SU280858A1 - ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ФАЙНШТЕЙНАИИ I til I ни-It At: ;БИБЛИО"С;':А - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии цветных металлов, в частности, к способам гидроэлектрохимической переработки промпродуктов , получаед1ых из сульфидных медно-никелевых руд.

Известен способ переработки медио-никелевого файнштейна, согласно которому из файнштейна отливают аноды и подвергают их электрохимическому растворению с помощью практически нейтрального водного сульфатного электролита, содержащего до 10 г/л хлор-иона, в двух группах ванн: медных и никелевых.

В этих ваннах одновременно с анодным растворением файиштейна происходит осалсдение , соответственно, катодного никел  и медного порощка. Завешиваемые в ванны аноды заключают в мещки из кислотостойкой токопровод щей ткани, в которых собираетс  анодный шлам, содержащий в основном элементарную серу, металлы платиновой группы, примеси меди и никел , а также примеси некоторых других элементов, находивщихс  в гЬайнштейне, нанример селена, теллура, кобальта . Электролит  вл етс  обшим дл  обеих групп ванн и циркулирует в замкнутом цикле по направлению из катодного нространства никелевых ванн, снабженных диафрагмами, в анодное и далее в медные ванны, откуда его направл ют в очистное отделение и затем возвращают в катодное пространство никелевых.

ванн. Этому пор дку циркул ции электролита соответствует пор док проведени  операций, совокупность которых определ етс  известным способом. В очисттюм отделении из электролита выдел ют примеси железа, меди и кобальта с номошью известных гидрометаллургических нриемов и нолучают очищенный раствор сульфата никел , который в дальнейшем и СЛУЖИТ католитом никелевых ванн. Этот способ позвол ет перерабатывать маломедистый ф йнщтейн , в котором содержание никел  значительно выще, чем меди, с получением катодного никел  хорощего качества.

Основным недостатком известного способа  вл етс  высокое содержание хлора Сдо 10- 13%) и никел  (до 20-40%) в катодном осадке (порошке) медных ванн, что ппивопит к удорожанр1ю его переработки, повышению потерь меди, снижению пр мого извлечени  никел  в катоды, а также к увеличению пасхотта хлора. Этот недостаток становитс  тем значительнее , чем выше содержание меди по отношению к никелю в нерерабатыв емом Л йнштейне . ПОСКОЛЬКУ в этом случае вочпрст ет выход катодного медного осадка. В пе ульт те этого переработка высокомедистого Файнштейна , например с отношеьтием содепж ни  в нем меди к никелю 1 : 1 и выше становитс  неэфЦелью изобретени   вл етс  получение из любого файнштейна катодного медного осадка (порошка) без примесей хлора и с низким содержаиием никел , а в результате этого - повышеиие степени разделени  меди и пикел  и пр мое извлечение этих металлов в индивидуальные продукты. Это достигаетс  тем, что концентрацию хлор-иона в электролите поддерживают в пределах от 40 до 60 г/yi, а аполит никелевых ванн перед подачей в медные ванны подкисл ют серной кислотой, чтобы ее концентраци  в электролите медных ванн иезависимо от состава файнштейна составл ла не ниже 10 г/л. Способ осуществл ют следуюшим образом. Аиоды, отлитые из медно-иикелевого файнштейна и заключенные в мешки из кислотостойкой токопровод щей ткани, например из хлорина, загружают в никелевые ванны. Катоды в виде титановых матриц или никелевой основы помещают в диафрагмы, которые могут быть изготовлены также из хлорина или брезента с добавкой лавсана. Никелевый расгвор , ноступающий из очистного отделени  и практически ие содержащий свободной серной кислоты, непрерывно подаетс  в катодное пространство , проходит через диафрагму и удал етс  из анодного пространства через сливной карман. В результате действи  посто ниого электрического тока на катоде осаждаетс  электролитный никель, а на аноде происходит электрохимическое растворение содерл аш;ихс  в файнштейне металлов (меди, никел , кобальта, железа) и образование элементарной серы, котора  вместе с драгоценными металлами и составл ет основную массу анодного шлама, накапливающегос  в мешках. Анолиг, содержащий медь, никель, кобальт и железо, послеподкислени  серной кислотой непрерывно поступает в медные ванны, где анодами служит также файнштейн, а в качестве катодов используетс  медна  основа. В медных ваннах, на аноде, заключенном в мещке , происходит такой же, как и в никелевых. электрохимический процесс растворени  ме- 45 таллов в кислом электролите и образование анодного шлама, однако перешедша  здесь в раствор медь вместе с той, котора  накопилась в анолите никелевых ванн, тут же осаждаетс  на катоде в виде медного порошка. Электролит из медных ванн непрерывно удал етс  и поступает в очистное отделение, где известными способами осуществл ют осаждение примесей и получение кобальтового концентрата . В результате очистки получаетс  55 практически нейтральный никелевый раствор с рН около 3-4, который и направл етс  в катодное пространство никелевых ванн, где цикл циркул ции электролита замыкаетс . Наличие в электролите 40-60 г/л хлор-иона 60 обеспечивает получение медного порошка, не содержащего хлора, поскольку образующа с  40 50 ион в указанных концентраци х снособствует повышению анодного и катодного выходов но току и снижению напр жени  (уменьшению расхода электроэнергии) на медных и никелевых ваннах, а также, позвол ет примен ть освоенные промышлеиностью хлорные способы выделени  кобальта из никелевых растворов , в чем и выражаетс  совокупный полол ительиый эффект от осуществлеии  способа в сульфат-хлоридиом электролите указанного состава. Дополнительна  оиерацн  подкислеии  электролита серной кислотой перед его подачей в медные ванны в основном обеспечивает снижение содержани  никел  в медном порошке до 1,0-2,5%, поскольку разр д ионоз никел  на катоде медных ваип при работе на подкислеииом электролите становитс  затруднительным . Расход этой кислоты зависит от состава файнштейна, точнее - от соотношени  в нем содержани  меди и иикел . При переработке анодов с более высоким по отношению к никелю содержанием меди требуетс  меньше серной кислоты, поскольку в этом случае анолит никелевых ванн характеризуетс  более высокой концеитрацией меди, при осаждении которой на катоде в медных ваннах выдел етс , соответственно, большее количество кислоты, и к тому же, расход кислоты , св занный с переходом иикел  в раствор при электрохимическом растворении анодов в медных ваннах, в случае высокомедистого файнштейиа, снижаетс . Кроме того, необходимый расход кислоты может в некоторой степени измен тьс  в зависимости от различи  величин катодного и анодного выходов по току в обеих группах ванн. В силу указанных выше причин расход серной кислоты на подкисление анолита никелевых ванн перед его подачей в медные ванны согласуют с кислотностью электролита в медных ваннах и устанавливают его таким, чтобы кислотность всегда была не 10 г/л, так как именно этим количеством и обеспечиваетс  снижение содержани  никел  в медном порошке. Медный порошок, кобальтовый концентрат и анодный шлам могут быть переработаны известными способами с получением марочных сортов меди и кобальта, элементарной серы и концентрата драгоценных металлов. При лабораторной проверке способа на примере переработки файнштейна с содержанием (в %): меди 50; никел  25; серы 22; железа 2,5 и кобальта 0,7 - были получены следующие результаты. В никелевых ваннах при кат одной и анодной плотност х тока, равных, соответственно, 230 и 290 а/м, температуре электролита около 60°С и иепрерывиой подаче в катодное пространство очищенного от примесей электролита с концентрацией никел  51-56 г/л получен катодный никель хорошего

1,7. В анолите концентраци  меди составл ла 11 - 17 и серной кислоты - 5-6 г 1л.

При повышении концентрации хлор-иона в электролите от 40 до 60 г1л нанр жение на ванне уменьшалось с 4,65 до 4,14 в, а расход электроэнергии снижалс  с 4820 до 4030 квт-ч/т катодного никел . Анод раствор лс  равномерно. Выход анодного шлама (в составе которого было элементарной серы 66-71; меди 10-11; никел  около 2,0%) составил 25-26% от веса растворимой части анода , при этом убыль веса анода равн лась 1,44-1,45 г/а-ч.

В медных ваннах нри плотности тока около 670 а/.«2 получали медный порошок, содержаШ .ИЙ менее 2,5% никел  и легко спадаюший с поверхности катода. Выход щий из ванны электролит содержал 0,5-0,7 г/л меди, а его кислотность поддерживалась не ниже 10 г/л. Анод раствор лс  равномерно, и выход анод-ного шлама, содержавшего (в %): элементарной серы 92-94; меди 3,2-9,6; никел  1,0, составил от 20 до 22% от убыли веса анода.

Среднее напр жение на ванне устанавливалось в пределах от 3,37 до 3,43 s.

Предмет изобретени 

Электрохимический способ переработки медно-никелевого файнштейна, отлитого в анодь, в двух группах электролизных ванн - медной и никелевой - с применением водного сульфатного хлорсодержашего электролита, циркулируюш;его в замкн том цикле по схеме: католит никелевых ванн-анолит -никелевых ванн-медпые ванны-очистное отделение-католит никелевых ванн, отличающийс  тем, что,

с целью повышени  степени разделени  и извлечени  металлов при снижении затрат на получение продукции, концентрацию хлор-иона в электролите поддерживают в пределах от 40 до 60 г/л, а анолит никелевых ванн перед

подачей в медные ванны подкисл ют серной кислотой, чтобы ее концентраци  в электролите медных ванн независимо от состава файнштейиа составл ла не ниже 10 г/л.