СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТОВ НИКЕЛЯ (II)-АММОНИЯ Российский патент 2014 года по МПК C01B25/45 C01B25/28 C01B25/37 C01G53/00 

Изобретение относится к промышленной экологии и к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам переработки токсичных отходов производства гальванических (электрохимических) и химических покрытий никелем и к способам получения фосфатов никеля. Заявленное изобретение может использоваться для переработки жидких отходов производства, таких как отработанные растворы гальванического никелирования, отработанные растворы химического никелирования, отработанные растворы снятия (травления) никеля. Химические продукты, полученные заявленным способом, могут использоваться для получения катализаторов органического синтеза, термочувствительных пигментов, пигментов для художественных красок и в других целях.

Растворы солей никеля(II) широко применяются при производстве никелевых покрытий электрохимическим и химическим методом. Растворимые в воде соединения никеля(II) являются весьма токсичными, они оказывают общетоксическое действие на человека и животных, вызывают аллергические реакции, угнетают микроорганизмы (Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп (под ред. Филова В.А. и др.). Л.: Химия, 1989. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов (под ред. Зигель X., Зигель А.). М.: Мир, 1993). По этой причине образующиеся жидкие отходы производства, содержащие никель(II), подлежат нейтрализации на очистных сооружениях промышленных предприятий до их сброса в городской коллектор. Кроме того, никель является ценным цветным металлом, поэтому необходимо извлекать никель(II) из отработанных растворов либо в форме металла, либо в форме какого-либо соединения никеля(II) с тем, чтобы вернуть дорогой и дефицитный компонент отходов производства в хозяйственный оборот.

Из уровня техники известны фосфаты никеля(II)-аммония состава NH₄NiPO₄·nH₂O, n=1 или 6 (Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Т. 2. Химия металлов. М.: Мир, 1972. Констант З.А., Диндуне А.П. Фосфаты двухвалентных металлов. Рига: Зинатне, 1987. Щегров Л.Н. Фосфаты двухвалентных металлов. Киев: Наукова Думка, 1987. Неорганическая химия. Том 3. Книга 2. Химия переходных элементов (под ред. Третьякова Ю.Д.). М.: Академия, 2007).

Известен способ получения фосфатов никеля(II)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата никеля(II)-аммония и его отделение от раствора, в котором источником никеля(II) является хлорид никеля(II) (Basset H., Bedwell W.L. Studies of phosphates. I. Ammonium magnesium phosphates and related compounds // J. Chem. Soc. 1933, P. 854-871. Синтезы неорганических соединений (под ред. Джолли У.). М.: Мир, 1967. Лапина Л.М. Металламмонийфосфаты и новые области их применения // Успехи химии, 1968, т. 37, № 9, с. 1626-1641). Недостатком способа является необходимость материальных затрат на хлорид никеля(II). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов производства никелевых покрытий.

Наиболее близким к заявленному является способ получения фосфатов никеля(II)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата никеля(II)-аммония и его отделение от раствора, в котором источником никеля(II) является соединение никеля(II), растворимое в фосфорной кислоте (оксид, гидроксид, карбонат, хлорид, сульфат, нитрат, силикат) (Salutsky M.L., Lee F.S., Bridger G.L. Process for preparing metal ammonium phosphates. US Patent № 3126254, опубл. 1964). При комнатной температуре из раствора получают гексагидрат фосфата никеля(II)-аммония NH₄NiPO₄·6Н₂О, а при 90°С получают моногидрат фосфата никеля(II)-аммония NH₄NiPO₄·H₂O. Недостатком способа является необходимость материальных затрат на соединение никеля(II). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов производства никелевых покрытий.

Целью заявленного изобретения является снижение материальных затрат на получение фосфатов никеля(II)-аммония, расширение арсенала способов переработки отработанных растворов электрохимического и химического никелирования, снижение материальных затрат на охрану окружающей среды от негативного воздействия никеля(II).

Поставленная цель достигается тем, что способ получения фосфатов никеля(II)-аммония включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата никеля(II)-аммония и его отделение от раствора. Новым в заявленном способе является то, что в качестве источника никеля(II) используют жидкий отход производства покрытий никелем - отработанный раствор гальванического никелирования и/или отработанный раствор химического никелирования. Для получения фосфатов никеля(II)-аммония желательно использовать отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, борную кислоту, или отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфат никеля, хлорид никеля, борную кислоту, или отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфат никеля, хлорид никеля, сульфат аммония, или отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, ацетат никеля, или отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфамат никеля, хлорид никеля, борную кислоту, или отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, этилендиамин. Для получения фосфатов никеля(II)-аммония желательно использовать отработанный раствор химического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов никель(II), восстановитель и продукт его окисления, лиганд для никеля(II), буферирующие вещества, при этом восстановителем является гипофосфит, борогидрид, гидразин, диалкиламиноборан, дитионит, гидроксиметилсульфинат, а лигандом для никеля(II) является аммиак, ацетат, малонат, сукцинат, малеинат, лактат, тартрат, цитрат, аминоацетат. В качестве источника фосфата для приготовления реакционного водного раствора желательно использовать фосфорную кислоту или фосфат аммония, или гидрофосфат аммония, или дигидрофосфат аммония, или минеральные удобрения аммофос и/или диаммофос, а в качестве источника аммония желательно использовать фосфаты аммония и/или аммиак. В реакционном водном растворе желательно создавать рН от 4,5 до 9,0.

Заявленный способ получения фосфатов никеля(II)-аммония заключается в приготовлении реакционного водного раствора, содержащего в качестве основных компонентов никель(II), фосфат-ионы и катионы аммония, путем смешивания отработанного раствора никелирования с реагентами, содержащими фосфат-ионы и катионы аммония. Отработанными растворами никелирования являются отработанные растворы гальванического (электрохимического) никелирования, отработанные растворы химического никелирования различного состава, а также отработанные растворы снятия (травления) никеля, взятые по отдельности или в любом сочетании. При необходимости проводят корректирование значения рН реакционного водного раствора путем прибавления минеральной кислоты, предпочтительно фосфорной кислоты, или основания, предпочтительно раствора аммиака. Полученный раствор выдерживают заданное время, предпочтительно при постоянном или периодическом перемешивании, для формирования компактного кристаллического осадка фосфата никеля(II)-аммония, и отделяют осадок от раствора. При необходимости целевой продукт промывают растворителем и высушивают при обычной или повышенной температуре.

Способ получения фосфатов никеля(II)-аммония основан на химических реакциях, например:

В промышленности широко применяется нанесение покрытия никелем гальваническим методом на детали из различных металлов. Электролиты гальванического никелирования при своевременной очистке от накапливающихся при их эксплуатации примесей могут длительное время работать без замены. Однако со временем они необратимо выходят из строя и становятся жидкими отходами - отработанными растворами. Отработанные растворы никелирования стали, чугуна, титана, сплавов (ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий. М.: ИПК Из-во стандартов, 2003. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. М.: Глобус, 2002) являются токсичными отходами гальванического производства и подлежат нейтрализации (Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1989), что требует значительных материальных затрат.

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 дальнейшее использование таких растворов (отработанных растворов химического никелирования) для покрытия металлом. Отработанные растворы химического никелирования являются токсичными и подлежат нейтрализации (Лататуев В.И., Кузьмина Э.Ф. // Гальванотехника и обработка поверхности, 1992, T.1, № 1-2, С. 102. Хранилов Ю.П., Лобанова Л.Л. // Гальванотехника и обработка поверхности, 2002, Т. 10, № 1, с. 41), что требует значительных материальных затрат.

Отработанные растворы гальванического никелирования, которые обычно содержат 4-80 г/л никеля(II), и отработанные растворы химического никелирования, которые обычно содержат 0,5-10 г/л никеля(II), можно использовать в качестве сырья для получения некоторых соединений никеля(II). Заявленное изобретение позволяет получать из отработанных растворов гальванического и химического никелирования кристаллические фосфаты никеля(II)-аммония, которые находят применение в промышленности.

Для получения фосфатов никеля(II)-аммония в качестве источника никеля(II) желательно использовать отработанные растворы гальванического никелирования, содержащие в высоких концентрациях никель(II) и другие вещества, которые имеют состав, например:

NiSO₄·7H₂O 200-330 г/л NiCl₂·6H₂O 40-180 г/л Н₃ВО₃ 25-40 г/л,

или

NiCl₂·6H₂O 280-320 г/л Н₃ВО₃ 30-40 г/л,

или

NiCl₂·6H₂O 120-140 г/л Ni(СН₃СОО)₂·4H₂O 100-110 г/л,

или

Ni(H₂NSO₃)₂·4H₂O 300-450 г/л Н₃ВО₃ 25-40 г/л, или Ni(BF₄)₂·6H₂O 300-330 г/л HBF₄ 3-30 г/л Н₃ВО₃ 20-40 г/л,  

или

NiCl₂·6H₂O 15-40 г/л H₂NCH₂CH₂NH₂ 25-35 г/л NH₄Cl 20-50 г/л.

Для получения фосфатов никеля(II)-аммония в качестве источника никеля(II) желательно использовать отработанные растворы химического никелирования, содержащие в качестве основных компонентов никель(II), восстановитель (гипофосфит натрия или калия, борогидрид натрия или калия, диалкиламиноборан, дитионит натрия или калия, гидроксиметилсульфинат натрия или калия и другие) и продукт его окисления никелем(II), лиганд для никеля(II) (ацетат, малонат, сукцинат, малеинат, лактат, тартрат, цитрат, аминоацетат, аммиак и другие), буферирующие вещества (ацетат натрия, уксусную кислоту, борную кислоту, аммиак, соли аммония и другие), а также содержащие в качестве микрокомпонентов ускоряющие добавки и стабилизаторы раствора, которые имеют состав, например:

Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) 1-7 г/л Гипофосфит натрия 5-20 г/л Фосфит натрия 30-60 г/л Ацетат натрия 8-20 г/л Уксусная кислота 6-10 г/л,

или

Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) 0,5-6 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 35-55 г/л Хлорид аммония 35-55 г/л,

или

Никель(II) (в виде хлорида или сульфата) 1-9 г/л Гидроксиметилсульфинат натрия 2-50 г/л Гидроксиметилсульфонат натрия 2-100 г/л Сульфит натрия 5-20 г/л Сульфат натрия 1-10 г/л Аммиак 15-50 г/л.

Для получения фосфатов никеля(II)-аммония в качестве источника фосфата можно использовать фосфорную кислоту (например, в виде 10-88%-ных водных растворов), растворимые в воде фосфаты аммония (фосфат аммония (NH₄)₃PO₄, гидрофосфат аммония (NH₄)₂HPO₄, дигидрофосфат аммония NH₄H₃PO₄), взятые по отдельности или в любом сочетании, а также минеральные удобрения аммофос (содержит 85-90% дигидрофосфата аммония и 5-7% гидрофосфата аммония) и/или диаммофос (содержит в основном гидрофосфат аммония) (Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова A.M., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. М.: Химия, 1983. Химическая технология неорганических веществ. Книга 2 (под ред. Ахметова Т.Г.). М.: Высшая школа, 2002), а в качестве источника аммония можно использовать фосфаты аммония и/или аммиак.

По экспериментальным данным, чтобы обеспечить высокий выход целевого продукта (высокую степень извлечения никеля(II) из раствора), в реакционном водном растворе желательно создавать рН от 4,5 до 9,0. Это связано с тем, что растворимость фосфатов никеля(II)-аммония возрастает как в кислой среде в результате реакции

так и в щелочной среде как следствие процесса

Примеры получения фосфатов никеля(II)-аммония из отработанных растворов гальванического никелирования различного состава.

Пример 1.

К 10,0 мл отработанного раствора гальванического никелирования с концентрациями сульфамата никеля 1,36 моль/л, хлорида никеля 0,04 моль/л, борной кислоты 0,24 моль/л, лаурилсульфата натрия 0,05 моль/л при перемешивании прибавляют раствор 3,56 г гидрофосфата аммония и 0,25 г аммиака в 20 мл воды. Через 2 суток (рН раствора 6,1) осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 16 при пониженном давлении, промывают сначала 4 раза водой, затем 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,95%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 5,2; Р - 11,1. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; Р - 11,07.

Пример 2.

В 100 мл отработанного раствора гальванического никелирования с концентрациями хлорида никеля(II) 0,11 моль/л, этилендиамина 0,50 моль/л растворяют 4,36 г гидрофосфата аммония и при перемешивании по каплям прибавляют 85%-ный раствор фосфорной кислоты до образования обильного зеленого осадка и перехода окраски раствора от сиреневой к зеленой (рН раствора 6,0). Через 6 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по несколько раз водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 96,5%. Найдено, %: Ni - 21,3; N - 4,8; Р - 10,8. Для NH₄NiPO₄-6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; P - 11,07.

Пример 3.

10,0 мл отработанного раствора гальванического никелирования с концентрациями сульфата никеля 1,2 моль/л, хлорида никеля 0,19 моль/л, борной кислоты 0,61 моль/л смешивают с 30 мл воды и 3,0 мл 85%-ной фосфорной кислоты. К полученному раствору при перемешивании по каплям прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения рН 8,5, вносят кристаллическую затравку NH₄NiPO₄·H₂O, нагревают суспензию на кипящей водяной бане до достижения лимонно-желтого цвета осадка (примерно в течение 10 минут). Через 3 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 2 раза сначала водой, затем этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,97%. Найдено, %: Ni - 30,9; N - 7,5; Р - 16,2. Для NH₄NiPO₄·H₂O вычислено, %: Ni - 30,94; N - 7,38; Р - 16,33.

Примеры получения фосфатов никеля(II)-аммония из отработанных растворов химического никелирования различного состава.

Пример 4.

К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,11 моль, сульфата гидразиния 0,04 моль/л, сульфата аммония 0,27 моль/л, аммиака 5,8 моль/л при перемешивании по каплям прибавляют 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 7,5. Через 5 ч выпавший осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают сначала водой, затем этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,9%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 5,0; Р - 11,2. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; Р - 11,07.

Пример 5.

В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями хлорида никеля 0,10 моль/л, гипофосфита натрия 0,05 моль/л, фосфита натрия 0,35 моль/л, хлорида аммония 0,55 моль/л, аммиака 0,63 моль/л растворяют 2,12 г гидрофосфата аммония и при перемешивании по каплям прибавляют концентрированную серную кислоту до достижения рН 4,9. Через сутки осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают 3 раза водой, 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 91,5%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 4,9; P - 10,8. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; P - 11,07.

Пример 6.

К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,12 моль/л, гипофосфита натрия 0,07 моль/л, фосфита натрия 0,34 моль/л, цитрата натрия 0,14 моль/л, хлорида аммония 0,95 моль/л прибавляют сначала 8 мл 25%-ного раствора аммиака, затем при перемешивании по каплям 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 6,5. Через сутки осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 2 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 38,5%. Найдено, %: Ni - 21,2; N - 4,6; P - 10,9. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; P - 11,07.

Пример 7.

К 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,048 моль/л, гипофосфита натрия 0,020 моль/л, фосфита натрия 0,23 моль/л, молочной кислоты 0,18 моль/л, борной кислоты 0,16 моль/л прибавляют сначала 8 мл 25%-ного раствора аммиака, затем при перемешивании по каплям 88%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 5,8. Через 5 ч осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 2 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 69,3%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 4,7; Р - 11,2. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; P - 11,07.

Пример 8.

В 100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями хлорида никеля 0,17 моль/л, гипофосфита натрия 0,05 моль/л, фосфита натрия 0,25 моль/л, аминоуксусной кислоты 0,27 моль/л, ацетата натрия 0,15 моль/л растворяют 7,8 г дигидрофосфата аммония и при перемешивании прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения рН 5,9. Через 5 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 2 раза водой и ацетоном и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 89,3%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 5,0; Р - 11,0. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; Р - 11,07.

Пример 9.

К отработанному раствору химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,068 моль/л, диметиламиноборана 0,002 моль/л, диметиламина 0,05 моль/л, борной кислоты 0,50 моль/л, сукцината аммония 0,20 моль/л при перемешивании прибавляют сначала 25%-ный раствор аммиака до достижения рН 9,5, затем 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 6,9. Через 3 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают по 3 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,8%. Найдено, %: Ni - 20,8; N - 4,9; Р - 11,2. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01;P - 11,07.

Пример 10.

100 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями хлорида никеля 0,17 моль/л, гипофосфита натрия 0,05 моль/л, фосфита натрия 0,25 моль/л, аминоуксусной кислоты 0,27 моль/л, ацетата натрия 0,15 моль/л перемешивают с 10,6 г аммофоса ТУ 2387-026-00494172-01 в течение 1 часа, суспензию фильтруют и к фильтрату прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения рН 7,2. Через 10 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении, промывают 3 раза водой, 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 74,9%. Найдено, %: Ni - 21,0; N - 4,9; Р - 10,8. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; Р - 11,07.

Примеры получения фосфатов никеля(II)-аммония из смеси отработанных растворов гальванического и химического никелирования различного состава.

Пример 11.

К смеси 50 мл отработанного раствора гальванического никелирования с концентрациями хлорида никеля(II) 0,080 моль/л, этилендиамина 0,48 моль/л, хлорида аммония 0,65 моль/л и 150 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,050 моль/л, диметиламиноборана 0,001 моль/л, диметиламина 0,06 моль/л, борной кислоты 0,40 моль/л, сукцината аммония 0,20 моль/л при перемешивании прибавляют сначала 8,0 мл 25%-ного раствора аммиака, а затем при перемешивании по каплям прибавляют 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 6,8. Через 3 суток осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 16 при пониженном давлении, промывают по 3 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,6%. Найдено, %: Ni -20,8; N - 4,7; Р - 10,7. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N -5,01; Р-11,07.

Пример 12.

Смешивают 50 мл отработанного раствора гальванического никелирования с концентрациями хлорида никеля 1,2 моль/л, ацетата никеля 0,40 моль/л и 250 мл отработанного раствора химического никелирования с концентрациями сульфата никеля 0,12 моль/л, сульфата гидразиния 0,03 моль/л, сульфата аммония 0,30 моль/л, аммиака 4,9 моль/л и при перемешивании по каплям прибавляют 35%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения рН 7,2. Через 1 сутки осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 16 при пониженном давлении, промывают 4 раза водой, 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по никелю(II) 99,8%. Найдено, %: Ni - 21,2; N - 4,9; Р - 10,6. Для NH₄NiPO₄·6H₂O вычислено, %: Ni - 20,98; N - 5,01; P -11,07.

Гексагидрат фосфата никеля(II)-аммония NH₄NiPO₄·H₂O представляет собой мелкокристаллическое вещество зеленого цвета. Соль плохо растворима в воде, водном растворе гидрофосфата аммония, этиловом и изопропиловом спиртах, этиленгликоле, глицерине, этилацетате и бутил-ацетате, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, хлороформе, тетрахлориде углерода, гексане, бензоле. Соль растворима в разбавленных минеральных кислотах (соляной, серной, азотной, фосфорной), растворима во многих органических кислотах (10%-ном водном растворе уксусной кислоты и ледяной уксусной кислоте, насыщенном водном растворе адипиновой кислоты, 10%-ном водном растворе молочной кислоты, 5%-ном водном растворе лимонной кислоты, 10%-ном водном растворе аскорбиновой кислоты), а также в растворах веществ, связывающих никель(II) в прочные комплексы (5%-ном водном растворе динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, 5%-ном водном растворе 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоната калия с рН 7,5, 20%-ном водном растворе аминоуксусной кислоты, насыщенном водном растворе аминотриуксусной кислоты, водном растворе этилендиамина с концентрацией 3 моль/л, концентрированном и разбавленном до 1 моль/л растворе аммиака (в растворе аммиака с концентрацией 0,1 моль/л растворимость невелика), аммиачном буферном растворе с рН 10,0). При действии избытка 1 моль/л раствора гидроксида натрия при комнатной температуре гексагидрат фосфата никеля(II)-аммония разлагается до гидроксида никеля(II), а в водной среде вещество медленно превращается в средний фосфат никеля(II). Гексагидрат фосфата никеля(II)-аммония не гигроскопичен и не теряет кристаллизационную воду при хранении на воздухе при комнатной температуре.

Моногидрат фосфата никеля(II)-аммония NH₄NiPO₄·H₂O представляет собой мелкокристаллическое вещество лимонно-желтого цвета. Вещество плохо растворимо в воде, этиловом и изопропиловом спиртах, этиленгликоле, глицерине и их водных растворах, бутилацетате, ацетоне, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, хлороформе, тетрахлориде углерода, гексане, бензоле. Соль растворима в разбавленных минеральных кислотах, растворима во многих органических кислотах (насыщенном водном растворе адипиновой кислоты, 10%-ном водном растворе молочной кислоты, 5%-ном водном растворе лимонной кислоты, 10%-ном водном растворе аскорбиновой кислоты, нерастворима в ледяной уксусной кислоте, но растворима в 20%-ном водном растворе этого вещества, а также растворима в ацетатных буферных растворах с рН 4,5 и 5,0). Соль растворяется в 5%-ном водном растворе динатриевой соли этилендиаминтетрауксной кислоты, медленно растворяется в 5%-ном водном растворе калиевой соли 1-гидроксиэтан-1,1дифосфоновой кислоты с рН 7,5 и в 20%-ном водном растворе аминоуксусной кислоты. Моногидрат фосфата никеля(II)-аммония растворяется в водном растворе этилендиамина с концентрацией 3 моль/л, довольно быстро растворяется в 25%-ном растворе аммиака, медленно растворяется в 1 моль/л растворе этого вещества. При комнатной температуре в растворе гидроксида натрия с концентрацией 1 моль/л вещество разлагается до гидроксида никеля(II), но устойчиво к нагреванию в водной суспензии. Моногидрат фосфата никеля(II)-аммония не изменяется при длительном хранении на воздухе при комнатной температуре.

Как видно из описания изобретения и приведенных примеров, заявленный способ позволяет с минимальной себестоимостью получать фосфаты никеля(II)-аммония с использованием в качестве источника никеля(II) жидких отходов производства покрытий никелем различного химического состава, извлекая из них более 99,9% никеля(II).

Изобретение относится к промышленной экологии и к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам переработки токсичных отходов производства гальванических (электрохимических) и химических покрытий никелем и к способам получения фосфатов никеля. Способ получения фосфатов никеля(II)-аммония включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата никеля(II)-аммония и его отделение от раствора. При этом в качестве источника никеля(II) используют жидкий отход производства покрытий никелем - отработанный раствор гальванического никелирования и/или отработанный раствор химического никелирования. Способ дает возможность с низкой себестоимостью получить химические продукты - фосфаты никеля(II)-аммония NH₄NiPO₄·6H₂O и NH₄NiPO₄·H₂O, используемые в различных отраслях промышленности, извлекать более 99,9% никеля(II) из отработанных растворов никелирования. 13 з.п. ф-лы, 12 пр.

1. Способ получения фосфатов никеля(II)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего никель(II), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата никеля(II)-аммония и его отделение от раствора, отличающийся тем, что в качестве источника никеля(II) используют жидкий отход производства покрытий никелем - отработанный раствор гальванического никелирования и/или отработанный раствор химического никелирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, борную кислоту.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфат никеля, хлорид никеля, борную кислоту.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфат никеля, хлорид никеля, сульфат аммония.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, ацетат никеля.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов сульфамат никеля, хлорид никеля, борную кислоту.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического никелирования, содержащий в качестве основных компонентов хлорид никеля, этилендиамин.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор химического никелирования содержит в качестве основных компонентов никель(II), восстановитель и продукт его окисления, лиганд для никеля(II), буферирующие вещества.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что восстановителем является гипофосфит, борогидрид, гидразин, диалкиламиноборан, дитионит, гидроксиметилсульфинат.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что лигандом для никеля(II) является аммиак, ацетат, малонат, сукцинат, малеинат, лактат, тартрат, цитрат, аминоацетат.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника фосфата используют фосфорную кислоту или фосфат аммония, или гидрофосфат аммония, или дигидрофосфат аммония.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника фосфата используют минеральное удобрение аммофос и/или диаммофос.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника аммония используют фосфаты аммония и/или аммиак.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в реакционном водном растворе создают рН от 4,5 до 9,0.