RU2033480C1 - Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating - Google Patents

Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating Download PDF

Info

Publication number
RU2033480C1
RU2033480C1 SU5037115A RU2033480C1 RU 2033480 C1 RU2033480 C1 RU 2033480C1 SU 5037115 A SU5037115 A SU 5037115A RU 2033480 C1 RU2033480 C1 RU 2033480C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
sections
solution
sulfate
section
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.М. Акопян
А.И. Гордеев
С.И. Чижанова
Т.Е. Милова
Н.М. Караваев
Original Assignee
Государственное предприятие ОКБ "Искра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие ОКБ "Искра" filed Critical Государственное предприятие ОКБ "Искра"
Priority to SU5037115 priority Critical patent/RU2033480C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2033480C1 publication Critical patent/RU2033480C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: recovery and utilization of spent solutions of electroless and electric nickel plating. SUBSTANCE: concentrated spent solutions are reduced to nickel hydroxide with the use of alkali subsequent electroextraction of nickel at current density Dc=2-6 A/dm2, DA=3-9 A/dm2, temperature of 20 to 60 C, pH = 4-5 in cathode sections, pH = 1-2 in anode section, pH = 8-9 in middle sections with hydroxide in an installation with titanium cathodes and lead anode. The installation is divided into five sections by means of canvas or chlorine diaphragms, two extreme sections are filled with a solution of nickel sulfate at a concentration of 250 g/l, boric acid - 25 g/l, sodium sulfate - 150 g/l, two-sections - with a solution of nickel sulfate - 250 g/l, boric acid - 25 g/l, sodiumsulfate - 150 g/l with excess nickel hydroxide sediment on the section bottom, central section - with a solution of nickel sulfate at a concentration of 250 f/l, boric acid - 25 g/l, sodium sulfate - 150 g/l, sulfuric acid. EFFECT: facilitated procedure. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к регенерации и утилизации отработанных растворов химического и электрохимического никелирования. The invention relates to the regeneration and disposal of spent solutions of chemical and electrochemical nickel plating.

Проблема регенерации никеля из указанных растворов в форме товарного металла до сих пор полностью не решена, поэтому эти растворы обычно подвергают реагентной обработке с целью их обезвреживания и выделения никеля в осадок в виде различных соединений. The problem of nickel regeneration from these solutions in the form of a commodity metal has not yet been completely solved; therefore, these solutions are usually subjected to reagent treatment in order to neutralize them and precipitate nickel in the form of various compounds.

Наибольшее применение в настоящее время получил метод обезвреживания никельсодержащих растворов путем осаждения из них никеля в форме гидроокиси (патент США N 4789484, кл. С 02 F 1/72, опублик. 06.12.88). Currently, the greatest use has been made of the method of neutralizing nickel-containing solutions by precipitation of nickel from them in the form of hydroxide (US patent N 4789484, CL 02 F 1/72, published. 06.12.88).

Недостатками способа являются необходимость захоронения гидроокиси, невозможность повторного использования никеля. The disadvantages of the method are the need for the disposal of hydroxide, the inability to reuse nickel.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ извлечения никеля из сернокислых растворов с концентрацией 0,001-1,0 г/л никеля в электролизе с катионообменной мембраной при циркуляции исходного раствора через катодную камеру со скоростью 1-20 м3/ч, с анодной камерой, заполненной раствором серной кислоты и сернокислой соли щелочного металла в молярном соотношении (1,5-6,0):1 при плотности тока 500-2500 А/м2 [1]
При использовании указанного способа очистке подвергают лишь слабо концентрированные стоки, перед очисткой концентрированных стоков необходимы дозирующие устройства или усреднители для разбавления электролитов до концентрации 0,001-1,0 г/л. При электролизе вышеуказанным способом применяют дефицитные материалы: катионообменная мембрана МК-40, для анода платинированный титан, для катода мтилон (углеграфитовый волокнистый материал).
The closest in technical essence to the invention is a method for the extraction of nickel from sulfuric acid solutions with a concentration of 0.001-1.0 g / l of nickel in electrolysis with a cation exchange membrane when the initial solution is circulated through the cathode chamber at a speed of 1-20 m 3 / h, with an anode chamber filled with a solution of sulfuric acid and sulfate salt of an alkali metal in a molar ratio (1.5-6.0): 1 at a current density of 500-2500 A / m 2 [1]
When using this method, only weakly concentrated effluents are subjected to cleaning; before cleaning the concentrated effluents, dosing devices or averagers are required to dilute the electrolytes to a concentration of 0.001-1.0 g / l. During electrolysis, the above method uses scarce materials: MK-40 cation exchange membrane, platinum titanium for the anode, mtilon (carbon-graphite fibrous material) for the cathode.

Цель изобретения извлечение никеля из концентрированных растворов в виде товарного металла. The purpose of the invention is the extraction of Nickel from concentrated solutions in the form of a commodity metal.

Это достигается предварительным переводом никеля в гидроокись с помощью щелочи NаОН или КОН с последующей его электроэкстракцией с использованием в процессе электролиза титановых катодов и свинцовых анодов, причем в качестве диафрагм используют брезент или хлорин. Процесс осаждения никеля происходит при стабильной работе свинцового анода и постоянстве концентрации никеля и кислотности раствора. This is achieved by first converting nickel to hydroxide using an alkali of NaOH or KOH, followed by electroextraction using titanium cathodes and lead anodes during electrolysis, with tarpaulin or chlorine being used as diaphragms. The process of nickel deposition occurs when the lead anode is stable and the nickel concentration and acidity of the solution are constant.

На чертеже изображена установка, с помощью которой осуществляется способ извлечения никеля из отработанных растворов. The drawing shows the installation with which the method of extraction of Nickel from spent solutions.

Установка представляет собой прямоугольную ванну с кислотостойкой футеровкой, которая разделена с помощью диафрагм 1 на секцию 2, залитую раствором никеля сернокислого NiSO4, борной кислоты Н3ВО3, натрия сернокислого Na2SO4; секцию 3, залитую раствором, аналогичным секции 2, и с загруженным осадком гидроокиси никеля Ni(OH)24 на дне секции; секцию 5, залитую раствором, аналогичным секции 2, и серной кислотой Н2SO4. В установку загружают свинцовые аноды 6 и титановые катоды 7.The installation is a rectangular bath with an acid-resistant lining, which is divided by diaphragms 1 into section 2, filled with a solution of nickel sulfate NiSO 4 , boric acid H 3 BO 3 , sodium sulfate Na 2 SO 4 ; section 3, filled with a solution similar to section 2, and loaded with a precipitate of Nickel hydroxide Ni (OH) 2 4 at the bottom of the section; section 5, filled with a solution similar to section 2, and sulfuric acid H 2 SO 4 . Lead anodes 6 and titanium cathodes 7 are loaded into the installation.

Способ извлечения никеля из отработанных концентрированных растворов химического и электрохимического никелирования осуществляют следующим образом. The method of extraction of Nickel from spent concentrated solutions of chemical and electrochemical nickel plating is as follows.

Все секции на 1/3 объема заливают раствором, содержащим, г/л: NiSO4250, H3CO3 25, Na2SO4 150. В секции 3 добавляют осадок Ni(OH)2 и деионизованную воду, рН в секции должна быть 8-9. В секции 2 добавляют вышеуказанный раствор, состоящий из никеля сернокислого, борной кислоты, сернокислого натрия, рН в секции должна быть 4-5. В секцию 5 добавляют серную кислоту, рН в секции должна быть 1-2.All sections per 1/3 of the volume are poured with a solution containing, g / l: NiSO 4 250, H 3 CO 3 25, Na 2 SO 4 150. In section 3, precipitate Ni (OH) 2 and deionized water are added, the pH in the section should be 8-9. In section 2 add the above solution, consisting of Nickel sulfate, boric acid, sodium sulfate, the pH in the section should be 4-5. Sulfuric acid is added to section 5, the pH in the section should be 1-2.

Уровень растворов в секциях должен быть ≈ 2/3 объема. The level of solutions in the sections should be ≈ 2/3 of the volume.

На катодные и анодные штанги укрепляют соответственно титановые катоды 7 и свинцовый анод 6. On the cathode and anode rods, respectively, titanium cathodes 7 and a lead anode 6 are strengthened.

В секцию 3 периодически, по мере растворения, загружают осадок гидроокиси никеля, избыток которого постоянно должен находиться на дне. In section 3, periodically, as it dissolves, a precipitate of nickel hydroxide is loaded, the excess of which must constantly be at the bottom.

Рабочие режимы извлечения никеля:
Плотность тока Dк=2-6 А/дм2; DА=3-9 А/дм2; Т=20-60оС, рН (секция 3)=8-9, рН (секция 2)=4-5, рН (секция 5)=1-2.
Nickel recovery operating modes:
The current density D to = 2-6 A / DM 2 ; D A = 3-9 A / dm 2 ; T = 20-60 ° C, pH (section 3) = 8-9 pH (section 2) = 5.4, the pH (section 5) = 1.2.

Высокая температура поддерживается за счет джоулевого тепла и регулируется межэлектродным расстоянием. High temperature is maintained due to Joule heat and is regulated by the interelectrode distance.

При подключении электродов к источнику постоянного тока на титановых катодах протекают два процесса:
Ni+2+2

Figure 00000001
__→ Ni
2H++2
Figure 00000002
__→ H2
Свинцовый анод 6, находясь в кислой среде, работает стабильно. За счет анодного процесса (2H2O-4
Figure 00000003
__→ O2+4H+ образуются ионы водорода, которые за счет электрического поля мигрируют через диафрагмы 1 в секцию 3 и взаимодействуют с находящейся здесь гидроокисью никеля 4.Ni(OH)2+2H+__→ Ni+2+H2O. Образующиеся ионы никеля мигрируют через диафрагму 1 в секцию 2, поддерживая там постоянную концентрацию никеля. Для поддержания гидроокиси никеля во взвешенном состоянии в секции 3 проводят перемешивание (барботаж сжатым воздухом).When electrodes are connected to a direct current source, two processes occur on titanium cathodes:
Ni +2 +2
Figure 00000001
__ → Ni
2H + +2
Figure 00000002
__ → H 2
Lead anode 6, being in an acidic environment, works stably. Due to the anode process (2H 2 O-4
Figure 00000003
__ → O 2 + 4H + hydrogen ions are formed which migrate through the diaphragm 1 to section 3 due to the electric field and interact with the nickel hydroxide 4.Ni (OH) 2 + 2H + __ → Ni +2 + H 2 O located here. The resulting nickel ions migrate through the diaphragm 1 to section 2, maintaining a constant concentration of nickel there. To maintain the nickel hydroxide in suspension, section 3 is mixed (sparging with compressed air).

Итак, в предложенном способе легко и просто устраняются препятствия по пути практического внедрения электроэкстракции никеля из концентрированных растворов. So, in the proposed method, obstacles to the practical implementation of the electroextraction of nickel from concentrated solutions are easily and simply eliminated.

Действительно, в катодной зоне сохраняется постоянство концентрации ионов никеля, так как разряд ионов никеля на катоде компенсируется их доставкой из секции 3. Одновременно здесь поддерживается постоянная кислотность (рН), так как образующаяся на аноде 6 кислота расходуется на растворение гидроокиси никеля 4 и потому не попадает в катодную зону. И, наконец, свинцовый анод 6, находясь в кислой среде, надежно пассивируется и стабильно работает. Indeed, the concentration of nickel ions remains constant in the cathode zone, since the discharge of nickel ions at the cathode is compensated by their delivery from section 3. At the same time, constant acidity (pH) is maintained here, since the acid formed on the anode 6 is consumed to dissolve nickel hydroxide 4 and therefore gets into the cathode zone. And finally, the lead anode 6, being in an acidic environment, is reliably passivated and stably works.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Из приведенных данных видно, что в течение длительного электролиза выделение никеля происходит с высоким выходом по току. Кислотность электролита со временем уменьшается, что объясняется подщелачиванием католита за счет выделения на катоде водорода. Поэтому через 30-40 ч электролиза электролит корректируют по рН добавкой Н2SO4 (в нашем случае корректировка рН была произведена после 40 ч работы ванны). Как видно из таблицы, масса свинцового анода 6 на протяжении всего процесса сохраняется неизменной, что свидетельствует о стабильности анодного процесса.It can be seen from the above data that during a long electrolysis, nickel is released with a high current efficiency. The acidity of the electrolyte decreases with time, due to the alkalization of catholyte due to the release of hydrogen at the cathode. Therefore, after 30-40 hours of electrolysis, the electrolyte is adjusted for pH by the addition of H 2 SO 4 (in our case, the pH was adjusted after 40 hours of bath operation). As can be seen from the table, the mass of the lead anode 6 throughout the whole process remains unchanged, which indicates the stability of the anode process.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа состоят в исключительной простоте и доступности для использования его на любом предприятии, имеющем никельсодержащие растворы. Происходит непрерывный процесс получения компактного, чистого от примесей никеля, пригодного для повторного использования, например, в качестве растворимых анодов в ванне никелирования. Реагенты используются в незначительных количествах только для приготовления анолита, католита. Кроме того, данный способ исключает ущерб, наносимый окружающей среде. Technical appraisal and economic advantages of the proposed method consist in exceptional simplicity and accessibility for use in any enterprise having nickel-containing solutions. There is a continuous process of producing compact, nickel-free impurities suitable for reuse, for example, as soluble anodes in a nickel bath. Reagents are used in small quantities only for the preparation of anolyte, catholyte. In addition, this method eliminates damage to the environment.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ ХИМИЧЕСКОГО И ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ, включающий электрохимическое осаждение никеля в электролизере, разделенном диафрагмами на катодное и анодное пространства, отличающийся тем, что, с целью обеспечения извлечения никеля из концентрированных растворов в виде товарного металла, предварительно осуществляют перевод никеля из растворов в гидроксид, а электроосаждение ведут при плотности тока Dк 2 oC 6 А/дм2, Dа 3 oC 9 А/дм2, температуре 20 60oС при постоянстве концентрации никеля и кислотности раствора в электролизере с титановыми катодами и свинцовым анодом, разделенном брезентовыми или хлориновыми диафрагмами на пять секций, при этом две крайние секции заполняют раствором сернокислого никеля с концентрацией 250 г/л, борной кислоты 25 г/л, сернокислого натрия 150 г/л, при поддержании рН раствора в этих секциях 4 5, две секции раствором сернокислого никеля с концентрацией 250 г/л, борной кислоты 25 г/л, сернокислого натрия 150 г/л, с избытком осадка гидроксида никеля на дне секции, рН секций 8 9, а центральную раствором сернокислого никеля с концентрацией 250 г/л, борной кислоты 25 г/л, сернокислого натрия 150 г/л, серной кислотой при поддержании рН раствора в этой секции 1 2.METHOD FOR REMOVING NICKEL FROM WASTE CONCENTRATED SOLUTIONS OF CHEMICAL AND GALVANIC NICKELING, including electrochemical deposition of nickel in an electrolyzer divided by diaphragms on the cathode and anode spaces, characterized in that, in order to ensure the extraction of nickel from the nickel solution from concentrated solutions, nickel is converted into nickel metal solutions in hydroxide, and electrodeposition is carried out at a current density of D to 2 o C 6 A / dm 2 , D a 3 o C 9 A / dm 2 , a temperature of 20 60 o C at a constant end nickel nitration and acidity of the solution in an electrolyzer with titanium cathodes and a lead anode, divided by tarpaulin or chlorine diaphragms into five sections, while the two extreme sections are filled with a solution of nickel sulfate with a concentration of 250 g / l, boric acid 25 g / l, sodium sulfate 150 g / l, while maintaining the pH of the solution in these sections 4-5, two sections with a solution of nickel sulfate with a concentration of 250 g / l, boric acid 25 g / l, sodium sulfate 150 g / l, with an excess of nickel hydroxide precipitate at the bottom of the section, pH of the sections 8 9, and the central race thief nickel sulfate at a concentration of 250 g / l, boric acid 25g / l, sodium sulfate 150 g / l of sulfuric acid while maintaining the pH of the solution in this section February 1.
SU5037115 1992-04-02 1992-04-02 Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating RU2033480C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037115 RU2033480C1 (en) 1992-04-02 1992-04-02 Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037115 RU2033480C1 (en) 1992-04-02 1992-04-02 Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2033480C1 true RU2033480C1 (en) 1995-04-20

Family

ID=21601759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5037115 RU2033480C1 (en) 1992-04-02 1992-04-02 Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2033480C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481421C2 (en) * 2011-07-28 2013-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of recycling spent solution from chemical nickel plating

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1395588, кл. C 02F 1/46, 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481421C2 (en) * 2011-07-28 2013-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of recycling spent solution from chemical nickel plating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK166735B1 (en) PROCEDURE FOR ELECTROLYTIC RECOVERY OF LEAD FROM LEAD WASTE
US5785833A (en) Process for removing iron from tin-plating electrolytes
RU2004102511A (en) ELECTROLYSIS CELL FOR COMPLETING THE CONCENTRATION OF METAL IONS IN ELECTRODEPOSITION METHODS
EP0253783B1 (en) Process for refining gold and apparatus employed therefor
Watson et al. The role of chromium II and VI in the electrodeposition of chromium nickel alloys from trivalent chromium—amide electrolytes
US1945107A (en) Method of making ductile electrolytic iron
RU2020192C1 (en) Method of gold refining
RU2033480C1 (en) Method of nickel extraction from spent concentrated solutions of electroless and electric nickel plating
US2830941A (en) mehltretter
EP1487747B1 (en) Use of an electrolyte composition for electrolysis of brine, method for electrolysis of brine, and for preparation of sodium hydroxide
US4734175A (en) Process for regenerating an electroless copper plating bath
Walsh et al. The electrolytic removal of gold from spent electroplating liquors
JP3265495B2 (en) Method for producing nickel hypophosphite
US3424659A (en) Electrolytic reduction process using silicic acid coated membrane
US20020134689A1 (en) Continuous electrochemical process for preparation of zinc powder
US3705090A (en) Novel electrolytic cell and method for producing chlorine and metal hydroxides
US3904497A (en) Process for electrolytic recovery of metallic gallium
JP5344278B2 (en) Indium metal production method and apparatus
US6569310B2 (en) Electrochemical process for preparation of zinc powder
US4310395A (en) Process for electrolytic recovery of nickel from solution
JPS5985879A (en) Electric refinement
JPS63277781A (en) Electrolytic reduction of aliphatic nitro compound
US4276134A (en) Method for removing chlorate from caustic solutions with electrolytic iron
RU2709305C1 (en) Regeneration of hydrochloric copper-chloride solution of copper etching by membrane electrolytic cells
SU1254061A1 (en) Method of producing chlorine