Способ приготовления хлоридного никелевого электролита для рафинирования никеля

Способ приготовления хлоридного никелевого электролита для рафинирования никеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1() (504 С 25 С 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 371339Ы22-02 (22) 22.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. )Ф 34 (72) В.Л.Коновалов (71) Государственный проектный и научно-исследовательский институт

"Гипроникель" (53) 669.243.87(088.8) (56) Баймаков Ю.В. Электролиз в гидрометаллургии. M.: 1977, с. 175" 177.

Хейфиц В.Л. Электролиз никеля.

М.: 1975, с. 279 — 280, 293 — 300. (54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХЛОРИДНОГО 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 ич а ю шийся тем, что, с целью удешевления процесса и предотвращения загрязнения окружающей среды, нейтрализатор получают обработкой части никелевого. раствора окисью кальция с получением гидроокиси никеля 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 Е

Ф никеля в виде сульфатной соли, обрабатывают маточным раствором хлориСтого кальция при избыточной концен- С трации его 40 — 60 г/л с получением хлористого никеля, направляемого р после фильтрации .и упаривания в электролит.

11787

Изобретение относится к металлур-! гии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при электролитическом рафинировании чернового никеля с растворимым анодом. 5

Целью изобретения является удешевление процесса и предотвращение загрязнения окружающей среды.

Способ осуществляется следующим образс м. 10

Применение окиси кальция в качестве щелочного реагента для получения гидрозакиси никеля и серной кислоты для переработки жечезокобальтовых 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- 20 трия. Принципиальное отличие описанного способа поцготовки 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 допол. нительного расхода реагентов с исполь-З0 зованием оборотного раствора хлорис.того 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 послецующем упаривании раствора в 40

2 — 2,5 раза достижения концентрации хлористого кальция 100 — 150 г/л и ввод сульфатных ионов меньше предела растворимости сульфата кальция в ни" келевом 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 никеле96 2 вом электролите понижается больше тре- . буемого предела, при этом ухудшается качество электролита (возрастает его вязкость) . Глубина упаривания хлоридного раствора в 2 — 2,5 раза определяется вводом свежей воды в никелевый электролит с производственными растворами.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема приготовления никелевого хлоридного электролита по прототипу; на фиг. 2 — схема приготовления хлорид-, ного электролита по предлагаемому способу.

Пример. Проведено осаждение гидрозакиси никеля окисью кальция из никелевого хлоридного электролита расчетного состава г/л:

Nicl2 200

СаС1 100

Состав электролита определен 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 130Х от стехиометрии. Полученная гидрозакись никеля отфильтровывалась, осадок использовался в качестве нейтрализатора на железокобальтовой очистке никелевого электролита, а в маточный раствор, содержащий 270 г/л хлористого кальция, при перемешивании вводился раствор сульфата чикеля (концентрация

210 r/ë) до избыточной концентрации хлористого кальция 50 г/л. Сульфат

KcUIhIJHH отфильтровывался и промывался от никеля на фильтре водой. При расходе промывной воды 2 л на 1 кг влажного осадка степень отмывки никеля составила 99,9Х. Скорость фильтрации суспензии сульфата кальция составила О, 8 — 1, 0 м 5/м ч.

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

3 1178?

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 10 выделение гипса на стенках оборудования (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 (содержание хлористого никеля 200 г/л, сульфата кальция 1,5 г/л) и направлялся íà Zp восполнение дефицита никеля. Гидроза- кись никеля использована для нейтрализации электролита при гидролитической железокобальтовой очистке. Ухудшения очистки электролита и изменения25 состава железокобальтового кека в сравнении с использованием в качестве нейтрализатора карбоната никеля не обнаружено. Содержание кобальта в кеке в обоих случаях составило 10—

12, никеля — 12 — 14X и железа—

23 — 26X. Железокобальтовый кек от очистки хлоридного электролита промывался водой и .репульпировался раствором серной кислоты концентрации 150 г/л при Т : Ж = 1 : 2.

Сульфатный никелевый раствор от репульпации кека, содержащий 60 г/л

96 4 . 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: NiC1 200;

СаС1 100; CaSO 2Í O 0,8, Параметры электролиза: плотность тока 300 А/м, температура 55 С; циркуляция католита 70 см /А-ч. Качество катодного никеля соответствует марке .

Н вЂ” 1 (содержание никеля 99,93X).

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с прототипом следующие технико-экономические преимущества: замену дефицитной и более 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 выпарки до твердой соли хлористого натрия с захоронением этой соли с гидроизоляцией или дополнительного строительства производства по переработ- ке этой соли до товарной продукции.

Избыточная концентрация

СаС1 в растворе, г/л

200

Концентрация ионов

SO в растворе, г/л

7,96

3,14

2,3

199

1,52

1,35

0,9

0,6

0,35

Растворимость

CaSO 2Н О в солевом растворе, г/л

14,1

5 6

4,0

3,3

2,7

2,40

1,6

1 1

0,6

1178796

1178796 диоды

8 перара юпту

Ft-Сд кю

Составитель М.Петрова

Редактор М.Бандура Техред М.Гергель Корректор М.Демчик

Закаэ 5612/24 . Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патен". ", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4