硫酸鈷深度除鎳純化：海普特種樹脂破解純化難題！

更新時間：2025-10-16　點擊量：97

在新能源、半導體、新材料等戰略性產業飛速發展的當下，高純硫酸鈷作為核心原材料，其純度標準尤其是鎳雜質含量，直接決定著終端產品的性能與壽命。傳統處理工藝逐漸難以適配市場需求，而硫酸鈷深度除鎳純化吸附材料的出現，憑借其高效、靶向的除鎳能力，正成為推動產業突破技術瓶頸、實現高質量發展的關鍵力量。

下游應用領域對產品性能的要求不斷提升，高純硫酸鈷中鎳雜質含量的控制標準正持續收緊，成為衡量產品競爭力的核心指標。

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陰極鈷制備：陰極鈷作為合金、電池材料的關鍵原料，對鎳含量有著剛性標準——必須小于0.1%。而這一標準的實現，依賴于電解沉積前的硫酸鈷電解液純度，當電解液中鈷濃度約為40-60g/L時，鎳濃度必須嚴格控制在250mg/L以下，才能滿足航空航天、電子等領域的使用要求。

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新能源動力電池領域：三元正極材料對高純硫酸鈷的純度要求最為嚴格。過去行業普遍接受鎳雜質含量≤50ppm的標準，而如今為適配長續航、高安全、長循環壽命的動力電池需求，頭部電池企業已將標準提升至鎳雜質≤10ppm(部分車型配套的正極材料甚至要求≤5ppm)。

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半導體與電子信息領域：高純硫酸鈷用于芯片電鍍、電子元器件制造時，對純度的要求達到“痕量級”。在14nm及以下先進制程的超高純硫酸鈷，鎳雜質含量需控制在1ppb-5ppb范圍內。

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磁性材料與催化劑領域：高性能釤鈷永磁材料要求硫酸鈷中鎳雜質≤20ppm；而用于精細化工合成的鈷基催化劑，鎳雜質含量需≤30ppm。

這些嚴苛標準背后，是產業技術迭代與產品升級的必然趨勢。傳統除鎳工藝已難以勝任當前要求，市場亟需新一代深度除鎳解決方案。

目前行業中常用的溶劑萃取法和常規吸附法在應對“深度除鎳”的需求時，均存在難以克服的局限性：

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溶劑萃取法：能一定程度降低鎳含量，但萃取劑(如P204、P507)本身屬于油相物質，在攪拌萃取過程中易發生乳化現象，導致油相殘留于鈷液中。這些殘留油相不僅會污染后續工序的設備與原料，還會與鈣、鎂等金屬離子形成絡合物，引入新的雜質。

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常規吸附法：采用活性炭、常規陽離子交換樹脂與螯合樹脂時，在高濃度硫酸鈷溶液的強酸性、高離子強度環境中，吸附材料易受鈷離子競爭干擾，對鎳離子的選擇性大幅下降，反而會吸附大量目標產物鈷離子，造成鈷損失過高。

針對上述市場痛點與技術瓶頸，海普定向研發了高純硫酸鈷溶液深度除鎳的特種吸附材料及配套工藝技術，顯著提升除鎳精度與運行經濟性。

圖1：HP686特種除鎳樹脂

HP686是一款以大孔結構聚苯乙烯為骨架的功能樹脂，通過在骨架上引入特定功能基團，使其能與鎳離子形成穩定配合物，進而展現出優異的選擇吸附性能。其吸附機制核心在于：特定功能基團可與鎳離子構建穩定的螯合結構，這一獨特結構不僅顯著提升了樹脂對鎳離子的吸附能力，更強化了其對鎳離子的選擇性(尤其在低pH條件下)，從而高效實現鎳離子的靶向去除。

HP686高分子骨架內外交聯均勻，吸附動力學優異、吸附容量高、機械強度好。在pH=2左右的酸性料液中，仍可將有關重金屬高效去除，其對金屬離子吸附選擇性次序為：

Cu²⁺>Ni²⁺>UO₂²⁺>Fe³⁺>Zn²⁺>Co²⁺>Cd²⁺ >Fe²⁺>Mn²⁺。

工藝原理

特種吸附材料經過分子設計，其表面活性基團對鎳離子具有較強的選擇性。當硫酸鈷溶液通過填充吸附材料的固定床或流化床時，溶液中的鎳離子會與吸附材料表面的活性基團結合，形成穩定的螯合物或離子鍵，被牢牢“捕獲”在材料表面；而鈷離子因與活性基團親和力弱，幾乎不被吸附，隨溶液順利流出。待吸附材料飽和后，通過稀酸溶液進行洗脫再生，可實現吸附材料的循環使用，同時回收高純度鎳鹽，實現資源循環利用。