Способ получения гипофосфита никеля.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПОФОСФИТА НИКЕЛЯ Ф Приоритетныеданные: (56) 1 ВЕ 55 Оыд ЫОНУЕАН(32) 19950929 МЩЕКАЬЕ РАПЬ РАЗЧАЬ томЕ 31/11 дСМЕЫЫЗ НАЫВВПСН ВЕК АМОКСАЪПЗСНЕЫ СНЕМ 1 Е 8 йше 66111011 ЪПСКЕЬ Рагйе В -а 5 с 1 с 111 е 3 1966, УЕКЬАС СНЕМ 1 Е СМВН, ШЕПЧНЕ 1 М, ПЕ ХРОО 2 ОО 5819, все раге 961,рагаггарн 2Настоящее изобретение касается способа получения гипофосфита никеля.Гипофосфит никеля является неорганической солью, известной, по крайней мере, с 1828 г. (Козе, Апп. РЬу 11., [12-87-1828). Он Кристаллизуется из водных растворов в виде гексагидрата М (Н 2 Р 02)26 Н 20. Он зарегистрирован в Кевшгу Ше де СЬеш 1 са 1 АЬзтгасгз под номером КМ 13477-97-9. Его составляющие элементы,фосфорноватистый анион, с одной стороны, и катион никеля, с другой стороны, являются активными формами хорошо известного способа химического никелирования, основанного на аутокаталитической реакции окисления-восстановления:и ванны для которого изготавливаются из гипофосфита натрия и растворимой соли никеля,обычно сульфата. Можно было бы считать целесообразным использовать для этой цели гипофосфит никеля при явном преимуществе, заключающемся в том, что отпадает необходимость заряжать ванны ионами натрия и сульфата, КОТОрЫС ЯВЛШОТСЯ источниками НСПОЛЗДОК вследствие кристаллизации сульфата натрия.В Новом трактате о неорганической химии Поля Паскаля, том ХУП (кобальт, никель), 1963 г., 2-е изд., приводятся два способа получения гипофосфита никеля, один путем двойного разложения между сульфатом никеля и гипофосфитом бария, другой путем диссоциации гидроксида никеля в фосфорноватистой кислоте. Для использования способа двойного разложения в промышленном масштабе следует обратиться в качестве реального источника гипофосфита к гипофосфиту кальция; из него получают гршофосфит никеля, не пригодный для химического никелирования, поскольку он содержит слишком большое количество магния, основной примеси, вносимой самим гипофосфитом кальция,и кальция, который не удаляется из реакционной среды из-за достаточно высокой растворимости образовавшегося сульфата кальция. Напротив, это такое сырье, которое вносит никель в способ диссоциации, гидрокарбонат никеля или гидроксид никеля металлургического качества, КОТОРЫЙ ЯВЛЯСТСЯ ИСТОЧНИКОМ ЗЗГРЯЗНШОщих веществ из-за внесения тяжелых металлов ИЛИ МЗГНИЯ. За НСИМСНИСМ какого-либо ЭКОНОмически приемлемого способа получения, использование гипофосфита никеля при химическом никелировании остается очень ограниченНЫМ.Способ по изобретению устраняет эти недостатки. Он заключается в удержании никеля из водного раствора растворимой соли никеля на ионообменной смоле и в элюировании его через воднЬпЙ раствор фосфорноватистой кислоты, содержащий 30-35 г/л никеля, который можно непосредственно использовать для полу 000344ЧСНИЯ ИЛИ регенирования ВЗНН ХИМИЧССКОГО НИкелирования или из которых можно кристаллизовать гексагидратированный гипофосфит никеля.Используемая по изобретению смола является карбоксилатной смолой (слабая кислота) в натриевой форме. Этот тип смол регенерируется посредством концентрированных растворов СИЛЬНЫХ КИСЛОТ. ИХ МОЖНО ИЗБЛСКЗТЬ ИЗ рСГСНСрирующих растворов с высоким содержанием обменных ионов. После регенерирования смола вновь оказывается в виде кислоты, мало способствующем адсорбированию ионов никеля: ее доводят до карбоксилатного вида, и предпочтительно натрийсодержащего, посредством обработки с сильным основанием, в данном случае каустической содой. Это очень эшотермическая реакция (около 80 ккал/моль). Химический тип смолы не имеет большого значения, но ее состав должен быть таковым, чтобы она правильно противостояла осмотическим ударам, создаваемым разницей концентраций различных реагентов, которые следуют друг за другом в колонне В ХОДС операции, ТСПЛОВЫМ ударам, ВЫЗЬПЗЗСмым экзотермичностью нейтрализации кислотНОЙ СМОЛЫ, И фИЗИЧССКИМ ЯВЛСНИЯМ, ВОЗНИКЗЮЩИМ ВСЛСДСГВИС ТОГО, ЧТО В ОЧСНЬ КОНЦСНТрИрОванных растворах смола начинает флотировать.Все растворимые в воде соли никеля подходят для изобретения. Предпочитают сульфат никеля, потому что легко удалять ион сульфата из эфлюента посредством соли, осаждающей этот анион, например, соли кальция. рН раствора соли никеля должен быть как можно более близким к 6, с тем, чтобы не вызывать потерю способности смолы из-за избытка ионов Н". Поэтому избегают добавки кислоты, которую иногда практикуют для предотвращения осаждения гидроксида никеля и ускорения диссоциации соли.Источником ионов гипофосфитов по изобретению является фосфорноватистая кислота. Гипофосфит натрия не эффективен для извлечения фиксированных ионов никеля, по крайней мере, на приемлемом уровне концентрации ионов никеля в эфлюенте.Рабочая температура частично определяется концентрациями растворов (соль никеля,фосфорноватистая кислота, гидроксид натрия и скоростью их подачи в колонну: необходимо избегать того, чтобы из-за набора слишком выСОКИХ концентраций И расходов СЛИШКОМ ВЫСОкий подъем температуры не изменил смолу. В ТО же ВрСМЯ, ПРИ СЛИШКОМ ВЫСОКОМ расходе ионный обмен становится частичным. Правильный баланс является делом специалиста в тех условиях, которые ему предоставлены. Стремятся не превышать 80 С и не опускаться ниже 25 С, во всяком случае избегают слишком низкой температуры в ходе фазы элюирования никеля фосфорноватистой кислотой для предот вращения того, чтобы гипофосфит не осаждался бы в колонне.Способ дает большое количество никеля. Он дает водные растворы гипофосфита никеля с концентрацией от 1 до 35 г/л никеля. Эти растворы Могут непосредственно использоваться для создания из них ванн для химического шткелирования. Возможно добавление комплексантов во избежание того, чтобы сильно концентрированные растворы (более 30 г/л Ы 1 ЗО 4) не кристаллизовались в холодном состоянии. Возможно также кристаллизовать эти растворы для извлечения из них гексагидратированного гипофосфита никеля, например, посредством вакуумного испарения при умеренной температуре (50 С) для предотвращения окисления,затем кристаллизацией путем регулируемого охлаждения.Гипофосфит никеля, получаемый по способу изобретения, обладает ценным преимуществом для никелирования, позволяющим значиТСЛЬНО ограничить ВВОДШИЫС В ВЗЪШЫ ПрИМССИ С реагентами, вносящими ионы гипофосфита и никеля. В этом убеждаются, рассматривая сопоставляемые содержания обычных реагентов(гипофосфит натрия и сульфат никеля, с одной стороны, и гипофосфит никеля по изобретению,с другой стороны):Примесь Гипофосфит Сульфат Никеля Гипофосфит натрия никеля Са 20-40 Ч.На млн. 11,5 ч. На млн. Ре 3 ч. На млн. 40 ч. На млн. 1 ч. На млн. Рв 1 Ч.На млн. 1 ч. На млн. 1 ч. На млн. Пример. Реагенты.Раствор сульфата никеля с 0,856 моль/л: растворить 225 г (0,856 Моль) 1 НО 46 Н 2 О в одном литре деминерализованной воды.Раствор фосфорноватистой кислоты с 2,5 моль/л: разбавить 6 л Н 3 РО 2 с 50% [1=1,21], т.е. 9,2 моля 14 литрами деминерализованной воды.Макропористая ионообменная смола Амберлит 1 КС 76.В колонну, по меньшей мере 1,25 л, загрузить 1 л воды с 770 мл раствора сульфата никеля с 0,856 моль/л, т.е. 38,7 г МЫ. Промыть деминерализованной водой (около 1,5 л) до тех пор,пока в промывочной воде не останется сульфата. Переместить никель 770 мл фосфорноватистой кислоты с 2,5 моль/л (в ходе этой операции литр смолы сжимается до 770 мл), затем проМыть деминерализованной водой. Отобрать 1060 мл элюата и промывочной воды, которые содержат 38,7 г М; в виде раствора 0,622 моль/л М; 1/866 моль/л Н 2 РО 2 (молярный избыток гипофосфит/никель 1,5).Смола регенерируется загрузкой с 230 мл 30% гидроксида натрия, затем промывкой деМинерализованной водой до нейтрального рН.Таким образом, получают готовую к применению смолу для получения новой загрузки сульфата никеля.1. Способ получения гипофосфита никеля,отличающийся тем, что его осуществляют посредством ионного обмена на ионообменной колонке Между растворимой в воде солью никеля и фосфорноватистой кислотой.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионообменная смола является карбоксилатной смолой в натриевом виде.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что соль никеля является сульфатом никеля.