PL102490B1 - A method of producing nickelous oxide,specially from waste electrolyte after electrolytic refining copper - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tlenku niklawego, zwlaszcza z odpadowego elektrolitu po ele¬ ktrolitycznej rafinacji miedzi.

Odpadowy elektrolit zawiera zwiazki miedzi, zelaza, niklu, kobaltu i innych metali w mniejszych ilosciach.

Przykladowy sklad elektrolitu odpadowego jest naste¬ pujacy: Cu 35—45 g/I, H2S04 120—160 g/1, Ni — oko¬ lo 8 g/l. Z elektrolitu odzyskuje sie miedz zazwyczaj przez zastosowanie elektrolizy przy uzyciu nierozpuszczalnych anod olowiowych, a otrzymany roztwór kwasu siarko¬ wego z pozostalymi zanieczyszczeniami, do których na¬ lezy przede wszystkim nikiel, wykorzystywany jest do odzysku tego pierwiastka w róznej postaci w zaleznosci od potrzeb i zastosowanej metody odzysku.

Przykladowy sklad chemiczny elektrolitu odpadowego po odmiedziowaniu jest nastepujacy: Cu — max. 0,5 g/l, Ni — okolo 9 g/l, H2S04 120—160 g/1.

Elektrolit ten w celu oddzielenia kwasu siarkowego od zwiazków niklu poddawany jest procesowi zatezania w wyparkach, a po uzyskaniu stezenia kwasu siarkowego powyzej 25 % ciezarowych w roztworze, ochladzany co powoduje wytracenie uwodnionych soli niklu w pos¬ taci tzw. surowego siarczanu niklawego. Przykladowy sklad tego pólproduktu jest nastepujacy, w procentach ciezarowych: Cu 2—4 %, Ni 23—25 %, Fe 0,5—1,8 %, H2S047—9%.

Ze wzgledu na zawarte w tym pólprodukcie zanieczysz¬ czenia w takiej postaci nie znajduje on zadnego zastoso¬ wania i wymaga dalszej obróbki. W celu uzyskania pro¬ duktu zawierajacego nikiel q wartosci handlowej stosu- je sie wiele metod prowadzacych do otrzymania róz¬ nego rodzaju produktów, jak na przyklad: — zastosowanie szeregu operacji chemicznego usu¬ wania zanieczyszczen, tak aby w koncowej fazie uzyskac elektrolit, z którego na drodze elektrolitycznej uzysku¬ je sie metaliczny nikiel w postaci katod. — zastosowanie takich sposobów przeróbki i oczyszcza¬ nia, które w koncowej fazie, pozwalaja uzyskac czysty siarczan niklawy do celów galwanizerskich. — zastosowanie chemicznego oczyszczania zwiazków surowego siarczanu niklawego, tak daleko, aby jako pro¬ dukt ostateczny otrzymac technicznie czysty tlenek ni¬ klawy, który moze posiadac uniwersalne zastosowanie.

Najpowszechniej dotychczas stosowany jest nastepujacy sposób pelnego oczyszczania surowego siarczanu nikla¬ wego w celu otrzymania technicznego tlenku niklawego: Surowy siarczan niklawy rozpuszcza sie w wodzie i od¬ dziela czesci rozpuszczalne od nierozpuszczalnych. Otrzy¬ many roztwór neutralizuje sie mlekiem wapiennym, po czym roztwór odsacza sie dla oddzielenia siarczanu wap¬ nia. Nastepnie z roztworu wytraca sie zelazo przez hydro¬ lize, po uprzednim utlenieniu zelaza dwuwartosciowego, np. przez zastosowanie podchlorynu sodowego. Wy¬ dzielony z roztworu wodorotlenek zelazowy oddziela sie od roztworu siarczanu niklawego przez filtracje, a z toz- tworu eliminuje resztki miedzi przy pomocy weglanu sodu lub siarczku sodu i ponownie poddaje filtracji. Ko¬ lejno przystepuje sie do oczyszczenia roztworu od kobal¬ tu przez kolejne potraktowanie podchlorynem sodu z zastosowaniem odpowiednich warunków temperaturo- 02 490 /102 490 wych i kwasowosci. Po wytraceniu osadu kobaltowego i oddzieleniu go od roztworu, z roztworu przy pomocy we¬ glanu sodu wytraca sie zasadowy siarczan niklawy, który po odsaczeniu i kilkakrotnym przemyciu poddawany jest prazeniu w celu otrzymania tlenku niklawego.

Otrzymany spiek tlenku niklawego wymaga jeszcze zmielenia oraz dodatkowego kilkakrotnego przemycia w celu wydzielenia czesci rozpuszczalnych w wodzie i po wysuszeniu stanowi gotowy produkt handlowy w pos¬ taci technicznie czystego siarczanu niklawego. Technolo¬ gia ta jest uciazliwa, wymagajaca wielu operacji, niebez¬ pieczna dla zdrowia ludzkiego — ze wzgledu na wydzie¬ lanie sie w postaci gazowej chloru, siarkowodoru i dwu¬ tlenku siarki, oraz malo wydajna. Straty niklu w odprowa¬ dzanych kekach i osadach siegaja 70 % ciezarowych ni¬ klu zawartego w surowym siarczanie niklawym.

Sposób wedlug wynalazku polega na rozpuszczeniu surowego siarczanu niklawego w wodzie, tak aby uzyskac roztwór zawierajacy okolo 70 g Ni/l roztworu i maksi¬ mum 20—30 g wolnego H2S04 w litrze roztworu. Z uzys¬ kanego roztworu w temperaturze minimum 85 °C usuwa sie miedz przy pomocy krystalicznego tiosiarczanu sodu w ilosci 2—10 kg na 1 kg miedzi zawartej w roztworze, az do zaniku reakcji na jon zelazowy i miedziowy. Miedz wytraca sie z roztworu w postaci nierozpuszczalnego siarczku miedziowego, przy czym w tych warunkach ni¬ kiel nie reaguje w ogóle z tiosiarczanem i w calosci po¬ zostaje w roztworze. Ilosc uzyskanego osadu siarczku mie¬ dziowego jest niewielka i bardzo latwo oddziela sie od roztworu, dzieki czemu straty niklu w osadzie nie prze¬ kraczaja 5 % ciezarpwych. Roztwór po oddzieleniu od osadu miedziowego zadaje sie weglanem sodu do zobojet¬ nienia w celu wydzielenia weglanu niklawego, który nas¬ tepnie po przemyciu i wyprazeniu stanowi gotowy pro¬ dukt, majacy zastosowanie w produkcji stali niklowych.

Orientacyjny sklad chemiczny w procentach ciezarowych otrzymanego produktu jest nastepujacy NiO 80—85 %, H20, 0,25 %, CuO 0,3—0,5 %, S03 max. 0,3 %, FeO reszta. ' \ Przyklad wykonania. 290 kg surowego siarczanu niklawego o skladzie Cu 1,5 %, Ni 23,8 %, Fe 1,2 %, H2S04 8,35 % rozpuszcza sie w wodzie tak, aby uzys¬ kac 1000 1 roztworu. Surowy siarczan niklawy laduje sie porcjami do zbiornika zawierajacego 700 1 wody w tempe¬ raturze 90 °C przy ciaglym mieszaniu roztworu w czasie min. Po naladowaniu calej porcji surowego siarczanu niklawego uzupelnia sie roztwór do 1000 1 przy ciaglym mieszaniu i ogrzewaniu aby utrzymal temperature powy¬ zej 80°C. Po dalszym 10-minutowym mieszaniu przyste¬ puje si4 do oczyszczenia roztworu od miedzi. W tym celu do tego samego zbiornika w czasie 20 minut stopniowo, przy ciaglym mieszaniu dodaje sie 8 kg tiosiarczanu sodu.

Po zakonczeniu dozowania .tiosiarczanu sodowego i od¬ czekaniu 10 minut przy wylaczonym mieszaniu pobie¬ ra sie próbke roztworu w celu okreslenia wystepowania jonów Cu wedlug znanych metod. Kontrola wykazala brak obecnosci jonów Cu, xo trwalo 30 imnut i-bylo cza¬ sem wystarczajacym do odstania osadu; roztwór zlewa- rowano i dla dokladnego oczyszczenia od zawiesiny prze- filtrowano na prasie filtracyjnej wlewajac do nastepnego reaktora, gdzie roztwór przy ciaglym mieszaniu zostal zadany weglanem sodu az do calkowitego zobojetnienia w ilosci 32 kg.

W wyniku uzyskano osad zasadowego weglanu nikla¬ wego, który po przemyciu i wyprazeniu w temperaturze 1100°C stanowil gotowy produkt w ilosci 101,9 kg o nas¬ tepujacym skladzie: 83,0 % NiO, 0,24 % H20, 0,38 % CuO, 0,24 % S03, 6,01 % FeO oraz niewielkie ilosci ko¬ baltu i innych zanieczyszczen. Straty niklu w osadzie z oczyszczenia roztworu od miedzi wyniosly 4,8 %. Ilosc osadu wynosila 66,00 kg, a zawartosc w nim niklu — 4),5 % ciezarowymi.

Uzyskany produkt przydatny jest szczególnie do wy¬ robu stali stopowych o wysokiej zawartosci niklu. 6—L2,2 % Cu, 1,8—3,1 % Fe, 5—20 % H2S04, znamienny tym, ze powstaly roztwór podgrzewa sie do temperatury nie nizszej od 85 °C i energicznie mieszajac dodaje sie staly 40 krystaliczny tiosiarczan sodu w ilosci 2,0—10,0 kg na 1 kg miedzi zawartej w roztworze dla koncowego wytracenia miedzi a nastepnie odsacza powstaly osad, natomiast roztwór zadaje sie weglanem sodu do calkowitego zobo¬ jetnienia i uzyskany weglan niklawy poddaje sie w znany 45 sposób prazeniu i plukaniu uzyskujac techniczny tlenek niklawy.^ LZG Z-d S zam. 2C£-T9 nakl. 100+20 egz.

Cena 45 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tlenku niklawego, zwlaszcza z odpadowego elektrolitu po elektrolitycznej rafinacji mie¬ dzi polegajacy na wstepnym odmiedziowaniu elektroli- 35 tu, wydzieleniu surowego siarczanu niklawego zawiera¬ jacego w procentach ciezarowych 15—20 %Ni, 0*