SU1121322A1 - Способ приготовлени раствора дл электролитического рафинировани никел - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЯ с использованием раствора сульфата никел  и анолита, включающий очистку раствора от примесей, осаждение карбоната ниКел  кальцинированной содой, дл  вьюода балластных солей, отличающий с  тем, что, с целью сокращени  расхода электроэнергии и интенсификации электролиза, раствор сульфата никел  смешивают с хлористым кальцием при избытке сульфата никел  в растворе 30-40 г/л, полученшй осадок сульфата кальци  отфильтровывают, маточный раствор хлористого никел  с примесью растворенного сульфата кальци  смепшвают с анолитом, а осаждение карбоната никел  провод т в две стадии, на первой стадии кальцинированную соду ввод т в количестве 60-80% от необходимого на полное осаждение никел , а на второй стадии доосаждают никель и кальций, ввод  остальную кальцинированную соду, и полученные со второй стадии карбонаты никел  и кальци  отфильтровывают, осадок карбонатов раствор ют в серной кислоте и направл ют в оборот на смешение с хлористым кальцием.

Description

э д

9 Изобретение относитс  к металлургии т желых цветных металлов и может быть использовано при электролитичес ком рафинировании чернового никел  с растворимым анодом, При электролитическом f aфиниpoвaнии никел  с растворимым анодом возн кает дефицит никел , и дл  поддержани  его концентрации в растворе на посто нном уровне в анолит ввод т растворимые соли никел . Кроме того, в никелевом электролите накапливаютс  балластные соли, их вывод производитс  путем полного осаждени  никел  кальцинированной содой из час ти этого раствора. Известен способ приготовлени  раствора дл  электролитического рафинирова ни  никел  путем смешени  анолита с рас вором хлористого никел , причем никель получают растворением порошка восста .новленной закиси никел  хлором в водной среде. Ввод хлористого никел  повыша ет электропроводность электролита и снижает расход электроэнергии при электролизе lj, Недостатком этого способа  вл етс  то, что восполнение дефицита нике л  его хлористой солью требует расши рени  произв рдства дорогосто щей восстановленной закиси никел  и стро ительства специальной установки дл  ее растворени  хлором. Поэтому приготовление раствора дл  электролитич кого рафинировани  никел  на основе анолита и хлористого никел  не-осуществл етс . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ приготов- лени  раствора дл  электролитическог рафинировани  никел  с использование раствора сульфата никел  и анолита, включающий очистку раствора от приме сей, осаждение карбоната никел  каль цинированной содой дл  вывода баллас ных солей 2j, . При использовании такого способа приготовлени  раствора дл  электролитического рафинировани  никел  с использованием раствора сульфата никел  и анолита накапливаютс  ионы сульфата в электролите и снижаетс  еро электропроводность по сравнению с хлоридным электролитом, Недостатком этого способа  вл етс  то, что пониженна  электропроводность сульфатного раствора повьш1ает напр жение на электролизной ванне и увеличивает расход электроэнергии. Пониженна  электропроводность раствора при интенсификации электролиза (повьш1ение плотности тока) приводит также к повышению температуры электролита в электролизной ванне и дает повьш1енное испарение электролита с зеркала ванны и ухудшение условий труда персонала, что требует строительства установок охлаждени  электролита . При осаждении карбоната никел  в одну стадию по известному способу весь кальций из никелевого раствора осаждаетс  в карбонат и не выводитс  из процесса, что приводит к гипсованию оборудовани  при вводе солей кальци  в электролит. Целью изобретени   вл етс  сокращение расхода электроэнергии и интенсификаци  электролиза. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу приготовлени  раствора дл  электролитического рафинировани  никел  с использованием раствора сульфата никел  и анолита , включающему очистку раствора от примесей, осаждение карбоната никел  кальцинированной содой дл  вывода балластных солей, раствор сульфата никел  смешивают с хлористым кальцием при избытке сульфата никел  в растворе 30-40 г/л, полученный осадок сульфата кальци  отфильтровывают , маточный раствор хлористого никел  с примесью растворенного сульфата кальци  смешивают с анолитом , а осаждение карбоната никел  провод т в две стадии, на первой стадии кальцинированную соду ввод т в количестве 60-80% от необходимого на полное осаждение никел , а на второй стадии доосаждают никель и кальций, ввод  остальную кальцинированную соду, и полученные со второй стадии карбонаты никел  и кальци  отфильтровывают, осадок карбонатов раствор ют в серной кислоте и направл ют в оборот на смешение с хлористым кальцием. Смешение раствора сульфата никел  с хлористым кальцием при избытке сульфата никел  в растворе 30-4Q г/л обеспечивает низкую растворимость сульфата кальци  при достаточно высоком выходе соли хлористого никел  из раствора сульфата никел  (80%),

Уменьшение концентрации сульфата никел  менее 30 г/л повышает растворимость сульфата кальци  в растворе хлористого никел  и приводит к гипсованию оборудовани . ПовьИиение концентрации никел  более 40 г/л приводит к существенному снижению раство римости гипса, а выход хлористого никел  уменьшаетс .

Установлено, что при обработке никелевых растворов кальцинированной содой сначала осаждаетс  никель, а затем кальций. При 60-80% осаждени  никел  соосаждаетс  менее половины ионов кальци . При осаждении остального никел  осаждаетс  и весь кальций..

Вывод из оборота карбоната никел  и кальци  со второй стадии осаждени  обеспечивает поддержание сульфата кальци  в электролите ниже предела его растворимости и предотвращает гипсование оборудовани  и трубопроводов .

В соответствии с материальным балансом концентраци  ионов хлора в никелевом растворе по предложенному способу возрастает, по сравнению с прототипом с 35-40 до 90-100 г/л, а концентраци  сульфатньгх ионов сиижаетс . При этом электропроводность электролита возрастает, а напр жение на ванне снижаетс  на 20-30%.

Дл  типового производственного сульфатхлоридного никелевого раствора состава, г/л: (никель 60 NaCl 60 (хлор 37); Na2SO 40 при рН 2,2 и 60 С электропроводность соJ

ставл ет величину 0,16 .

Дл  раствора хлористого никел  пр той же концентрации никел  (60 г/л) без электропровод щих добавок электропроводность возрастает до 0,22 смОм (или в 1,38 раза).

Сравнительные данные по напр жекию на ванне при применении хлоридного и сульфатхлоридного электролитов дл  различных плотностей тока приведены в табл. 1.

Данные табл. 1 показывают, что с увеличением плотности тока при электролизе (интенсификации процесса ) в хлоридном электролите напр жение на ванне существенно ниже, чем в сульфатхлоридном. При одной и той же плотности тока напр жение на ванне , а следовательно, и расход электроэнергии в хлоридном электролите в 1,4 раза ниже, чем в сульфатхлоридном (дл  реальных плотностей .тока 250-500 А/м).

Пример 1. Производилось получение растворов хлористого никел  путем подачи хлористого кальци  в растворы сульфата никел  при избытке сульфата никел  О, 10, 20, 30, 40 и 45 г/л. Осадок сульфата кальци  отфильтровывалс  . В растворах определ лась концентраци  ионов кальци  и растворимость сульфата кальци . Результаты опытов приведены в табл. 2,

Приведенные данные показывают, что существенное снижение растворимости гипса достигаетс  только при росте остаточной концентрации сульфата никел  до 30-40 г/л.

Пример 2. Производилось дробное осаждение карбоната никел  из хлоридсульфатного раствора кальцинированной содой с контролем содержани  кальци  в растворе с целью изучени  возможности вывода сульфата кальци  из системы. Результаты опытов приведены в табл. 3.

Из данных табл. 3 следует, что при осаждении из раствора не более 80% никел  в карбонат с ним осаждаетс  менее 50% кальци . Это позвол ет выводить кальций из системы путем проведени  осаждени  карбоната никел  кальцинированной содой из раствора в две стадии. На первой стадии осаждаетс  60-80% никел  в чистый карбонат, который направл етс  на осаждение примесей железа и кобальта из электролита. На второй стадии осаждаетс  весь остаточный никель и кальций в гр зный карбонат. Карбонат никел  со второй стадии осаждени  раствор етс  в серной кислоте и направл етс  в оборот на операцию смешени  сульфатного раствора с хло ристьм кальцием.

При смешении раствора хлористого никел  с концентрацией сульфата кальци  в нем до 3-5 г/л с анолитом и выводе с карбонатом никел  50% сульфата кальци  обеспечиваетс  равновесна  концентраци  сульфата кальци  в никелевом растворе ниже предела его растворимости, что предотвращает гипсование трубопроводов и электролизного оборудовани .

Таблица 1

Claims (1)

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЯ с использованием раствора сульфата никеля и анолита, включающий очистку раствора от примесей, осаждение карбоната никеля кальцинированной содой, для вывода балластных солей, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода электроэнергии и интенсификации электролиза, раствор сульфата никеля смешивают с хлористым кальцием при избытке сульфата никеля в растворе 30-40 г/л, полученный осадок сульфата кальция отфильтровывают, маточный \ раствор хлористого никеля с примесью растворенного сульфата кальция смешивают с анолитом, а осаждение карбоната никеля проводят в две стадии, на первой стадии кальцинированную соду вводят в количестве 60-80% от необходимого на полное осаждение никеля, а на второй стадии доосаждают никель и кальций, вводя остальную кальцинированную соду, и получен- § ные со второй стадии карбонаты нике- L ля и кальция отфильтровывают, осадок Kj карбонатов растворяют в серной кислоте и направляют в оборот на смешение | с хлористым кальцием. . g