Способ приготовления хлоридного никелевого электролита для рафинирования никеля Советский патент 1985 года по МПК C25C1/08 

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов и мо- .жет быть использовано при электролитическом рафинировании чернового ; никеля с растворимым анодом. 5

Целью изобретения является удешевление процесса и предотвращение загрязнения окружающей среды.

Способ осуществляется следующим образом.10

Применение окиси кальция в качестве щелочного реагента для получения гидрозакиси никеля и серной кислоты для переработки железокобальтовьгх кеков обеспечивает в ходе подготовки элек- 15 толита к электролизу получение малорастворимой, хорошо фильтрующейся соли сульфата кальция и исключает накопление избытка в электролите хорошо растворимой соли хлористого на- jo трия. Принципиальное отличие описанного способа подготовки хлоридного электролита от известного состоит в том, что для восполнения дефицита . никеля используется не хлористая, а 25 сульфатная соль никеля без накопления в электролитах сульфатных ионов. Перевод сульфатной соли никеля в хлоридную соль осуществляется без дополнительного расхода реагентов с испольчп зованием оборотного раствора хлористого кальция, получаемого при осаждении гидрозакиси никеля окисью кальция (известью).

Смешение сульфатных никелевых рас-35 .творов с раствором хлористого кальция при избытке хлористого кальция 40 - 60 г/л снижает растворимость сульфата кальция и обеспечивает при последующем упаривании раствора в 40 2-2,5 раза достижения концентрации хлористого кальция 100 - 150 г/л и ввод сульфатньк ионов меньше предела растворимости сульфата кальция в никелевом хлоридном электролите, что 45 предотвращает гипсование трубопроводов и обрудования в электролизных цехах. Избыточная концентрация хлористого кальция менее 40 г/л при последующем упаривании раствора в 2 - 2,5 50 раза приводит к образованию пересыщенного по сульфату кальция никелевого электролита и кристаллизации гипса (сульфата кальция) на стенках обору- . дования. При Избыточной концентрации 55 хлористого кальция более 60 г/л с последующим упариванием раствора концентрация сульфата кальция в никелевом электролите понижается больше требуемого предела, при этом ухудшается качество электролита (возрастает его вязкость). Глубина упаривания хлорид- ного раствора в 2 - 2,5 раза определяется вводом свежей воды в никелевый электролит с производственными растворами.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема приготовления никелевого хлоридноге электролита по прототипу; на фиг. 2 - схема приготовления хлоридного электролита по предлагаемому способу.

Пример. Проведено ос 1ждение гидрозакиси никеля окисью кальция из никелевого хлоридного электролита расчетного состава г/л: NiClg 200 CaCl2 100

Соста.в электролита oпpeдeJ eн исхоДя из баланса солей при использовании (не промытой от хлористого кальция) гидрозакиси никеля на гидролитической очистке электролита от желоба и кобальта. Расход окиси кальция на полное осаждение гидрозакиси никеля при рН 8 - 8,5 составил 130% от стехиометрии. Полученная гидрозакись никеля отфильтровьгоалась, осадок использовался в качестве нейтрализатора на железокобальтовой очистке нив:елевого электролита, а в маточный раствор, содержащий 270 г/л хлористого кальция, при перемешивании вводился раствор сульфата никеля (концентрация 210 г/л) до избыточной концентрации хлористого кальция 50 г/л. Сульфат кальция отфильтровывался и промывался от никеля на фильтре водой. При расходе промывной воды 2 л на 1 кг влажного осадка степень отмьтки никеля составила 99,9%. Скорость фильтрации суспензии сульфата кальция составила 0,8 - 1,0 .

Влияние избыточной концентрации хлористого кальция на растворимость сульфата кальция в растворе глористого никеля(концентрация 150 г/л) иллюстрируется данньми таблицы.

Из таблицы видно, что при избыточной концентрации хлористого кальция 40 - 60 г/л растворимость сульфата кальция уменьшается в 4 - 5 раз. Ввод в электролит свежей воды с промывными растворами требует для создания замкнутой по воде схемы упаривания. никелевого хлоридного раствора в 2 2,5 раза. Поэтому после упаривания раствора в 2,4 - 2,5 раза создается избыточная концентрация хлористого кальция 100 - 150 г/л и растворимость сульфата кальция уменьшается до 1,6 - 1,1 г/л, что обеспечивает при подготовке хлоридного никелевого электролита концентрацию сульфата кальция ниже предела растворимости этой соли в 1,5 раза и предупреждает вьщеление гипса на стенках оборудова ния (объем вывода электролита на осаждение гидрозакиси никеля в 1,5 раза больше, чем объем ввода раствора на восполнение дефицита никеля). После отделения .осадка сульфата кальция раствор хлористого никеля упаривался в 2,5 раза (содержанрте хлористого никеля 200 г/л, сульфата кальция 1,5 г/л) и направлялся на восполнение дефицита никеля. Гидроз кись никеля использована для нейтрал зации электролита при гидролитической железокобальтовой очистке. Ухуд шения очистки электролита и изменени состава железокобальтового кека в сравнении с использованием в качест ве нейтрализатора карбоната никеля не обнаружено. Содержание кобальта кеке в обоих случаях составило 10 12%, никеля - 12 - 14% и железа 23 - 26%. Железокобальтовый кек от очистки хлоридного электролита промы вался водой и -репульпировался раств ром серной кислоты концентрации 150 г/л при Т : Ж 1 : 2. Сульфатный никелевый раствор от репульпации кека, содержащий 60 г/л никеля, направлялся в оборот на получение хлористого никеля. Хлоридный электролит после доукрепления его по никелю и гидролитической очистки от железа и кобальта направлялся на электролитическое рафинирование никеля с растворимым анодом. Состав электролита г/л: NiCl/ 200; CaClg 100; 0,8. Параметры электролиза: плотность тока 300 А/м , температура 55°С; циркуляция католита 70 см /А-ч. Качество катодного никеля соответствует марке . Н - 1 (содержание никеля 99,93%). Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с прототипом следующие технико-экономические преимущества: замену дефицитной и бо.лее дорогой кальцинированной соды на окись кальция (известь); уменьшение стоимости получения хлористого никеля за счет исключения использования восстановленного порошка никеля и хлора; снижение затрат на репульпацию железистого и кобальтового кеков за счет применения более дешевой серной кислоты вместо соляной кислоты; улучшение охраны окружающей среды за счет получения в качестве отхода производства твердой соли сульфата кальция (гипс) вместо раствора соли хлористого натрия, требующего проведения выу парки до твердой соли хлористого натрия с захоронением этой соли с гидроизоляцией или дополнительного строительства производства по переработке этой соли до товарной продукции. .

Аноды

г

I

Зпектролиз

Y

электролит

растбор Niciz

I

Г/е

NiCOj

-Л Щ

Л

L

Соль NaCl

очистка

н«дле1 тролита

Осатдение и озил1 гпйация

Закись

f никеля

Н-

г

ВосстанодлеHue зокиси

Ch

HiO

НагСОз

I

/

Растворение

§ порошка шсоз

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХПОРИДНОГО НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЯ, включающий гидролитическую очистку анолита от примесей с подачей окислителя и нейтрализатора, полученного обработкой части никелевого электролита реагентом, репульпацию кеков минеральной кислотой, восполнение дефицита солей никеля и направление полученного католита на электролиз, о т л ичающийся тем, что, с целью удешевления процесса и предотвращения загрязнения окружающей среды,, нейтрализатор получают обработкой части никелевого раствора окисью кальция с получением гидроокиси йикеля и маточного раствора хлористого кальция, гидроокись никеля подают на гидролитическую очистку, кеки репульпируют раствором серной кислоты полученный после репульпации кеков раствор сульфата никеля;И раствор поступающий на восполнение дефицита никеля в виде сульфатной соли, обра(Л батьтают маточным раствором хлористого кальция при избыточной концентрации его 40 - 60 г/л с получением хлористого никеля, направляемого после фильтрации .и упаривания в электролит . 90 СО Од

1

А

кек

Репульпацця Ге-С0кеко6

в nepepaSomify ге Со кек

Раствор ULCJi detfiijmjm.

нет

Раствор NiCl

Ф(лг,1 Оноды Электролиз HI электролит I СТг I Nl{OH i 1 чистка электролита

Осаждение и фильтрация

Ni(OH}i

кек

Репульпоция

В переработку Fe-co кек NLC72 Упарка I CaSOulHiO

Рильтрация и

npOMbiBifa NUOH)Z CaSOif-2H20

CaCli НгЗОч

L

CaSOit-ZH O Fe-CoKCKoS

Раствор HiSOif

Фик, 2 HiSOif. дефицит, NLSOif li Перебод iSOitSNiCl Г