Электрохимический способ переработки медно-никелевого файнштейнаии i til i ни-it at: ;библио"с;':а

Электрохимический способ переработки медно-никелевого файнштейнаии i til i ни-it at: ;библио"с;':а

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

280858

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюа Советскит

Социалистическиа

Респубики

Зависимое от авт. свидетельства №

3 аявлено 08 1г.1968 (№ 1240506/22-1) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03.1Х.1970. Бюллетень № 28

Дата опубликования описачия 27.ХI.1970

Кл. 40с, 1/00

40 с, 1/14

40 с, 1/16

МПК С 22<1 1>

С 22d 1/14

С 22d 1/16

УДК 669.243.27(088.8) 669.253.2 (088.8) 669.334.1/4 (088.8) Коетитвт оо пвяавт изоврвтвний и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения Д, М, Чижиков, Л. В, Плигинская, 3. Ф. Гуляницкая, Е. А. Субботина, Е. И. Новикова, P. И. Комарова, Л. В. Гундзилович и О. И, Цыбин

Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР

ВСЕСОЮЯН,",К

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ

МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ФАЙНШТЕЙНА

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

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

В этих ваннах одновременно с анодным растворением файнштейна происходит осажде-. ние, соответственно, катодного никеля и медного порошка. Завешиваемые в ванны аноды заключают в мешки из кислотостойкой токопроводящей ткани, в которых собирается анодный шлам, содер>кащий в основном элементарную серу, металлы платиновой группы, примеси меди и никеля, а также примеси некоторых других элементов, находившихся в файнштейне, например селена, теллура, кобальта. Электролит является общим для обеих групп ванн и циркулирует в замкнутом цикле по направлению из катодного пространства 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, совот<упность которых определяется известным способом. В очистном отделении из элет<тролита выделяют ппимеси железа, меди It т<обяльта с помощью известных гидттометаллургттчест<ттх приемов и получают очищенный раствор сульфата никеля, который в дальнейшем и служит католитом никелевых ванн. Этот способ позволяет перерабатывать маломедистый фяйнштейн, в котором содержание никеля значительно выше, чем меди, с получением катодного никеля хорошего качества.

Основным недостатком известного способа яв.чяется высокое содержяние хлопа (до 10— !

Зо/ч) и никеля (до 20 — 40% т в катодном осадке (пот>ошт<е) медных ванн, что ппттвоттттт к удорожанию его переработки. повьтптент"ю по20 терь меди, снижению прямого извчеченття ттикеля в катоды, а также к увеличению ттасхоття хлопя. Этот недостаток статтовитсл тем значительнее, чем выше содержание меди по отттошению к никелю в пепеоабатьтвяеитом <1тяйтт25 штейне. поскольку в этом случае возтчястяет выход катодного медного осадка. В n< i "тт.тяте этого переработка вьтсокомедистого фаттнттттейна, например с отношением содеп>т<янття в нем меди к никелкт 1: 1 и выше становится неэф.

30 фективной.

280858

Целью изобретения является получение из любого файнштейна катодного медного осадка (порошка) без примесей хлора и с низким содержанием никеля, а в результате этого повышение сгепени разделения меди и никеля 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/л, а анолит никелевых ванн перед подачей в медные 10 ванны подкисляют серной кислотой, чтобы ее концентрация в электролите медных ванн независимо от состава файнштейна составляла не ниже 10 г/л.

Способ осуществляют следующим образом. 15

Аноды, отлитые из медно-никелевого файнштейна и заключенные в мешки из кислотостойкой токопроводящей ткани, например из хлорина, загружают в никелевые ванны. Катоды в виде титачовых матриц или никелевой 20 основы помещают в диафрагмы, которые могут быть изготовлены также из хлорина или брезента с добавкой лавсана. Никелевый расгвор, поступающий из очистного отделения и практически не содержащий свободной серной 25 кислоты, непрерывно подается в катодное пространство, проходит через диафрагму и удаляется из анодного пространства через сливной карман. В результате действия постоянного электрического тока на катоде осаждает- 30 ся электролитный никель, а на аноде происходит электрохимическое растворение содержагцихся в файнштейне металлов (меди, никеля, кобальта, ?келеза) и образование элементарной серы, которая вместе с драгоценными 35 металлами и составляет основную массу анодного шлама, накапливающегося в мешках.

Анолиг, содержащий медь, никель, кобальт и ?келезо, после подкисления серной кислотой непрерывно поступает в медные ванны, где 40 анодами служит также файнштейн, а в качестве катодов используется медная основа. В медных ваннах, на аноде, заключенном в мешке, происходит такой ?Ke, 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. 50

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 на катоде однохлористая медь полностью растворяется в таком электролите и IHB переходит в твердый катодный осадок, Кроме того, хлор- 56 ион в указанных концентрациях способствует повышению анодного и катодного выходов по току и снижению напряжения (уменьшению расхода электроэнергии) на медных и никелевых ваннах, а также позволяет применять освоенные промышленностью хлорные способы выделения кобальта из никелевых растворов, в чем и выражается совокупный положительный эффект от осуществления способа в сульфат-хлоридном электролите указанного состава.

Дополнительная операция подкисления электролита серной кислотой перед его подачей в медные ванны в основном обеспечивает снижение содержания пикеля в медном порошке до 1,0 — 2,5 /о, поскольку разряд ионов никеля на катоде медных ванн при работе на подкисленном электролите становится затруднительным. Расход этой кислоты зависит от состава файнштейна, точнее — от соотношения в нем содержания меди и никеля.

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 концентрацией меди, при осаждении которой на катоде в медных ваннах выделяется, соответственно, большее количество кислоты, и к тому же, расход кислоты, связанный с переходом никеля в раствор при электрохимическом растворении анодов в медных ваннах, в случае высокомедистого файнштейна, 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 ниже 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 споеоба на примере переработки файнштейна с содержанием (в /о): меди 50; пикеля 25; серы 22; железа

2,5 и кобальта 0,7 — были получены следующие результаты. В никелевых ваннах при качодной и анодной плотностях тока, равных, соответственно, 230 и 290 a/,я, температуре электролита около 60 С и непрерывной подаче в катодное пространство очищенного от примесей электролита с концентрацией никеля

51 — 66 г/л получен катодный никель хорошего внешнего вида с содержанием примеси меди

0,005 — 0,009 /о. В католите устанавливали концентрацию никеля 40 — 42 г/л при рН от 1,6 до

280858

Составитель Г. Викторович

Редактор Т. H. Каранова Техред А. А. Камышникова Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина

Заказ 3359/9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раугпская наб., д. 4!5

Типографии, пр, Сапунова, 2

1,7. В анолите концентрация меди составляла

11 — 17 и серной кислоты — 5 — 6 г/л.

При повышении концентрации хлор-иона в электролите от 40 до 60 г/л напряжение 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 2,0о/о) составил 25 — 26о/, от веса растворимой части анода, при этом убыль веса анода равнялась

1,44 — 1,45 г/а и.

В медных ваннах при плотности тока около

670 а/м2 получали медный порошок, содержащий менее 2,5о/о никеля и легко спадающий 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 анодного шлама, содержавшего (в %): элементарной серы 92 — 94; меди 3,2 — 9,6; никеля 1,0, составил от 20 до 22о/о от убыли веса анода.

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

Предмет изобретения

Электрохимический способ переработки медно-никелевого файнштейна, отлитого в аноды, в двух группах электролизных ванн — медной и никелевой — с применением водного суль10 фатного хлорсодержащего электролита, циркулирующего в замкнутом цикле по схеме: католит никелевых ванн — анолит никелевых ванн — медные ванны — очистное отделение — католит никелевых ванн, отлича ощийся тем, что, 15 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

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