Способ получения двойных цианидов никеля и щелочного металла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистические

Республик (iii947053

Ъ

W ° . г (6) ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 27. 04. 79 (2)) 2614870/23-26 (51) М. Кл. с присоединением заявки М

С О1 G 53/00

С 01 С 3/08 авеудерстеенны1т квинтет

СССР аю делам наввретеннй н вткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30. 07.82. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30 . 07 .82 (53) УДК 661..872.371

<088.8) (72) Автори изобретения (7!) Заявитель

НИКЕЛЯ И ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА лов 1) Изобретение относится к получению неорганических солей и может быть использовано в гальванотехнике для приготовления электролитов никелирования.

Известен метод получения двойных цианидов никеля и щелочного металла путем растворения свежеосажденного цианида никеля в избытке цианидов.

Из полученного раствора при упаривании выделяются двойные цианиды (цианоникелаты) в виде желтых кристалОднако для получения продукта тре-1 буется дополнительное изготовление свежеосажденного цианида никеля, что приводит к потерям никеля и снижает выход конечного продукта, кроме того, отмывка от цианидов свежеосажденного го цианида никеля длительна и не позволяет получать конечный продукт (двойной цианид никеля и щелочного металла) без примесей аниона исходной соли

2 никеля. В результате промывки obpaзуется большое количество промывных вод, требующих переработки и обезврежи вания.

Данный способ не позволяет получать продукт не содержащий свободных цианид-ионов, так как процесс получения двойной соли из цианида никеля осуществляется при избытке циан-иона.

Цель изобретения - получение продукта, не содержащего анионных примесей, и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения двойных цианидов никеля и щелочного металла путем растворения никельсодержащего материала в водном растворе цианида щелочного металла, в качестве никельсодержащего материала используют окись или гидроокись никеля и химическое о растворение осуществляют при 50-100 С и концентрации водного раствора цианида щелочного металла 50-250 г/л или в качестве никельсодержашего материа3 9470 ла применяют металлический никель и ведут процесс электрохимического растворения под действием постоянного или переменного тока с частотой 10-100 Гц

2. и плотностью 0,5-2,5 А/дм 5

Сущность способа заключается в растворении никелевых материалов, не содержащих анионов, загрязняющих конечный продукт,. в условиях, позволяющих весь свободный цианид перевести ie в связанное состояние, при этом исключается загрязнение продукта свободным цианидом.

Процесс осуществляется следующим образом. 15

В случае химического растворения используют окись никеля или гидро.окись никеля, подвергая их воздействию раствора цианида щелочного металла до полного перевода свободного щ цианида в связанное состояние.

В этом случае требуется избыток исходных никелевых материалов в 5303 количестве от стехиометрии. По окончании процесса избыток исходных р5 соединений никеля отделяется известными способами и поступает на новый цикл процесса.

В случае электрического растворения металлического никеля под воздействием переменного тока низкой частоты (10-100 Гц), предпочтительно промышленной частоты, или постоянного тока процесс осуществляется следующим образом.

Никелевые электроды погружают в электролит, содержащий цианистую соль, .щелочного металла с вышеуказанной концентрацией, включают ток, устанавливают нужную плотность тока и ведут растворение металла до полной выработки свободных цианидов.

Интервал частоты переменного тока обусловлен резким снижением скорости процесса. Вне этого интервала с повы- 5 шением частоты тока все большая часть тока переходит через электроды по механизму перезарядки обкладок конденсатора, не вызывая химических превращений на электроде; при частоте выше 100 Гц производительность процесса ничтожно мала и более 90Ф электроэнергии расходуется на нагрев системы, а при частоте свыше 1000 Гц не обнаруживается вообще следов воздей- 55 .ствия переменного тока, При низких частотах снижение производительности процесса обусловлено

53 4 обратимостью растворения и осаждения ни к ел я.

Нижний предел плотности тока

0,5 А/дм ограничен тем, что ниже его процесс растворения металла резко замедляется.

Верхний предел плотности тока ограничен солевой пассивацией электродов.

На поверхности растворяющихся электродов образуется слой нерастворимой соли, резко увеличивающей сопротивление электродов, в результате чего процесс растворения прекращается.

Во всех случаях проведения процесса интервал температурного режима (50- 100 С) обусловлен, с одной стороны, исключением возможности кристаллизации получаемого продукта в процессе его синтеза, что вызывает загрязнение продукта свободным цианионом; с другой стороны, разложением свободного цианида и его уноса с парами воды, что снижает производитель— ность процесса и выход продукта.

Исходное содержание цианида щелочного металла в растворе (50-250 г/л) для всех вариантов способа связано с тем, что при концентрации более

250 г/л происходит выпадение в осадок двойной соли в процессе синтеза и загрязнение ее свободным цианидом, что недопустимо. При концентрациях, меньших чем 50 г/л, скорость растворения никелевых материалов резко падает (в. 4-5 раз) и не достигается полнота выработки свободного циан-иона.

Химическое растворение гидроокиси никеля, взятой в избытке против стехиометрического, позволяет полностью связать цианиды щелочных металлов и не допустить присутствия свободных цианидов в продукте. В противном случае происходит обратное.

Непрореагировавшую гидроокись отфильтровывают и используют в следующей операции. о

При температуре ниже 50 С процесс растворения идет очень медленно и не достигается полного отсутствия свободных цианидов в растворе в течение о

20-30 ч. При температуре выше 100 С образуется заметное количество цианида никеля. Гидроокись никеля можно использовать повторно, а состарившийся цианид никеля нельзя.

При концентрации цианида щелочного металла ниже 50 г/л получаются разбавленные растворы. Выход продукта

Формула изобретения

Составитель Т. Докшина

Редактор Т. Портная Техред Т. Маточка Корректор Г. Огар

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5510/32

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 947 падает. При концентрации выше 250 г/л свободные цианиды вначале не растворяются полностью, а по мере образования продукта он начинает кристаллизоваться в процессе синтеза, захватывая раствор, содержащий свободные цианиды.

fl р и м е р 1. Электролизер для растворения никеля под воздействием постоянного тока представляет собой 1о

2-литровый стакан, в который помещена диафрагма из доломитовой керамики с размером пор от 0,0001 до 0,001 мм при толщине 4-10 мм и выведены электроды из нержавеющей стали. Каталит готовят путем растворения 210 г цианистого калия в 1 л дистиллированной воды.

В анодное пространство помещают

47,4 г порошкового никеля. Процесс о ведут при 80 С и плотности тока

2 A/äì до полного расхода свободных цианидов. Конец процесса определяют по повышению потенциала анода или

:анализом электролита. Полученный раствор фильтруют от механических примесей. Фильтрат упаривают до сиропообразного состояния, охлаждают до

20 С и добавляют 1 л этилового спирт та. Выпавшие кристаллы отжимают на фильтре, промывают спиртом до нейтральной реакции и сушат при температуре не выше 110 С. Получают 190 г продукта с содержанием основного вещества 99,7i. Содержание анионных примесей менее 0,0013.

Пример 2. Электролизер для растворения никеля воздействием переменного тока представляет из себя

2-литровый стакан, в который помеще- 4О ны никелевые электроды. Состав раствора и температура те же, что в примере 1. Ток переменный плотностью

1,8 А/дм - и частотой 50 Гц. Конец процесса определяют анализом электролита на свободный цианид. Выделение продукта осуществляют, как в примере 1.

053 6

Пример 3. В 2 литровый стакан помещают 210 г цианистого калия и приливают 1 л дистиллированной воды. Содержимое стакана нагревают до о

80 С и выдерживают при данной температуре до полного растворения цианистого калия.

Раствор цианистого калия охлаждают до 30-40 С, после чего при перемешио вании осторожно прибавляют 75 г гидроокиси никеля (11 } . Полученную смесь нагревают до 80 С и выдерживают до полного растворения гидроокиси.

Выделение продукта осуществляют как в примере 1. Предложенный способ исключает использование в качестве сырья солей никеля и позволяет получать цианид никеля в чистом виде при низ ких т рудо за тра тах.

Способ получения двойных цианидов никеля и щелочного металла путем растворения никельсодержащего материала в водном растворе цианида щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью получения продукта, не содержащего анионных примесей, и упрощения процесса, в качестве никельсодержащего материала используют окись или гидроокись никеля и химическое растворение осуществляют при

50-100 С и концентрации водного раствора цианида щелочного металла 50250 г/л или в качестве никельсодержащего материала применяют металлический никель и ведут процесс электрохимического растворения под действием постоянного или переменного тока с частотой 10- 100 Гц и плотностью

0 5-2,5 А/дм 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реми Г. Курс неорганической химии. М., "Мир", 1966, с 338-339 (прототип).