Способ переработки сернокислотных никельсодержащих растворов

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля, и может быть использовано при переработке продуктивных растворов сернокислотного выщелачивания никеля. Способ переработки сернокислотных никельсодержащих растворов включает очистку их от трехвалентного железа нейтрализацией раствора до рН 5 и извлечение из них никеля. При этом нейтрализацию до достижения рН 4 осуществляют гидроксидами щелочных металлов, а последующую нейтрализацию от рН 4 до рН 5 - раствором аммиака. Техническим результатом является повышение извлечения никеля из продуктивного раствора сернокислотного выщелачивания при его очистке от трехвалентного железа. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля, и может быть использовано при переработке продуктивных растворов сернокислотного выщелачивания никеля.

Для извлечения никеля из кислых никельсодержащих растворов, полученных методом подземного, кучного или чанового выщелачивания руды, шлака, штейна и других никельсодержащих продуктов, необходимо удалить из продуктивного раствора трехвалентное железо, которое препятствует извлечению никеля прямым осаждением никеля в виде гидроксида или карбоната.

Как правило, осаждение трехвалентного железа из кислого продуктивного раствора производится путем нейтрализации раствора различными доступными и недорогими, нейтрализующими свободную кислоту материалами, такими как известняк (мел) или гашеная известь в виде известкового молока. Нейтрализация до рН 5,0 приводит к гидролизу трехвалентного железа и его осаждению в виде гидроксида Fe(OH)₃.

В качестве прототипа выбран способ получения никеля и кобальта (патент RU 2182187), включающий нейтрализацию раствора гидроксидами щелочных или щелочно-земельных металлов и варьирование рН-раствора.

Недостатком этого способа является то, что при нейтрализации кислых никельсодержащих растворов с осаждением трехвалентного железа в виде гидроксида существенная часть никеля, содержащегося в никельсодержащем растворе, сорбируется на гидроксиде железа и теряется с осадком при его отделении от раствора фильтрованием. Причем, чем больше соотношение содержания трехвалентного железа к содержанию никеля в растворе, тем больше никеля теряется за счет сорбции с осадком гидроксида железа.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение извлечения никеля из продуктивного раствора сернокислотного выщелачивания при его очистке от трехвалентного железа.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе переработки сернокислотных никельсодержащих растворов, включающем очистку их от трехвалентного железа нейтрализацией раствора до рН 5 и извлечение из них никеля, нейтрализацию до достижения рН 4 осуществляют гидроксидами щелочных металлов с последующей нейтрализацией от рН 4 до рН 5 раствором аммиака.

При осаждении гидроксида железа до рН 4,0 сорбция никеля на гидроксиде железа незначительна и не превышает 1-2% от всего количества никеля, находящегося в растворе. В основном никель сорбируется на гидроксиде железа от рН 4,0 до рН 5,0. Поэтому при рН 4,0 в раствор добавляется аммиак до достижения рН 5,0 для осаждения железа в виде аммониоярозита, причем железо преимущественно сорбируется на активных центрах уже осажденного гидроксида железа, предотвращая тем самым сорбции ионов никеля на гидроксиде железа.

Способ осуществляли следующим образом.

Пример 1.

Продуктивный раствор объемом 1,0 л, содержащий 1,2 г/л никеля и 5,0 г/л трехвалентного железа и 10 г/л серной кислоты, подвергали нейтрализации раствором едкого натра NaOH 10%-ной концентрации для получения осадка гидроксида железа, не засоренного осадком гипса, как это происходит при нейтрализации известняком или известковым молоком, при достижении значения рН 2,0 из раствора начинает осаждаться гидроксид железа Fe(ОН)₃. Пробы осадка гидроксида железа отбирали при достижении рН 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0. В осадке после тщательной промывки дистиллированной водой и сушки определяли содержание никеля и рассчитывали остаточное извлечение в продуктивный раствор. Результаты расчетов указаны в таблице 1.

Таблица 1.
рН раствора	Содержание никеля в осадке, %	Извлечение никеля в раствор, %
2,5	0,013	99,0
3,0	0,15	98,8
3,5	0,188	98,5
4,0	0,25	98,0
4,5	2,13	83,1
5,0	2,76	78,0

Как видно из таблицы 1, существенные потери никеля с осадком гидроксида железа происходят при рН выше 4,0.

Пример 2.

Продуктивный раствор объемом 1,0 л, содержащий 1,2 г/л никеля и 5,0 г/л трехвалентного железа и 10 г/л серной кислоты, подвергали нейтрализации раствором едкого натра NaOH 10%-ной концентрации для получения осадка гидроксида железа, не засоренного осадком гипса, как это происходит при нейтрализации известняком или известковым молоком, при достижении значения рН 2,0 из раствора начинает осаждаться гидроксид железа Fe(OH)₃. При достижении значения рН 4,0 нейтрализация раствора производится аммиаком 24%-ной концентрации до рН 5,0. Пробы осадка гидроксида железа отбирали при достижении рН 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0. В осадке после тщательной промывки дистиллированной водой и сушки определяли содержание никеля и рассчитывали остаточное извлечение в продуктивный раствор. Результаты расчетов указаны в таблице 2.

Таблица 2.
рН раствора	Содержание никеля в осадке, %	Извлечение никеля в раствор, %
2,5	0,012	99,0
3,0	0,138	98,9
3,5	0,200	98,4
4,0	0,238	98,1
4,5	0,357	97,15
5,0	0,376	97,0

Как видно из таблицы 2, добавление аммиака для нейтрализации раствора и осаждения трехвалентного железа при рН 4,0 снижает потери никеля с осадком гидроксида железа на 19%.

Способ переработки сернокислотных никельсодержащих растворов, включающий очистку их от трехвалентного железа нейтрализацией раствора до рН 5 и извлечение из них никеля, отличающийся тем, что нейтрализацию до достижения рН 4 осуществляют гидроксидами щелочных металлов с последующей нейтрализацией от рН 4 до рН 5 раствором аммиака.