ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ФАЙНШТЕЙНАИИ I til I ни-It At: ;БИБЛИО"С;':А Советский патент 1970 года по МПК C25C1/00 C25C1/08 C25C1/12 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности, к способам гидроэлектрохимической переработки промпродуктов, получаед1ых из сульфидных медно-никелевых руд.

Известен способ переработки медио-никелевого файнштейна, согласно которому из файнштейна отливают аноды и подвергают их электрохимическому растворению с помощью практически нейтрального водного сульфатного электролита, содержащего до 10 г/л хлор-иона, в двух группах ванн: медных и никелевых.

В этих ваннах одновременно с анодным растворением файиштейна происходит осалсдение, соответственно, катодного никеля и медного порощка. Завешиваемые в ванны аноды заключают в мещки из кислотостойкой токопроводящей ткани, в которых собирается анодный шлам, содержащий в основном элементарную серу, металлы платиновой группы, примеси меди и никеля, а также примеси некоторых других элементов, находивщихся в гЬайнштейне, нанример селена, теллура, кобальта. Электролит является обшим для обеих групп ванн и циркулирует в замкнутом цикле по направлению из катодного нространства никелевых ванн, снабженных диафрагмами, в анодное и далее в медные ванны, откуда его направляют в очистное отделение и затем возвращают в катодное пространство никелевых.

ванн. Этому порядку циркуляции электролита соответствует порядок проведения операций, совокупность которых определяется известным способом. В очисттюм отделении из электролита выделяют примеси железа, меди и кобальта с номошью известных гидрометаллургических нриемов и нолучают очищенный раствор сульфата никеля, который в дальнейшем и СЛУЖИТ католитом никелевых ванн. Этот способ позволяет перерабатывать маломедистый фяйнщтейн, в котором содержание никеля значительно выще, чем меди, с получением катодного никеля хорощего качества.

Основным недостатком известного способа является высокое содержание хлора Сдо 10- 13%) и никеля (до 20-40%) в катодном осадке (порошке) медных ванн, что ппивопит к удорожанр1ю его переработки, повышению потерь меди, снижению прямого извлечения никеля в катоды, а также к увеличению пасхотта хлора. Этот недостаток становится тем значительнее, чем выше содержание меди по отношению к никелю в нерерабатывяемом Ляйнштейне. ПОСКОЛЬКУ в этом случае вочпрстяет выход катодного медного осадка. В пеяультяте этого переработка высокомедистого Файнштейна, например с отношеьтием содепжяния в нем меди к никелю 1 : 1 и выше становится неэфЦелью изобретения является получение из любого файнштейна катодного медного осадка (порошка) без примесей хлора и с низким содержаиием никеля, а в результате этого - повышеиие степени разделения меди и пикеля и прямое извлечение этих металлов в индивидуальные продукты. Это достигается тем, что концентрацию хлор-иона в электролите поддерживают в пределах от 40 до 60 г/yi, а аполит никелевых ванн перед подачей в медные ванны подкисляют серной кислотой, чтобы ее концентрация в электролите медных ванн иезависимо от состава файнштейна составляла не ниже 10 г/л. Способ осуществляют следуюшим образом. Аиоды, отлитые из медно-иикелевого файнштейна и заключенные в мешки из кислотостойкой токопроводящей ткани, например из хлорина, загружают в никелевые ванны. Катоды в виде титановых матриц или никелевой основы помещают в диафрагмы, которые могут быть изготовлены также из хлорина или брезента с добавкой лавсана. Никелевый расгвор, ноступающий из очистного отделения и практически ие содержащий свободной серной кислоты, непрерывно подается в катодное пространство, проходит через диафрагму и удаляется из анодного пространства через сливной карман. В результате действия постояниого электрического тока на катоде осаждается электролитный никель, а на аноде происходит электрохимическое растворение содерл аш;ихся в файнштейне металлов (меди, никеля, кобальта, железа) и образование элементарной серы, которая вместе с драгоценными металлами и составляет основную массу анодного шлама, накапливающегося в мешках. Анолиг, содержащий медь, никель, кобальт и железо, послеподкисления серной кислотой непрерывно поступает в медные ванны, где анодами служит также файнштейн, а в качестве катодов используется медная основа. В медных ваннах, на аноде, заключенном в мещке, происходит такой же, как и в никелевых. электрохимический процесс растворения ме- 45 таллов в кислом электролите и образование анодного шлама, однако перешедшая здесь в раствор медь вместе с той, которая накопилась в анолите никелевых ванн, тут же осаждается на катоде в виде медного порошка. Электролит из медных ванн непрерывно удаляется и поступает в очистное отделение, где известными способами осуществляют осаждение примесей и получение кобальтового концентрата. В результате очистки получается 55 практически нейтральный никелевый раствор с рН около 3-4, который и направляется в катодное пространство никелевых ванн, где цикл циркуляции электролита замыкается. Наличие в электролите 40-60 г/л хлор-иона 60 обеспечивает получение медного порошка, не содержащего хлора, поскольку образующаяся 40 50 ион в указанных концентрациях снособствует повышению анодного и катодного выходов но току и снижению напряжения (уменьшению расхода электроэнергии) на медных и никелевых ваннах, а также, позволяет применять освоенные промышлеиностью хлорные способы выделения кобальта из никелевых растворов, в чем и выражается совокупный полол ительиый эффект от осуществлеиия способа в сульфат-хлоридиом электролите указанного состава. Дополнительная оиерацня подкислеиия электролита серной кислотой перед его подачей в медные ванны в основном обеспечивает снижение содержания никеля в медном порошке до 1,0-2,5%, поскольку разряд ионоз никеля на катоде медных ваип при работе на подкислеииом электролите становится затруднительным. Расход этой кислоты зависит от состава файнштейна, точнее - от соотношения в нем содержания меди и иикеля. При переработке анодов с более высоким по отношению к никелю содержанием меди требуется меньше серной кислоты, поскольку в этом случае анолит никелевых ванн характеризуется более высокой концеитрацией меди, при осаждении которой на катоде в медных ваннах выделяется, соответственно, большее количество кислоты, и к тому же, расход кислоты, связанный с переходом иикеля в раствор при электрохимическом растворении анодов в медных ваннах, в случае высокомедистого файнштейиа, снижается. Кроме того, необходимый расход кислоты может в некоторой степени изменяться в зависимости от различия величин катодного и анодного выходов по току в обеих группах ванн. В силу указанных выше причин расход серной кислоты на подкисление анолита никелевых ванн перед его подачей в медные ванны согласуют с кислотностью электролита в медных ваннах и устанавливают его таким, чтобы кислотность всегда была не 10 г/л, так как именно этим количеством и обеспечивается снижение содержания никеля в медном порошке. Медный порошок, кобальтовый концентрат и анодный шлам могут быть переработаны известными способами с получением марочных сортов меди и кобальта, элементарной серы и концентрата драгоценных металлов. При лабораторной проверке способа на примере переработки файнштейна с содержанием (в %): меди 50; никеля 25; серы 22; железа 2,5 и кобальта 0,7 - были получены следующие результаты. В никелевых ваннах при кат одной и анодной плотностях тока, равных, соответственно, 230 и 290 а/м, температуре электролита около 60°С и иепрерывиой подаче в катодное пространство очищенного от примесей электролита с концентрацией никеля 51-56 г/л получен катодный никель хорошего

1,7. В анолите концентрация меди составляла 11 - 17 и серной кислоты - 5-6 г 1л.

При повышении концентрации хлор-иона в электролите от 40 до 60 г1л нанряжение на ванне уменьшалось с 4,65 до 4,14 в, а расход электроэнергии снижался с 4820 до 4030 квт-ч/т катодного никеля. Анод растворялся равномерно. Выход анодного шлама (в составе которого было элементарной серы 66-71; меди 10-11; никеля около 2,0%) составил 25-26% от веса растворимой части анода, при этом убыль веса анода равнялась 1,44-1,45 г/а-ч.

В медных ваннах нри плотности тока около 670 а/.«2 получали медный порошок, содержаШ.ИЙ менее 2,5% никеля и легко спадаюший с поверхности катода. Выходящий из ванны электролит содержал 0,5-0,7 г/л меди, а его кислотность поддерживалась не ниже 10 г/л. Анод растворялся равномерно, и выход анод-ного шлама, содержавшего (в %): элементарной серы 92-94; меди 3,2-9,6; никеля 1,0, составил от 20 до 22% от убыли веса анода.

Среднее напряжение на ванне устанавливалось в пределах от 3,37 до 3,43 s.

Предмет изобретения

Электрохимический способ переработки медно-никелевого файнштейна, отлитого в анодь, в двух группах электролизных ванн - медной и никелевой - с применением водного сульфатного хлорсодержашего электролита, циркулируюш;его в замкн том цикле по схеме: католит никелевых ванн-анолит -никелевых ванн-медпые ванны-очистное отделение-католит никелевых ванн, отличающийся тем, что,

с целью повышения степени разделения и извлечения металлов при снижении затрат на получение продукции, концентрацию хлор-иона в электролите поддерживают в пределах от 40 до 60 г/л, а анолит никелевых ванн перед

подачей в медные ванны подкисляют серной кислотой, чтобы ее концентрация в электролите медных ванн независимо от состава файнштейиа составляла не ниже 10 г/л.