Способ приготовления сульфатхлоридного никелевого электролита для рафинирования никеля Советский патент 1988 года по МПК C25C1/08 

4;:

оо

4

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при электролитическом рафинировании чернового никеля с растворимым анодом.

Цель изобретения - улешевление процесса и и сключение образования гипсовых инкрустаций.

Использование гипсогидрата кикеля на гидролитической очистке анолита от железа и кобальта (раздельно или совместно) обеспечивает требуемую скорость и глубину очистки за счет наличия в гипсогидрате гидрозакиси никеля. Присутствие в нем кристаллического осадка сульфата кальция позволяет увеличить скорость фильтрации гидрозакиси никеля при получении нейтрализатора.

Осаждение гипсогидрата при значениях рН ниже 8 не дает полноты осаждения никеля из раствора и увеличивает его потери. Избыток окиси кальция ведет к п ерерасходу этого реагента и образованию сульфата кальция на гидролитической очистке, что приводит к пересыщению раствора и гипсованию оборудования.

Зависимость величины рН. и остаточного содержания никеля в растворе от расхода окиси кальция при нии гипсогидрата никеля приведена в табл. 1.

Полное осаждение никеля при расходе окиси кальция ниже стехиометри- ческого объясняется образованием труднорастворимых основных солей.

Подача в никелевый сульфатхлорид- ный электролит осадка гипсогидрата, никеля, не отмытого от маточного раствора, содержащего хлористый кальций j также гфиводит к образованию сульфата калыщя и пересыщению никелевого-электролита сульфатом калыщя Применение в электролизе гипсогидра - та, осаж(енного без избытка окиси кальция и промытого от хлористого кальция, дает только насьпцение электролита сульфатом кальция, но не пересыщает его, что предотвращает кристаллизаидю сульфата калыдая в объеме электролита и на стенках трубопроводов и оборудования,

На фиг. 1 приведена принципиаль- ная схема приготовления никелевого 1сульфатхлоридного электролита -с применением кальцинированной соды по про г отипу; на фиг. 2 - то же, с npra ieнением окиси кальция (извести) по предл агаемому способу.

Пример 1, Проведено при Iff С осаждение гипсогидрлта никеля при рН 9,,5 из никелевого сул14|атохлорид- ного раствора состава, г/л:

NiS0445

5

0

5

0

0

5

0

5

CaSO,

2,3

Содержание никеля в растворе 35 г/л (минимально возможное содержание никеля в электролите), Гипсогидрат фильтровали и промывали от хлористого кальция водой. Гасход воды составил 5 л на 1 кг влажного осадка. Скорость фильтрации гипсогидрата никеля при вакууме 0,5 ат составила 1,7 .

Содержание солей в маточном растворе после осаждения гипсогидрата известью составило 33 г/л или 1 г на 1 г никеля в растворе.

Для сравнения произведено также при 70°С осаждение карбоната никеля из этого раствора по прототипу. Полученный карбонат отфильтровывали.Скорость фильтрацрш суспензии карбоната никеля при вакууме 0,5 ат равна ,0,8 м . Содержание солей в маточном растворе составило 70 г/л или 2 г на 1 г никеля в растворе.

Промытый гипсогидрат никеля и карбонат никеля направляли для нейтрализации сульфатхлоридного электролита при осаждении железа при рН 3,8- 4,2.

Скорость фильтрации суспензии с использованием гипсогидрата составила 0,9 м /м -ч, а при использовании карбоната никеля - 0,5 . Полученные железистые кеки затем промывали репульпацией при 60-70 С в одинаковых условиях

Состав железистых кеков после промывки представлен в табл, 2.

Данные табл, 2 показывают, что захват никеля в железистый кек при использовании в качестве нейтрализатора гипсогидрата никеля ниже и составляет 0,01 кг на 1 кг железа в ке- ке, против 0,03 при использовании карбоната никеля по прототипу.

Пример 2. Провалено при осаждение гипсогидрата нг кр.ля при , рН 9,8 из никелевого сул,фатхлорид- ного раствора состава, г/л:

NiCl,75

,6

Содержание никеля в растворе (70 г/л) соответствует средней концентрации никеля п производственных растворах, Гипсогидрат отфильтровывали и промывали от хлористого кальшгя водой. Расход поды на промывку сое- тавил 5 л на 1 кг влажного осадка. Скорость фильтрации гипсогидрата никеля при вакууме 0,5 ат составила 0,3 м /м -ч. Содержание солей (хлористого калыщя) в маточном растворе составило 60 г/л или 0,86 г на 1 г никеля.

Для сравнения произведено также при 70°С осаждение карбоната никеля из этого же раствора по прототипу. Скорость фильтра1 и суспензии карбоната никеля при вакууме 0,5 ат составила 0,28 MVM -ч. Концентрация солей в маточном растворе составила 135 г/л (смесь сульфата и хлорида натрия) или 1,9 г на 1 г никеля.

Промытый гипсогидрат никеля и карбонат никеля направляли для нейтрализации сульфатхлоридного электролита на осаждение железа при рН 3,8- 4,2. Скорость фильтрации суспензии гидроокиси железа с использованием гипсогидрата никеля составила 0,045 , а при использовании карбоната никеля 0,04 при вакууме 0,5 атм.

Затем железистые кеки подвергали промывке репульпацией в одинаковых условиях при 60-70°С.

Состав железистых каков после про мьшки представлен в табл. 3.

Данные табл. 3 показывают, что содержание никеля в железистом кеке при гипсогидратном осаждении железа примерно в 2 раза ниже, а его выход существенно больше, чем при использовании карбоната никеля. Общий захват никеля в железистый кек по обои

14

вариантам примерно одтшаков и состлп ляет 0,02-0,025 кг на 1 кг- желотл в осадке.

СульфатхлорндньпЧ электролит после гидролитической очистки с нгпош.зовл нием гнпсогидратя направляли лалее на электролитическое рафинировлние никеля с растворимь м анодом.

Параметры электролиза: плотность тока 300 Л/м , циркуляция католита 70 см /Л-ч, температура 65-7П с,

Лабораторные испытания показали, что качество поверхности никелевых катодов и их химическим состав соответствует марке никеля Н-1. Образование гипсовых инкрустаций на стенка катодной ячейки, диафраг ме и катоде при многократном обороте электролита после очистки не обнар окено.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с прототипом замену дефицитной и более дорогой кальцинированной соды на окись кальция (известь), улучшает охрану окружающей среды за счет сокращения сброса солей со сточными водами.

Формула изобретения

Способ приготовления сулгЛатхло- рИ7;ного никелевого электролита для рафинирования никеля, включакжи-1й гидролитическую очистку анолита от примесей с подачей окислителя и нейтрализатора, полученного обработкой части никелевого электролита реагентом, промывку полученного осадка водой, подачу его на гидролитическую очистку анолита и направление полученного католита на электролиз, отличающийся тем, что, с целью уде- шевления гфоцесса и исключения образования гипсовых инкрустаций, обработку части никелевого электролита ведут с использованием в качестве реагента окиси кальция при рН 8-10.

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при электролитическом рафинировании чернового. никеля с растворимым анодом. Пель изобретения - удешевление процесса и исключение образования гипсовых инкрустаций. Сульфатхлоридный никелевый электролит roTOBfiT путем обработки части никелевого электролита окисью кальция при рН 8-10, полученный гип- согидрат никеля промьшают от хлористого кальция водой и подают на гидролитическую очистку анолита. 2 ил., 3 табл. se (Л

Раг.хол, (,а(), % к стехио- eтpии на осаждение никеля

1C, 5

100

97

95

Г

Таблица 2

1ейтра И 1лторСодержание компонентов в железистом

кеке, %

Ni Fe CaSO

Карбонат никеля1,0-1,243-450,0

Птпгоги.пр.чт никеля0,2-0,3522-2351-55

Таблица 3

Мейграли.заторСодержание компонентов в железистом

кеке, %

Ni Fe CaSO,

Карбонат никеля (ипгог идрат никеля

Содержание никеля в фильтрате, г/л

:0,01

0,01

:0,01

0,01

:0,01

0,01

1,0

42,2 18,4

О 46,0

Эле тролиз

5

Cli

e

4

воздух

1

7Ф

Ni электролитный расглВор NiSOn

Пар

NiCOy

L

0 ucf7i/ a и нагреб элем/пролита

в nepepaSo/Tjfft fe-Co

Аноды

дефицит

f

NiCOy

HzO

/

Оса)ндение, фильтрация и промыбна

NLCO

/

ж

РастВор

NaCl + NOiSO

f

PocrnSop A/iSO

QPU2.7

в nepepadornffy

Ре Co /r /c+CaSOf,

Фиг. 2

Редактор Н.Киштулинец

Составитель Л.Рякина

Техред А.Кравчук Корректор В.Гирняк

Заказ 5857/26

Тираж 622

В11ИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное