Способ электролитического рафинирования никеля

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в производстве никеля при электрохимическом рафинировании чернового никеля с высоким содержанием меди. Цель изобретения - получение катодного никеля марок Н-1 и Н-1у путем переработки анодов с содержанием меди 16-23%, снижение расхода электроэнергии, увеличение благородных металлов в шламе, повышение из-, влечения никеля, меди и кобальта. При электролитическом рафинировании чернового никеля растворение анодов ведут в электролите с концентрацией ионов хлора 60-65 г/л. 2 табл. с $ сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 С 25 С 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4180306/31-02 (22) 09. 1 2. 86 (46) 23. 05. 88. Бюл. М- 19 (71) Институт металлургии им. А.А.Байкова . (72) Е.А.Субботина, В. Н.Лавренов, И. Г.Юшков, А.Н.Дельник, В.А. Брюквин и В.А.Резниченко (53) 669.243.87 (088.8) (56) Шейк Я.П. Краткий справочник металлурга по цветным металлам.

М.: Металлургия, 1969, с. 177-181.

Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. — М.: Металлургия, 1977, с. 144-210....80„„1397541 А 1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в производстве никеля при электрохимическом рафинировании чернового никеля с высоким содержанием меди. Цель изобретения — получение катодного никеля марок H-1 и Н-1у путем переработки анодов с содержанием меди 16-237, снижение расхода электроэнергии, увеличение благородных металлов в шламе, повьппение извлечения никеля, меди и кобальта.

При электролитическом рафинировании чернового никеля растворение анодов ведут в электролите с концентрацией ионов хлора 60-65 г/л. 2 табл.

1397541

Средний состав католита на период испытаний следующий, г/л: Ni 86,9;

Си 0,0010; Со 0Ä0093; Fe 0,00063;

Zn 0,00025, РЬ 0,00019; Н БО 1,33; рН 1,8-2,0. Цеховой католит перед подачей в опытные ванны поступает в специальные реакторы, в которых содержание ионов хлора доводилось до заданной величины путем введения рассола хлористого натрия. После корректировки раствор поступает в катодные ячейки опытных ванн. В контрольный блок ванн католит поступает из общецеховой системы. Таким образом, концентрация ионов хлора на период испытаний составляет: в опытных ваннах 61-64 г/л (примеры 19-21,23), 50

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в производстве никеля при электрохимическом рафинировании никеля с высоким содержанием меди.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии, увеличение благородных металлов в шламе, повышение извлечения никеля, меди и кобальта.

Лабораторные исследования (примеры 1-15) осуществляют при анодной плотности тока 295 А/м, катодной плотности тока 280 A/м, средней токовой нагрузке 3,6 А, температуре электролита 65-70 С. Для циркуляции используют сульфатно-хлоридный электролит состава, г/л: никель 70; натрий 26, борная кислота 3,2; серная кислота 1,4-1,5; рН 1,9-2,0. Концент- 70 рация ионов хлора в электролите составляет 40, 60 и 70 г/л. Скорость циркуляции на одну катодную ячейку ,составляет 210-230 мл/ч или 0,060,065 л/А ч, продолжительность элект- 25 ролиза 60 ч, количество электричества 215-220 А ч. Используемые в лабораторных опытах аноды имеют следующий состав, %: Ni 59,8-82,8; Со 1,01,1 Fe 1,7-2,1 Еп 0,0005-0,0008;

РЬ 0,005-0,007; S 0,5-0,8. Содержание меди в анодах варьируется от

15 до 37%.

Испытания в условиях промышленного производства (примеры 16-23) провоцят в течение трех месяцев непрерывно. Электролиз осуществляют при анодной плотности тока 290 А/м, катодной — 276 А/м, средней токовой нагрузке 22-22,5 кА,, температуре электролита 70-78 С. в контрольных 46-47 г/л (примеры 1618,22).

Средняя скорость циркуляции католита на одну ячейку составляет 25,727,5 л/ч или 0,054-0,062 л/А ч. Продолжительность электролиза каждой кампании 21,5-23 сут, количество пропущенного электричества 2300026000 кА ч.

В каждой кампании работают один опытный блок (2 ванны) и один контрольный (2 ванны). В каждую ванну завешивается 5g катодов и 51 анод (100 катодов и 102 анода на блок).

Вес партии анодов на каждый блок составляет в среднем 33 т. Всего переработано порядка 260 т анодного никеля.

Используемые в промьппленных испытаниях аноды имеют следующий состав, %: никель 63,2-86,4; железо

i 8-3,7; цинк 0,0002-0,0008, свинец

0 0055-0,0090, сера 0,84-0,86. Содержание платиновых металлов составляет, г/т: Pt 150-380; Pd 7 30-1400; Rh 16,41; Ru 5-10 Ir 1,8-5,1, ÎS 0,35-0,98

Ag 150-320, Аи 16-34. Суммарное содержание благородных металлов 0,110,22%.

Примеры 1-4 и 16-18 подтверждают ухудшение показателей при переработке анодного никеля с содержанием меди 15% и выше в режиме известного способа при применении электролита с концентрацией ионов хлора 4047 г/л. Примеры 5-12 и 19-21 подтверждают улучшение большинства технологических и электрохимических показателей процесса электрорафинирования никеля при переработке анодов с содержанием меди 15-37% при применении сульфатно-хлоридного электролита с концентрацией ионов хлора

60-70 г/л.

Из примеров следует, что повышение содержания меди в анодах выше

23% как в известном (примеры 3, 4 и 18), так и в предлагаемом (примеры 7, 8, 11, 12 и 21) режимах приводит к снижению качества катодного никеля по содержанию меди, которое составляет величины выше допустимых .ГОСТом на марки Н-1 и Н-1у; повышение концентрации хлор-иона выше 6465 г/л не целесообразно, так как не влечет за собой улучшения показателей процесса (примеры 9-12). Кроме того, из примеров 5, 6, 9, 10, 19 и

41 з 13975

20 видно, что наибольший положительный эффект достигается при электрорафинировании анодного никеля с содержанием меди 15-23% в электролите с концентрацией ионов хлора 6064 г/л, наличие в электролите ионов хлора в повышенных концентрациях (до 60-65 г/л) влечет за собой улучшение перечисленных показателей и при переработке обычных рядовых анодов с содержанием меди 6-10Х (примеры 14, 15 и 23), т.е. электролит может быть единым в цеховой системе для всех перерабатываемых анодов с 16 любым в пределах 23Х содержанием меди.

Вводимый в электролит хлор-ион в виде хлористого натрия не расходуется в процессе электролиза.

Таким образом, применение предла- 2О гаемого способа электролитического рафинирования никеля с повышением против технических условий содержанием меди в анодах (до 23%) позволит перерабатывать высокомедистые аноды 25 с получением катодного никеля марок

Н-1 и Н-1у, что невозможно по известному способу, снизить расход электроэнергии более чем на 250-270 кВт.ч на тонну никеля, в 1,3-1,5 раза уменьшить выход анодного шлама и соответственно повысить в нем концентрацию платиновых металлов, улучшить качество шлама, исключив попадание в него осадка однохлористой меди, повысить извлечение основных металлов (никеля, меди, кобальта) из анодов.

В табл. 1 и 2 приведены результаты основных технологических и электрохимических показателей процесса электролиза никеля с различным содержанием меди в анодах и хлор-иона в элект ролите.

Формула изобретения

Способ электролитического рафинирования никеля, включающий электрохимическое растворение анодов в сульфатно-хлоридном электролите, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, увеличения содержания благородных металлов в шламе, повышения извлече" ния никеля, меди и кобальта в раствор, электрохимическое растворение анодов ведут в электролите с концентрацией ионов хлора 60-65 г/л при содержании меди в анодах 16-23Х

1397541 и O ф

Ch a

40с

Ю

Ф Ф с с

Ch Oc

Ос О л

С»

00 с

Ch

О\

СЧ

Cl а

О1

О1

СО с

Ос

Ос ф Г » с . а

e o

Оi Ch

СЧ

IO а

О

Ch и

IO с

Ch

Ch м

О а л м е л о о

ЧГ И

° в

О о и а It а

С1 о х с с и а

СЧ л м с сч

С Ъ

СЧ в о

К

Й и о а л

° С«Ъ

О э а а

СЧ

СЧ

С 4 о о

In С Ъ

° с и

СЧ а

О к

О х

СЧ а с и с и о о

СЧ с с и

° » и с

О!

4 4 In о о с с

О И и е

С» Ch а а о

1 и

IO с

СЧ с

СЧ с с о

C«I

Т с о ф

Cf о ь о

Оа с ь о

СЧ

D и ф « а

О1

О и т

* а

С Ъ

« ь

00 О М а с о о о и ь.

СЧ с о о о О

СЧ С Ъ с а

CO ф

OI . О

Cl с . «

СЧ

ЧЪ о с

I

1Г\ ь

Cl

О\ а м

ОЪ

\Г л

С

СО и

4tI о о о и а

И 00

Ch Ch о

t с

О1 а 00 и сч с а ф ф

Ch Ch л

О а

Ос и

2 и и а

t»

Ос а а

СЧ М

О О и

ЧР СО а

С«Ъ

Ch Ch сч а и

Ch и

Ch

al

СЧ

СЧ

1о л

Ю о о и л а с ф

О Ch

Сс\

С»

Ch и е и а в

ЧГ

CO

Ос

° » а

Ch с л

Ch о о

CD Ch с в

Сч

Ch с

«

О1

СГ\

D

СЧ с

In

Ch о и

Ch в *

И О

О1 Ch о

СЧ с

Cl

О и

СЧ с

CO

Ch ь

00 а

СО

О1 сп

СЮ

О. а и

0

In

Ch л 5 . о ф

0I, 1 Ж

О1 с с

О и л с

О1

C«I С Ъ и с

CO о

О\

Et а

С Ъ О с

О1

44 л а ф

Cl

44 ь с ь о с о

Ь О

Cl о о.о а в а о î о

° 0 И о о о о

otо

CO

Ю о

Cl ь с о

О О о о о о о о сч о о и о а о

Cl и

« с

D ч

Cl о

6 х й

In л

С Ъ

С Ъ 44

° а и

О и в в

IO О с °

° О «О O с и

fl и а с а

СЧ ф

° а

° в и

« а а о о

Ч с»

t а

4 4

»Ъ с в а

ICl и с о о ч о

v о ч

О и

Ch и в IO и л

О и

СЧ и а

Ов и

00 СЧ а с

О СЧ и и и и а °

О 00 а л сч а

° О с

С 4 и

D в

Ol м

* и о

h4 а

СЪ

Ф и и а а и

Cl и а и о

It а и

4!Ь

ЧЪ л

О1

Ch а в л

М Г м и с с и и

° О

Э

° » а» ф о а а и

1 1 1

Г.

СЧ

Г» с

CO

Ос о о о а

CO Ф

ОЪ Ch о

СЧ

Ос

OI въ и ф Ф с

CO CO

ОГ О\

СЧ

С Ъ

СО

Ос

О1 вЪ

С»

CtI сч и

Ch C» а а

ЪО IO

Ch Ch

С Ъ t4 с с

CO ф

О Ch

00 с

Ю

О

Ch

Ch .

О о о

CO Ch с д»

О1 Ch

Ос

«в

О« О

00 с

Оъ

О1 е

О а

4»

О

СО

D а и

CO л ф л с с

In О

СЬ Ch

СЧ

С»

Ос

С» л и

О1

«

° C

О

CO а»4

O CC

С4

Ch сч и с о и

Ф а

° о

О\ в с

Сч

СЧ

Ch

СЧ с

СЧ

IO а и с в

СЧ

IO а и о

СЧ а ъ

° ф

СР о ь

0 «О о

С о о о

К> ЧГ

С»

Г ъ

»»

СЧ CV а с

СО IO сч

Cl

4tI сч

ЧЪ Л

СЧ СЪ м

СЧ и

Э 1

3 Йй1 3х и Х Х Ю 4 Х О Х 40

44OИВ а ) ф ф 2 хх

e CC

Э 1 01Х 41О04

О," 13х 1 и ь

Ct о

6 Ф

O

3) . 004

1 1 1 1 1 1 t

И О С CO,О, О

IC

6 ! а хи

° СЧ км ч к хх о

Ое

3.фи

5л

»..

Рю

v s и м ф в Х сч В

1В о

4»

ГЧ 4»

СЧ К

1 сч О

С«4 О

II

ВС«ъ

ССЧ

СХ л

4 4

0I

ID

С Ъ

Ф . Ch

О\

4Ч

° Ъ

Ф фЬ

О ! !

4 о

Ф о

О

4Ч

Ф о и О

Е Ъ 44Ъ

Ф % е о

Ф о м

Ф о

Ф

О

4Ч о

Ф м

01

О о и

В ЧЪ ! л

О Ф

a D о

О

4Ч

Ю

Ф 10

С0

4Ч

Ф л

CO

4Ч

CO о м

° Ф о О

О л

Ф о м

Cv

Ф о О о

Ch сО

Ф о

CO

К) Ф о л

Ф

D!

Jl ! о ю

hC 10

I !! !

4! я

Ъ

Ch ю

Ch

Ф

I0

01 е О

С>

О

Ch

О\ ь . C0

D

ФЪ

Ф

Ch

О

ФЪ о

Ch

° О

Ос

Ф

С0

0Ъ о

Ch

4Ч. !

Ф

4Ч

ОЪ

Ch

Ф

«»

4Ч л

Ch о

ФЪ м

Ch о л е

Ос

Ch

Ch

lh л о

Ф м

С4 м

CO I0

40

hI л

Ф л.4Ч л м!

cv w

N оо

Ф Ф оо

4 4.о

Ф о О О о о о

О .D

Ъ о

D о о

Ф о о о

ЧЪ м м

CCl

4Ч

» л

° а о О

4»Ъ

Ф»

Ф о

4Ч

Ф О

»»

Ф о

О4 о

» о

4Ч о ч

D ч со м о

4 !

I0 л

4Ч

1О

4Ч

Ф л и

Ф е л м а

Ф О

Ф

44Ъ

Ф м л

° 4Ъ

44Ъ

Ф м о и

4 Ъ

4Ч

О

° t

4Ч

hl л

4Ч

ОЪ

Ф ю

40 л

Ф л

О

CV

CO

cv м

Ф .

Оь л

М 1

Э

Ch

Ф

I0

Оь

Ю

44Ъ

Ф

С0

40

МЪ

D

CO

Ch

ОЪ

Ch о

Ф

Ф

О\

44Ъ

Ch

I0

Ю е м

IO

МЪ

Ch О

Ф л

О\

Ф

4Ч о

Ф

4 Ъ о!

Ф

4Ч

4Ч

4 Ъ

Ch

4Ч.44Ъ

Ф

4Ч

»

-Ф м v

40

»О

Ф м

Ф л

0 л л

Ф м °

I0 I0

И

И

Я о

ОЪ

Ф л

О\ л

Ю

Ф л

Ch

Ф л

Ф

4Ч

4Ч

Ф

4Ч

4Ч

О О. OI

4Ч

4Ч

5 х

» ф!

В, Я 3

Эйолф!.О0)О

О Я IC оа ою

1397541

- о

4! О

Ь 44

Ц

Cl

13

О О ф 1 о к !

М 4Ч

4Ч 4Ч

Ф

ЯЪ е

4О

В л

С0 Ф

Л 04

М ФЪ

В ° и

4Ч. Ф4 м

Фп

Ф»

40 .е и

4Ч а

МЪ и

Ф и

<Ч е

С4 и

t4 е

° е и

» а

ФЧ о

D е о

Ф ) о

С4 о о

В о

° 1 о

Itl о

Ch ее 0

5 с

01 о В

44

CO

Ol и

Фп

Ctl

1»

It

Ih е м

0 о и е

ФЧ

В

С> фв а

0

В

СЧ

f» е

СЧ

Ch»

<Ч

В

CO и

4Ь

С4 о о (Ч

РЪ о

В и

»Ф

Ф ю

Ф»

Ф»»» а и о о ч м а

С4

»

В о

t4 л о

CO

С4.

° и м и о

4 \

С0 ф л

tn и

С4 е 0

ЧЭ

С0 и

0l CI

° э е м

Уп Ф и

МЪ

В

С0

0в

44

91 уп

0ь ф»

ltl

В

Ch е

Ф»3

В

С0

О\ C0

CO

Ctl

О

° и

Е5

3

0ь

40 ю и

ФФ

Ctl 0 и и

»» о

° и а

Фп

В м

Cti и.

° и

Ф4

Ф

Вп и

»и е

Ф

3.3 л м

Ю

Ф4

: \Ч

\6

3f

В

Ц

Ю

Cl н

Ю

В л

0ь

С4

Ch и

Ф»3 л с ф\ о

Ct е

ФЧ е п

01

Д.

01

40! 397541

sn

A л

01

Ю

М

Ctl