(II) (фосфит, борат, амины, сульфит, сульфат и другие вещества), буферирующие вещества (ацетат, борную кислоту, соли аммония и другие вещества), лиганд для связывания никеля(II) в комплекс (аммиак, этилендиамин, диэтилентриамин, монокарбоновые, дикарбоновые, гидроксикарбоновые, аминокарбоновые кислоты и другие вещества), а также в качестве микрокомпонентов - ускоряющие добавки и стабилизаторы раствора (Шалкаускас М., Вашкялис А. Химическая металлизация пластмасс. - Л.: Химия, 1972, C.110. Ильин В.А. Металлизация диэлектриков. - Л.: Машиностроение, 1977, С.29. ГОСТ СССР 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий. - М.: Изд-во стандартов, 1988, С.98. Fang Jing-li // Acta Chim. Sin., 1983, №2, P.129, РЖ Коррозия и защита от коррозии. Отдельный выпуск, 1983, №7, К373. Плохов В.А., Рогожин В.В. и др. SU 1301780 А1, опубл. 1987. Иванов М.В. // Обмен опытом в радиопромышленности, 1985, №11, С.41. Гальванотехника. Справочник (под ред. Гинберга A.M., Иванова А.Ф., Кравченко Л.Л.). - М.: Металлургия, 1987, С.373. Чепене Д.З., Гилене О.Д. // Защита металлов, 1988, Т.24, №5, С.845. Гаевская Т.В., Каратаева Т.П., Амелина Н.В. // Журн. неорган, химии, 1992, Т.37, №1, C.112. Соцкая Н.В., Слепцова О.В. и др. // Журн. прикл. химии, 1993, Т.66, №7, С.1639. Петросянц С.П., Малярик М.А. и др. // Журн. неорган, химии, 1993, Т.38, №10, С.1644. Буданов В.В., Ермолина С.В. и др. RU 2063461 С1, опубл. 1996. Кузнецов Э.И., Рябинин В.Б. и др. RU 2108416 С1, опубл. 1998. Буданов В.В., Михайловский К.В. и др. RU 2167113 С2, опубл. 1999. Данюшина Г.А., Логинова Т.И. и др. RU 2235803 С1, опубл. 2004. Иванов М.В., Лубнин Е.Н. и др. // Журн. неорган, химии. 2005, Т.50, №4, С.678), которые имеют состав, например:
| Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) | 1-7 г/л |
| Гипофосфит натрия | 5-20 г/л |
| Фосфит натрия | 30-150 г/л |
| Сульфат аммония | 40-60 г/л |
| Уксусная кислота | 20-25 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) | 0,5-7 г/л |
| Гипофосфит натрия | 5-20 г/л |
| Фосфит натрия | 30-100 г/л |
| Аминоуксусная кислота | 15-25 г/л |
| Ацетат натрия | 10-25 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) | 0,5-8 г/л |
| Гипофосфит натрия | 3-20 г/л |
| Фосфит натрия | 20-200 г/л |
| Молочная кислота | 15-20 г/л |
| Борная кислота | 10-20 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) | 2-8 г/л |
| Гипофосфит натрия | 3-15 г/л |
| Фосфит натрия | 40-100 г/л |
| Цитрат натрия | 45-55 г/л |
| Хлорид аммония | 35-55 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде сульфата) | 2-7 г/л |
| Гипофосфит натрия | 5-20 г/л |
| Фосфит натрия | 20-100 г/л |
| Гидроксиэтилидендифосфонат натрия | 15-35 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида, ацетата или сульфата) | 1-5 г/л |
| Гипофосфит натрия | 5-15 г/л |
| Фосфит натрия | 20-100 г/л |
| Сукцинат натрия | 15-25 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида) | 1-8 г/л |
| Борогидрид натрия | 0,1-1,5 г/л |
| Борат натрия | 30-50 г/л |
| Этилендиамин | 20-70 г/л |
| Гидроксид и карбонат натрия | 30-60 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида) | 5-20 г/л |
| Гидразин | 0,5-5 г/л |
| Аммиак | 30-50 г/л |
| Хлорид аммония | 10-80 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде сульфата) | 2-7 г/л |
| Гидразин | 0,5-3 г/л |
| Аммиак | 80-120 г/л |
| Сульфат аммония | 20-100 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида) | 1-5 г/л |
| Гидразин | 1-10 г/л |
| Тартрат калия-натрия | 35-45 г/л |
| Хлорид натрия | 10-50 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) | 1-10 г/л |
| Дитионит натрия | 1-5 г/л |
| Сульфит натрия | 5-15 г/л |
| Сульфат натрия | 5-10 г/л |
| Аммиак | 30-80 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде хлорида) | 2-8 г/л |
| Гидроксиметилсульфинат натрия | 5-100 г/л |
| Гидроксиметилсульфонат натрия | 5-50 г/л |
| Сульфит натрия | 5-50 г/л |
| Сульфат натрия | 1-10 г/л |
| Аммиак | 15-50 г/л, |
или
| Никель(II) (в виде сульфата или ацетата) | 1-6 г/л |
| Диметиламиноборан | 0,5-2 г/л |
| Борная кислота | 10-30 г/л |
| Сукцинат аммония | 20-30 г/л. |
Если для получения гексагидрата сульфата никеля-аммония использовать отработанные растворы химического никелирования, содержащие в высоких концентрациях соединения кальция (гипофосфит, фосфит кальция) (Ломовский О.И., Фадеев Е.И., Павлюхина Л.А. RU 2135635 С1, опубл. 1999), то целевой продукт может оказаться загрязненным дигидратом сульфата кальция.
Гексагидрат сульфата никеля-аммония хорошо растворим в воде при обычной температуре, и его растворимость сильно растет с увеличением температуры раствора (Справочник по растворимости. T.1. Кн.1. - М.-Л.: Из-во АН СССР, 1961, С.228. Перельман Ф.М., Зворыкин А.Я. Кобальт и никель. - М.: Наука, 1975, С.65). Поэтому для повышения выхода целевого продукта кристаллизацию из раствора желательно вести при температуре ниже 40°С. Нижний предел температурного интервала -5°С определяется температурой замерзания раствора.
По экспериментальным данным, растворимость (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O в воде значительно снижается в присутствии сульфата аммония, солей аммония или сульфатов. Поэтому для повышения выхода целевого продукта кристаллизацию желательно вести из раствора с массовой долей аммония от 3 до 15% и массовой долей сульфата от 8 до 45%. При более низких концентрациях аммония и сульфата выход целевого продукта неоправданно снижается, а при более высоких - целевой продукт может быть загрязнен сульфатом аммония.
Растворимость гексагидрата сульфата никеля-аммония в воде мало зависит от рН раствора. Однако, если получать целевой продукт из водных растворов с рН выше 8,0, то он может быть загрязнен основными солями никеля(II):
2Ni2++SO4 2-+2ОН-↔Ni2(OH)2SO4.
Кроме того, в щелочной среде протекают неблагоприятные реакции связывания никеля(II) в комплексы:
Ni2++6NH3↔[Ni(NH3)6]2+
Ni2++3H2NCH2CH2NH2↔[N(H2NCH2CH2NH2)3]2+
Ni2++3H2NCH2COOH+3ОН-↔[Ni(H2NCH2COO)3]-+3H2O
Ni2++2[СН3С(ОН)(РО3Н)2]2-+4ОН-↔[Ni(СН3С(ОН)(РО3)2)2]6-+4Н2O,
которые, повышая растворимость гексагидрата сульфата никеля-аммония, снижают его выход. Если получать целевой продукт из водного раствора с очень высокой концентрацией ионов водорода, то хотя и достигается высокий выход целевого продукта, но он может адсорбировать заметные количества кислоты, для удаления которой из кристаллов требуется дополнительное их промывание растворителем, что снижает выход целевого продукта.
Пример 1.
К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 5,8 г/л, гипофосфита натрия 8,0 г/л, фосфита натрия 42 г/л, уксусной кислоты 9,2 г/л, ацетата натрия 11 г/л сначала прибавляют при перемешивании 7,5 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «ч», затем растворяют при перемешивании 46,5 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч». Раствор оставляют для кристаллизации на 20 часов при температуре 17-19°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 16, промывают 70%-ным водным раствором этанола и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,8%.
Найдено, %: Ni - 14,8; N - 7,0; SO4 2- - 48,2.
Вычислено для (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O, %: Ni - 14,86; N - 7,09; SO4 2- - 48,64.
Пример 2.
К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 3,4 г/л, борогидрида натрия 0,15 г/л, бората натрия 35 г/л, этилендиамина 27 г/л, гидроксида натрия 10 г/л, карбоната натрия 21 г/л при перемешивании прибавляют 5,0 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 2184-77 «техн.» (рН 1,3). В полученный раствор вносят 30,0 г сульфата аммония ТУ 113-38-94-89 «техн.» и перемешивают до полного растворения соли. Раствор оставляют для кристаллизации на 2 суток при температуре 3-5°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 40 и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 93,6%.
Найдено, %: Ni - 14,1; N - 6,5; SO4 2- - 47,5.
Пример 3.
В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 1,0 г/л, гипофосфита натрия 11 г/л, фосфита натрия 49 г/л, аминоуксусной кислоты 22 г/л, ацетата натрия 20 г/л растворяют 30,2 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «чда» (рН 5,0). Раствор оставляют для кристаллизации на 3 суток при температуре 1-3°С.
Раствор сливают, осадок отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 76,8%.
Найдено, %: Ni - 14,7; N - 6,9; SO4 2- - 48,3.
Пример 4.
Получение целевого продукта проводят аналогично примеру 3, но после растворения сульфата аммония в реакционный водный раствор дополнительно прибавляют 2,0 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «ч». Выход 92,1%.
Найдено, %: Ni - 14,7; N - 7,0; SO4 2- - 48,5.
Пример 5.
В 100 мл нагретого до 90°С отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 6,8 г/л, гипофосфита натрия 6,0 г/л, фосфита натрия 35 г/л, цитрата натрия 50 г/л, хлорида аммония 50 г/л растворяют 38,2 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч» и прибавляют 4,0 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «ч». Раствор оставляют для кристаллизации на 10 суток при температуре (-1)-2°С. Раствор сливают, осадок отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 99,0%.
Найдено, %: Ni - 14,5; N - 6,8; SO4 2- - 48,1.
Пример 6.
100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 2,8 г/л, гипофосфита натрия 2,0 г/л, фосфита натрия 20 г/л, молочной кислоты 16 г/л, борной кислоты 10 г/л упаривают до объема 40 мл. После охлаждения до комнатной температуры к раствору прибавляют при перемешивании сначала 20,0 мл 25%-ного раствора аммиака ГОСТ 3760-79 марки «чда», затем концентрированную серную кислоту ГОСТ 4204-77 марки «ч» до достижения рН 1,6. Раствор оставляют для кристаллизации на 40 часов при температуре 0-2°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 40, промывают 70%-ным водным раствором этанола и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,1%.
Найдено, %: Ni - 14,7; N - 6,8; SO4 2- - 48,5.
Пример 7.
В 100 мл нагретого до температуры 80-90°С отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 6,3 г/л, гипофосфита натрия 8,0 г/л, фосфита натрия 41 г/л, гидроксиэтилидендифосфоната(2-) натрия 30 г/л при перемешивании растворяют 44,6 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч» и прибавляют 3,0 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «ч» (рН 1,5). Раствор оставляют для кристаллизации на 25 часов при температуре 18-22°С. Раствор сливают, осадок отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 95,0%.
Найдено, %: Ni - 14,5; N - 6,9; SO4 2- - 48,2.
Пример 8.
К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 6,3 г/л, сульфата гидразиния 5,2 г/л, аммиака 93 г/л, сульфата аммония 36 г/л при перемешивании по каплям прибавляют концентрированную серную кислоту ГОСТ 4204-77 марки «ч» до достижения рН 1,8. Раствор оставляют для кристаллизации на 5 суток при температуре 0-3°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 100 и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,9%.
Найдено, %: Ni - 14,5; N - 7,0; SO4 2- - 48,3.
Пример 9.
К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 5,3 г/л, диметиламиноборана 1,0 г/л, борной кислоты 30 г/л, сукцината аммония 25 г/л при перемешивании прибавляют 2,0 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «чда», затем раствор нагревают до температуры 80-90°С и растворяют в нем 35,1 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «чда». Раствор оставляют для кристаллизации на 3 суток при температуре 0-2°С. Раствор сливают, осадок отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,6%.
Найдено, %: Ni - 14,5; N - 7,0; SO4 2- - 48,5.
Пример 10.
В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 7,0 г/л, гидроксиметилсульфината натрия 6,5 г/л, гидроксиметилсульфоната натрия 5,5 г/л, сульфита натрия 48 г/л, сульфата натрия 8,0 г/л, аммиака 27 г/л при перемешивании растворяют 30,8 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч». К полученному раствору прибавляют 3,5 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77. Раствор оставляют для кристаллизации на 2 суток при температуре 1-4°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 100 и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,6%.
Найдено, %: Ni - 14,7; N - 6,8; SO4 2- - 48,2.
Пример 11.
В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 5,8 г/л, гипофосфита натрия 8,8 г/л, фосфита натрия 38 г/л, аммиака 10,7 г/л, хлорида аммония 26,5 г/л при перемешивании растворяют 40,4 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч» и прибавляют 2,5 мл концентрированной серной кислоты ГОСТ 4204-77 марки «ч» (рН 2,0). Раствор оставляют для кристаллизации на 3 суток при температуре 2-4°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 40 и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 99,1%.
Найдено, %: Ni - 14,4; N - 6,9; SO4 2- - 48,2.
Пример 12.
В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 4,8 г/л, гипофосфита натрия 6,0 г/л, фосфита натрия 35 г/л, уксусной кислоты 22 г/л, сульфата аммония 43 г/л при перемешивании растворяют 10,0 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч», затем прибавляют 20,0 мл 25%-ного раствора аммиака ГОСТ 3760-79 марки «ч» и концентрированную серную кислоту ГОСТ 4204-77 марки «ч» до достижения рН 2,0. Раствор оставляют для кристаллизации на 2 суток при температуре 10-12°С. Раствор сливают, осадок отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 97,3%.
Найдено, %: Ni - 14,6; N - 7,0; SO4 2- - 48,0.
Пример 13.
В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрацией никеля(II) 6,2 г/л, дитионита натрия 1,1 г/л, сульфита натрия 14,0 г/л, сульфата натрия 8,2 г/л, аммиака 37 г/л при перемешивании растворяют 25,3 г сульфата аммония ГОСТ 3769-78 марки «ч». К полученному раствору прибавляют концентрированную серную кислоту ГОСТ 4204-77 марки «ч» до достижения рН 2,9. Раствор оставляют для кристаллизации на 3 суток при температуре 0-2°С. Осадок отфильтровывают при пониженном давлении на стеклянном фильтре ПОР 100 и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход 96,0%.
Найдено, %: Ni - 14,6; N - 6,5; SO4 2- - 48,2.
Гексагидрат сульфата никеля-аммония (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O представляет собой кристаллическое вещество бирюзового цвета, растворимое в воде, водном растворе аммиака, этиленгликоле, глицерине, немного растворимое в диметилсульфоксиде, плохо растворимое в диметилформамиде, этиловом спирте, ацетоне, уксусной кислоте, диоксане, хлороформе, гексане, бензоле.
Как видно из приведенных примеров, предложенный способ позволяет получить целевой продукт, состав которого соответствует химической формуле (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O, с более высоким выходом, чем способ по прототипу. Материальные затраты на получение гексагидрата сульфата никеля-аммония существенно снижаются за счет использования в качестве источника никеля(II) отработанных растворов химического никелирования различного состава. Предложенный способ позволяет извлечь более 99% никеля(II) из отходов производства никелевых покрытий.
1. Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, кристаллизацию целевого продукта из раствора, отделение кристаллов от раствора, отличающийся тем, что для приготовления реакционного водного раствора в качестве источника никеля(II) используют отход производства - отработанный раствор химического никелирования, готовят реакционный водный раствор с массовой долей аммония от 3 до 15% и массовой долей сульфата от 8 до 45%, а кристаллизацию целевого продукта из раствора ведут при температуре от -5 до 40°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, ацетат натрия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, уксусную кислоту, сульфат аммония.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, молочную или аминоуксусную кислоту, ацетат натрия.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, цитрат натрия, хлорид аммония.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, хлорид аммония, аммиак.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гипофосфит натрия, фосфит натрия, гидроксиэтилидендифосфонат натрия.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), борогидрид натрия, борат натрия, этилендиамин, гидроксид натрия, карбонат натрия.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), диметиламиноборан, борную кислоту, сукцинат аммония.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), дитионит натрия, сульфит натрия, сульфат натрия, аммиак.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гидроксиметилсульфинат натрия, гидроксиметилсульфонат натрия, сульфит натрия, сульфат натрия, аммиак.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования в качестве основных компонентов содержит никель(II), гидразин, аммиак, сульфат аммония.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, в качестве источника аммония используют аммиак и/или сульфат аммония.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления реакционного водного раствора, содержащего никель(II), аммоний и сульфат, в качестве источника сульфата используют серную кислоту и/или сульфат аммония.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что готовят реакционный водный раствор с рН от -0,5 до 8,0.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования предварительно концентрируют упариванием.