способ восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля

Формула изобретения

Способ восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля, включающий загрузку никельсодержащего отхода в раствор серной кислоты и его электролитическое растворение, отличающийся тем, что в качестве никельсодержащего отхода используют лом и обрезь катодного никеля, которые предварительно измельчают до 5-20 мм, электролитически растворяют насыпным слоем под действием электрического переменного тока плотностью 2500-20000 А/м ² при концентрации серной кислоты 130-200 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу электролитического рафинирования чернового никеля.

Известен способ восполнения дефицита никеля, возникающего при электролитическом рафинировании никеля, с помощью автоклавного растворения части сульфидного никелевого концентрата при высоких давлении и температуре в серной кислоте с очисткой полученного раствора от примесей [Хейфец В.Л., Грань Т.В. Электролиз никеля, Москва, «Металлургия», 1975, с.277].

Недостатком способа является дорогостоящее оборудование, высокий расход электрической и тепловой энергии.

Наиболее близким техническим решением восполнения дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля является способ электролитического растворения анодного скрапа чернового никеля в растворе серной кислоты 100-120 г/л под действием постоянного тока с очисткой электролита от примесей [Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии, Москва, «Металлургия», 1977, с.201].

Недостатком способа является низкая скорость растворения скрапа чернового никеля, обусловленная его пассивацией в растворе серной кислоты при плотности тока более 1700 А/м².

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение скорости процесса получения дополнительных объемов раствора, используемого для электрорафинирования никеля.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что восполнение дефицита никеля в процессе электролитического рафинирования никеля включает загрузку никельсодержащего отхода в раствор серной кислоты и его электролитическое растворение, где в качестве никельсодержащего отхода используют лом и обрезь катодного никеля, которые предварительно измельчают до 5-20 мм и электролитически растворяют насыпным слоем под действием переменного электрического тока плотностью 2500-20000 А/м² при концентрации серной кислоты 130-200 г/л.

При увеличении размера кусков более 20 мм ухудшается контакт растворяемого материала с токоподводом. Измельчение лома и обрези катодного никеля до размера менее 5 мм нарушает гидродинамику процесса, что приводит к высаливанию и снижению скорости растворения.

Снижение плотности тока ниже 2500 А/м² приводит к уменьшению скорости растворения никеля. Увеличение плотности тока более 20000 А/м² является нецелесообразным, так как связано с большим повышением температуры электролита и его сильным испарением.

Уменьшение концентрации серной кислоты менее 130 г/л не позволяет достичь высокой скорости растворения никеля. Повышение концентрации серной кислоты более 200 г/л приводит к образованию ее избытка, что требует ее последующей нейтрализации и усложняет процесс электролитического рафинирования никеля в целом.

Заявляемый способ позволяет интенсифицировать процесс получения никельсодержащего раствора за счет применения экологически чистого активатора - переменного электрического тока.

Пример 1. Лом и обрезь катодного никеля измельчаются до размера 10 мм и электролитически растворяются с получением раствора сульфата никеля под действием переменного тока плотностью 6000 А/м ² с использованием насыпного слоя в растворе серной кислоты 200 г/л.

Средняя скорость растворения никеля при этом составляет 2250 г/м²*час.

Примеры 2-12 выполнены аналогично примеру 1, а режимы процессов и результаты их проведения внесены в таблицу.

Сравнительные результаты растворения никеля по заявляемому способу и прототипу показывают, что применение переменного электрического тока позволяет до 7-8 раз повысить скорость растворения никеля по сравнению со скоростью его растворения под действием постоянного тока. Одновременно с этим процесс может осуществляться при комнатной температуре и при этом использование лома и обрези катодного никеля, являющихся отходами предприятия, сказывается на экономической эффективности процесса.

Таблица
№	Плотность тока, А/м 2		Темпера-тура, °С	Концентрация серной кислоты, г/л	Размер кусков, мм	Скорость растворения, г/м2*час
	Постоянный ток	Переменный ток
Прототип	350*	-	20	100	-	250
	450*	-	40	100	-	300
	1700*	-	60	100	-	1000
1	-	6000	60	200	10	2250
2	-	2500	20	130	10	1180
3	-	2500	60	130	10	1250
4	-	2500	60	170	10	1250
5	-	7500	20	130	10	3200
6	-	7500	60	130	10	3250
7	-	15000	20	150	10	4420
8	-	20000	20	200	10	4650
9	-	20000	60	130	10	7850
10	-	6000	20	200	5	2240
11	-	6000	20	200	20	2200
12	-	6000	20	200	30	1530
*Используется максимально возможная плотность тока до начала пассивации никелевого электрода для указанной температуры