PL127180B1 - Method of purifying nickel sulfate in particular that obtained during metallurgical copper electrorefining process - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania siarczanu niklu, zwlaszcza powstajacego w procesie elektrorafinacji miedzi hutniczej, umozliwiajacy uzyskanie produktu o czystosci odpo¬ wiedniej dla potrzeb przemyslu elektrochemicznego.Siarczan niklu, jeden z wazniejszych produktów ubocznych procesu elektrorafinacji miedzi hutniczej stanowi jednoczesnie cenny surowiec nadajacy sie do stosowania w wielu galeziach przemyslu, po uprzednim oczyszczeniu do wymaganej danym procesom technologicznym czysto¬ sci. Najczesciej towarzyszacymi zanieczyszczeniami sa miedz, zelazo, kobalt, olów, magnez, wapn, glin, arsen, antymon, sód itp.W zaleznosci od przeznaczenia siarczanu niklu i wymaganych norm technologicznych, stoso¬ wane sa rózne metody oczyszczania soli niklu, ograniczajace sie jednak do usuniecia lub zmniejsze¬ nia zawartosci tylko niektórych zanieczyszczen.Z opisu patentowego ZSRR nr 245056 znany jest sposób usuwania magnezu i wapnia z roztworu siarczanu niklu przez dzialanie kwasem ortofosforowym i fluorkiem sodu.Wytracony osad zawierajacy fluorki wapnia magnezu oraz fluoran niklujako nosnik odfiltro- wuje sie, a z roztworu wykrystalizowuje siarczan niklu. Opisanym sposbem uzyskuje sie siarczan niklu o ograniczonej przydatnosci ze wzgledu na to, ze sposób nie zapewnia usuniecia innych zanieczyszczen zawartych w surowcu.Dodatkowa niedogodnoscia metody jest zanieczyszczenie produktu jonami sodowymi wpro¬ wadzanymi z. fluorkiem sodu.Domieszki cynku z siarczanu niklawego usunac mozna przez wytracanie ich za pomoca urotropiny, co znane jest z opisu patentowego PRL nr 80671.Jony miedzi od jonów niklu w roztworach wodnych oddziela sie przez ich ekstrakcje za pomoca hydroksyoksymów metodami znanymi miedzy innymi z opisu patentowego PRL nr 111448.2 127180 Siarczan niklu z elektrolitu uzyskanego po elektrolitycznej rafinacji miedzi oczyszcza sie sposobami znanymi miedzy innymi z opisów patentowych PRL nr 84609, 113 880.Wedlug patentu 84609, zanieczyszczenia takie jak miedz, antymon, olów i bizmut usuwa sie przez traktowanie surowego siarczanu niklu siarczkiem niklawym, który wytraca wymienione zanieczyszczenia. Pozostale zanieczyszczenia stanowia w dalszym ciagu problem.Sposób znany z opisu patentowego PRL nr 113 880 polega na dzialaniu na roztwór nieoczy- szczonego siarczanu niklu mlekiem wapiennym i powietrzem co prowadzi do usuniecia zelaza.Miedz wydziela sie dodatkiem srodka alkalizujacego, a kobalt utlenia sie nadsiarczanem potasu.Sposób nie zapewnia usuniecia innych zanieczyszczen co ogranicza jego stosowanie.Najbardziej zblizony stanem techniki jest sposób polegajacy na frakcjonowanym w scisle okreslonych warunkach usuwaniu zanieczyszczen towarzyszacych siarczanowi niklu.Podanym sposobem surowy siarczan niklu luguje sie z surowca goraca woda, po czym roztwór doprowadza sie kilkakrotnie do okreslonego, kazdorazowo innego pH przy pomocy srodka alkalizujacego, a nie zanieczyszczajacego srodowiska reakcji z dodatkiem przy niektórych frak¬ cjach czynnika utleniajacego, po zakonczeniu procesu stracania, roztwór przepuszcza sie przez zloze jonitu chelatujacego, a wyciek z kolumny poddaje sie krystalizacji.Stosowanymi w podanym sposobie srodkami alkalizujacymi sa waglan lub wodorotlenek niklu lub wapnia lub roztwór kwasnego weglanu sodu, jako utleniacza stosuje sie wode utleniona.Opisana metoda, aczkolwiek umozliwa glebokie usuniecie wszystkich zanieczyszczen, to jednak posiada szereg niedogodnosci, do których przede wszystkim nalezy zaliczyc powstawanie duzych ilosci scieków zawierajacych siarczan sodu, zanieczyszczajaych srodowisko naturalne.Stosowane do alkalizacji zwiazki sodu powoduja ponadto zanieczyszczenie roztworu oczy¬ szczonego. Równiez stosowana w trakcie dalszego procesu alkalizacja roztworu siarczanu niklu do pH 6,6-6,9 powoduje wspólstracanie niklu z wydzielanymi zanieczyszczeniami co zwieksza straty niklu.Sposób wg wynalazku rozwiazuje podane niedogodnosci, umozliwajac uzyskanie w jednym ciagu technologicznym, przy znacznie skróconym procesie postepowania oraz metoda bezscie- kowa uzyskanie siarczanu niklu zgodnego z wymogami norm dopuszczajacych go do stosowania zwlaszcza w przemysle elektrochemicznym.Wedlug wynalazku, z wylugowanego goraca woda znanymi sposobami siarczanu niklu wytraca sie czesc zanieczyszczen takich jak zelazo, arsen, antymon czesciowo glin, wapn, olów, przez alkalizowanie roztworu weglanem lub wodorotlenkiem wapnia lub niklu w postaci 30-60% zawiesiny do uzyskania pH 3,8-4,5 i nastepnie po podgrzaniu roztworu do temperatury 80-95°C, przemienne dodawanie porcjami srodka utleniajacego zwlaszcza wody utlenionej korzystnie 6-8% oraz stosowanego srodka alkalizujacego, korzystnie w stosunkach molowych okolo 1:2 w ilosci do zmiany barwy mieszaniny z zielonej na brazowa. Roztwór odfiltrowuje sie, osad przemywa sie goraca woda, filtrat glówny ogrzewa sie do temperatury 70-90°C i przy zawartosci miedzi nizszej od 0,05% zadaje sie kwasem fluorowodorowym, korzystnie o stezeniu 4-6% w ilosci do powstania pierwszego zmetnienia, po czym utrzymujac temperature dodaje sie przy ciaglym mieszaniu zawiesine 20-50% weglanu lub wodorotlenku niklu, do uzyskania pH 4,5-6,5, korzystnie 5,5.Wydzielony osad odfiltrowuje sie, a z przesaczu wykrystalizowuje siarczan niklu.Czystosc uzyskanego produktu: Fe — 0,001%. Cu — 0,0025%, Ca — 0,006%, Mg — 0,01%, Pb —0,001%.Wydajnosc 90-95%.W przypadku, gdy przesacz po oddzieleniu osadu zawierajacego wymienione zanieczyszczenia w postaci zelaza, arsenu, antymonu, czeciowo glinu, wapnia i olowiu, zawiera miedz w ilosciach wiekszych od 0,05% wówczas roztwór przed zadaniem kwasem fluorowodorowym doprowadza sie do pH 5,3-5,6 stosowanymi srodkami alkalizujacymi i oddziela sie wytracony osad.Przyklad: 20kg surowego stalego siarczanu niklu otrzymanego przez odparowanie zuzy¬ tego elektrolitu zadano w reaktorze 80 dm3 goracej wody i ciagle mieszajac ogrzewano w tempera¬ turze 60-80°C przez 6 godzin. Nie przerywajac ogrzewania i mieszania, dodawano stopniowo zawiesine 4,2 kg weglanu wapnia w 10 dm3 wody, uzyskujac pH = 4,0. Nastepnie utrzymujac temperature w granicach 85-90°C, dolewano porcjami na zmiane 1 dm3 8% H2O2 i 0,4 kg weglanu v127180 3 wapnia w l,5dm? wody. Po 20 minutach osad odfiltrowano przemywajac go goraca woda do zaniku zielonej barwy filtratu. Do goracego filtratu dodawano zawiesine 0,3 kg CaCCh w 0,6dm3 wody wylaczajac po 10 minutach grzania. Uzyskano pH roztworu =5,4. Po 1/2 godziny, gdy temperatura spadla do 50°C, odfiltrowano osad, przemywajac go niewielka iloscia wody.Filtrat ogrzano do 80°C i wprowadzono na dno naczynia reakcyjnego 3 kg 6% kwasu florowo- dorowego, po czym mieszajac dodawano w sposób ciagly zawiesine 10 kg weglanu niklu o konsy¬ stencji smietany, do uzyskania pH = 5,0. Po 1 godzinie, odfiltrowano osad, a z filtratu wykrystalizowano czysty NiSO^FbO. Otrzymano 19,8 kg NiSC4 * 7H2O o zawartosci zanieczy¬ szczen Fe — 0,001%, Cu — 0,0025%, Ca — 0,006%, Mg — 0,01%, Pb — 0,001%.Zastrzezenie patentowe Sposób oczyszczania siarczanu niklu, zwlaszcza powstajacego w procesie elektrorafinacji miedzi hutniczej, przez usuwanie zanieczyszczen z roztworu siarczanu niklu wylugowanego z surowca goraca woda, znamienny tym, ze wylugowany znanym sposobem roztwór siarczanu niklu zadaje sie 30-60% zawiesina weglanu wodorotlenku wapnia lub niklu do uzyskania pH 3,8-4,5 i nastepnie po podgrzaniu roztworu do temperatury 80-95°C dodaje sie przemiennie czynnik utleniajacy, zwlaszcza wode utleniona o stezeniu korzystnie 6-8% oraz stosowany srodek alkalizu- jacy. korzystnie w stosunkach molowych 1:2, w ilosci do zmiany barwy mieszaniny z zielonej na brazowa, po czym roztwór odfiltrowuje sie, osad przemywa sie goraca woda, filtrat glówny ogrzewa sie do temperatury 70-90°C i przy zawartosci miedzi nizszej od 0,05%, zadaje kwasem fluorowodorowym, korzystnie o stezeniu 4-6% w ilosci do powstania pierwszego zmetnienia, po czym utrzymujac temperature, dodaje sie przy ciaglym mieszaniu zawiesine 30-60% weglanu lub wodorotlenku niklu do uzyskania pH 4,5-6,5 korzystnie 5,5, wydzielony osad odfiltrowuje sie i z przesaczu wykrystalizowuje siarczan niklu, natomiast w przypadku, gdy zawartosc miedzi w filtracie glównym wynosi ponad 0,05%, roztwór przed zadaniem kwasem fluorowodorowym doprowadza sie do pH 5,3-5,6 stosowanymi srodkami alkalizujacymi, odfiltrowuje wytracony osad i do filtratu wprowadza sie kwas fluorowodorowy i czynnik alkaliczny, podanym wyzej sposobem. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób oczyszczania siarczanu niklu, zwlaszcza powstajacego w procesie elektrorafinacji miedzi hutniczej, przez usuwanie zanieczyszczen z roztworu siarczanu niklu wylugowanego z surowca goraca woda, znamienny tym, ze wylugowany znanym sposobem roztwór siarczanu niklu zadaje sie 30-60% zawiesina weglanu wodorotlenku wapnia lub niklu do uzyskania pH 3,8-4,5 i nastepnie po podgrzaniu roztworu do temperatury 80-95°C dodaje sie przemiennie czynnik utleniajacy, zwlaszcza wode utleniona o stezeniu korzystnie 6-8% oraz stosowany srodek alkalizu- jacy. korzystnie w stosunkach molowych 1:2, w ilosci do zmiany barwy mieszaniny z zielonej na brazowa, po czym roztwór odfiltrowuje sie, osad przemywa sie goraca woda, filtrat glówny ogrzewa sie do temperatury 70-90°C i przy zawartosci miedzi nizszej od 0,05%, zadaje kwasem fluorowodorowym, korzystnie o stezeniu 4-6% w ilosci do powstania pierwszego zmetnienia, po czym utrzymujac temperature, dodaje sie przy ciaglym mieszaniu zawiesine 30-60% weglanu lub wodorotlenku niklu do uzyskania pH 4,5-6,5 korzystnie 5,5, wydzielony osad odfiltrowuje sie i z przesaczu wykrystalizowuje siarczan niklu, natomiast w przypadku, gdy zawartosc miedzi w filtracie glównym wynosi ponad 0,05%, roztwór przed zadaniem kwasem fluorowodorowym doprowadza sie do pH 5,3-5,6 stosowanymi srodkami alkalizujacymi, odfiltrowuje wytracony osad i do filtratu wprowadza sie kwas fluorowodorowy i czynnik alkaliczny, podanym wyzej sposobem. PL