Способ приготовления хлоридного никелевого электролита для рафинирования никеля

 

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