Способ восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессах, связанных с электролитическим рафинированием никеля для восполнения его дефицита в растворе, а также для получения солей никеля. Сущность заключается в предварительном измельчении лома и обрези катодного никеля до 5-20 мм, электролитическом растворении с применением переменного электрического тока плотностью 2500-20000 А/м2 в растворе серной кислоты 130-200 г/л. Обеспечивается повышение скорости процесса получения дополнительных объемов раствора, используемого для рафинирования никеля. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу электролитического рафинирования чернового никеля.

Известен способ восполнения дефицита никеля, возникающего при электролитическом рафинировании никеля, с помощью автоклавного растворения части сульфидного никелевого концентрата при высоких давлении и температуре в серной кислоте с очисткой полученного раствора от примесей [Хейфец В.Л., Грань Т.В. Электролиз никеля, Москва, «Металлургия», 1975, с.277].

Недостатком способа является дорогостоящее оборудование, высокий расход электрической и тепловой энергии.

Наиболее близким техническим решением восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля является способ электролитического растворения анодного скрапа чернового никеля в растворе серной кислоты 100-120 г/л под действием постоянного тока с очисткой электролита от примесей [Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии, Москва, «Металлургия», 1977, с.201].

Недостатком способа является низкая скорость растворения скрапа чернового никеля, обусловленная его пассивацией в растворе серной кислоты при плотности тока более 1700 А/м2.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение скорости процесса получения дополнительных объемов раствора, используемого для электрорафинирования никеля.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что восполнение дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля включает загрузку никельсодержащего отхода в раствор серной кислоты и его электролитическое растворение, где в качестве никельсодержащего отхода используют лом и обрезь катодного никеля, которые предварительно измельчают до 5-20 мм и электролитически растворяют насыпным слоем под действием переменного электрического тока плотностью 2500-20000 А/м2 при концентрации серной кислоты 130-200 г/л.

При увеличении размера кусков более 20 мм ухудшается контакт растворяемого материала с токоподводом. Измельчение лома и обрези катодного никеля до размера менее 5 мм нарушает гидродинамику процесса, что приводит к высаливанию и снижению скорости растворения.

Снижение плотности тока ниже 2500 А/м2 приводит к уменьшению скорости растворения никеля. Увеличение плотности тока более 20000 А/м2 является нецелесообразным, так как связано с большим повышением температуры электролита и его сильным испарением.

Уменьшение концентрации серной кислоты менее 130 г/л не позволяет достичь высокой скорости растворения никеля. Повышение концентрации серной кислоты более 200 г/л приводит к образованию ее избытка, что требует ее последующей нейтрализации и усложняет процесс электролитического рафинирования никеля в целом.

Заявляемый способ позволяет интенсифицировать процесс получения никельсодержащего раствора за счет применения экологически чистого активатора - переменного электрического тока.

Пример 1. Лом и обрезь катодного никеля измельчаются до размера 10 мм и электролитически растворяются с получением раствора сульфата никеля под действием переменного тока плотностью 6000 А/м2 с использованием насыпного слоя в растворе серной кислоты 200 г/л.

Средняя скорость растворения никеля при этом составляет 2250 г/м2*час.

Примеры 2-12 выполнены аналогично примеру 1, а режимы процессов и результаты их проведения внесены в таблицу.

Сравнительные результаты растворения никеля по заявляемому способу и прототипу показывают, что применение переменного электрического тока позволяет до 7-8 раз повысить скорость растворения никеля по сравнению со скоростью его растворения под действием постоянного тока. Одновременно с этим процесс может осуществляться при комнатной температуре и при этом использование лома и обрези катодного никеля, являющихся отходами предприятия, сказывается на экономической эффективности процесса.

Таблица
Плотность тока, А/м2Темпера-тура, °СКонцентрация серной кислоты, г/лРазмер кусков, ммСкорость растворения, г/м2*час
Постоянный токПеременный ток
Прототип350*-20100-250
450*-40100-300
1700*-60100-1000
1-600060200102250
2-250020130101180
3-250060130101250
4-250060170101250
5-750020130103200
6-750060130103250
7-1500020150104420
8-2000020200104650
9-2000060130107850
10-60002020052240
11-600020200202200
12-600020200301530
*Используется максимально возможная плотность тока до начала пассивации никелевого электрода для указанной температуры

Способ восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля, включающий загрузку никельсодержащего отхода в раствор серной кислоты и его электролитическое растворение, отличающийся тем, что в качестве никельсодержащего отхода используют лом и обрезь катодного никеля, которые предварительно измельчают до 5-20 мм, электролитически растворяют насыпным слоем под действием электрического переменного тока плотностью 2500-20000 А/м2 при концентрации серной кислоты 130-200 г/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, более конкретно к металлургии тяжелых цветных металлов и, в частности к способам изготовления конструктивных элементов диафрагменных ячеек, используемых в процессе электролитического извлечения металлов из водных растворов, например, никеля, кобальта и других металлов.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролитическому получению никеля. .

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при электролитическом рафинировании никеля для устранения дефицита никеля в электролите.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано на предприятиях по получению меди, никеля и других металлов и их соединений, в частности золота.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для удаления серы, образовавшейся при выщелачивании никелевого штейна, из цикла выщелачивания. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения катодного никеля из сульфидного медно-никелевого сырья. .

Изобретение относится к области металлургии тяжелых цветных металлов, в частности к переработке полупродуктов никелевого производства, а именно к гидрометаллургической переработке сульфидных медно-никелевых материалов.

Изобретение относится к электролитическому рафинированию никеля, в частности к оптимизации параметров электролиза, и может быть использовано на металлургических предприятиях.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению катодного никеля из сульфидного медно-никелевого сырья

Изобретение относится к конструкциям диафрагменных ячеек для электролитического извлечения никеля из водных растворов, в частности к анодной ячейке

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам электроизвлечения компактного никеля
Изобретение относится к способу электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений

Изобретение относится к способа утилизации отработанных технологических растворов, в частности растворов химического никелирования, и может быть использовано для утилизации отработанных растворов, содержащих в качестве лигандов для ионов никеля карбоновые кислоты и их производные
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава
Изобретение относится к способу получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля. Способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля включает электролиз в 17 М растворе гидроксида натрия на переменном синусоидальном токе частотой 20 Гц с никелевыми электродами. При этом процесс электролиза проводят при температуре 20-30°C и напряжении на электродах 4 В. Техническим результатом данного изобретения является разработка способа получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля, пригодного для использования в процессе каталитического получения наноуглеродных материалов пиролизом углеводородного сырья при уменьшении затрат на обогрев ячейки и упрощении ее конструкции. 3 пр.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов жаропрочных сплавов на основе никеля (суперсплавов). Способ извлечения никеля из жаропрочных сплавов на основе никеля электрохимическим методом включает анодное растворение сплава при анодной поляризации импульсным током при постоянном потенциале в азотнокислом электролите. При этом анодное растворение ведут при концентрации азотной кислоты 100 г/л при фиксированном значении потенциала анода, равном 1,0-1,2 В. В результате получают катодный продукт - никелевый концентрат чистотой не менее 95% за одну стадию. Техническим результатом является переработка жаропрочных сплавов на основе никеля с получением никелевого концентрата высокой чистоты. 3 пр.

Изобретение относится к утилизации активного материала оксидно-никелевого электрода никель-кадмиевого аккумулятора. Для этого проводят растворение активной массы в 1M растворе хлорида аммония. Затем осуществляют электролиз раствора с титановым виброкатодом и графитовым анодом в режиме импульсов тока прямоугольной формы амплитуды 0,3-0,5 A/см2 при длительности импульса 0,05-0,15 с и длительности паузы 0,05-0,1 с. Перед электролизом раствор выдерживают в проточном смесителе 10-12 часов. Способ позволяет получать никелевый порошок размерами частиц в диапазоне 4-6 мкм. Техническим результатом является повышение выхода продукта и производительности процесса, получение ультрамикронных электролитических порошков никеля, повышение экономической эффективности и экологической безопасности процесса. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к вариантам способа удаления катионов никеля, гипофосфит- и фосфит-анионов из раствора химического никелирования методом мембранного электролиза. В способе используют трехкамерный мембранный электролизер, в котором на погруженном в раствор химического никелирования катоде восстанавливают катионы никеля, а на аноде из нерастворимого материала на основе титана и диоксида свинца, погруженном в анолит - раствор серной кислоты, окисляют анионы при анодной плотности тока 1-20 А/дм2, при этом раствор химического никелирования помещают в среднее пространство электролизера, которое анионообменной мембраной отделяют от анолита и катионообменной или анионообменной мембраной отделяют от католита - раствора гидроксида натрия, в который погружен второй катод. Во втором варианте способа используют двухкамерный мембранный электролизер, в котором на погруженном в раствор химического никелирования катоде восстанавливают катионы никеля, а на аноде из нерастворимого материала на основе титана и диоксида свинца, погруженном в анолит - раствор серной кислоты, окисляют анионы при анодной плотности тока 1-20 А/дм2, при этом раствор химического никелирования отделяют от анолита анионообменной мембраной. Изобретение обеспечивает обезвреживание растворов химического никелирования путем удаления катионов никеля, гипофосфит- и фосфит-анионов и позволяет многократно увеличить время непрерывной работы используемых электролизеров. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 пр.
Наверх