Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу электролитического рафинирования чернового никеля. В цветной металлургии при производстве никеля известны способы электролитического рафинирования чернового никеля. Известен способ электролитического рафинирования чернового никеля [Поздняков В.Я. Интенсификация процессов и усовершенствование технологии производства никеля и кобальта на комбинате "Североникель", Москва, 1968, с. 85] включающий электролиз с растворимыми анодами, очистку электролита от примесей, в котором дефицит никеля восполняется путем электрохимического растворения анодного скрапа чернового никеля в ваннах растворения. Но этот способ требует значительных энергетических затрат и ухудшает условия труда. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to a method for electrolytic refining of rough nickel. In non-ferrous metallurgy in the production of nickel, electrolytic refining methods for rough nickel are known. A known method of electrolytic refining of rough nickel [Pozdnyakov V.Ya. Intensification of processes and improvement of technology for the production of nickel and cobalt at the Severonickel plant, Moscow, 1968, p. 85] including electrolysis with soluble anodes, purification of the electrolyte from impurities, in which the nickel deficiency is compensated by electrochemical dissolution of the anode scrap of rough nickel in dissolution baths. But this method requires significant energy costs and worsens working conditions.
Наиболее близким техническим решением является способ электролитического рафинирования чернового никеля [Баймаков Ю. В. , Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии, Москва, "Металлургия" 1977, с. 201], в котором дефицит никеля восполняется путем растворения сульфидного никелевого концентрата в автоклавах при высоких давлении и температуре в серной кислоте, а очистка электролита от примесей никеля и кобальта производится раздельно гидролитическим способом, причем каждая операция проводится в одну стадию. The closest technical solution is the method of electrolytic refining of rough nickel [Baymakov Yu. V., Zhurin A.I. Electrolysis in hydrometallurgy, Moscow, Metallurgy 1977, p. 201], in which the nickel deficiency is compensated by dissolving nickel sulfide concentrate in autoclaves at high pressure and temperature in sulfuric acid, and the electrolyte is purified from nickel and cobalt impurities separately by a hydrolytic method, and each operation is carried out in one stage.
Однако известный способ имеет следующие недостатки. В процессе гидролитической очистки от примесей, проводимой в одну стадию на операциях очистки от железа и кобальта, происходит соосаждение, соответственно, карбоната никеля и гидроокиси кобальта. При очистке электролита, содержащего 70 г/л никеля и 1 г/л железа, до содержания последнего 0.01 г/л, в одну стадию соотношение никеля к железу в первичном железистом кеке достигает величины 0.8:1. Аналогично и при очистке от кобальта первичный кобальтовый кек содержит соосажденную гидроокись никеля и соотношение никеля к кобальту в данном кеке достигает 1.3: 1. Это приводит к повышенному расходу соды и хлора и делает необходимыми операции репульпации железистого и кобальтового кека в кислых растворах для возврата соосажденного никеля. Операции репульпации проводятся путем обработки кеков кислыми растворами. В процессе рафинирования никелевых анодов создается дефицит никеля, определяемый в основном содержанием железа и кобальта в анодах, который покрывается растворением сульфидного никелевого концентрата в автоклаве. Данная операция требует большого расхода тепловой энергии в виде пара, сжатого воздуха, электроэнергии и требует сложного, дорогостоящего аппаратурного оформления. Указанные выше недостатки наиболее сильно проявляются при рафинировании анодов, полученных с использованием вторичных никель-кобальтовых ломов, содержащих дополнительные количества кобальта и железа. However, the known method has the following disadvantages. In the process of hydrolytic purification from impurities, carried out in one stage in the operations of purification from iron and cobalt, coprecipitation, respectively, of nickel carbonate and cobalt hydroxide occurs. When cleaning an electrolyte containing 70 g / l of nickel and 1 g / l of iron to a content of the latter of 0.01 g / l in one stage, the ratio of nickel to iron in the primary glandular cake reaches 0.8: 1. Similarly, when cleaning cobalt, primary cobalt cake contains coprecipitated nickel hydroxide and the ratio of nickel to cobalt in this cake reaches 1.3: 1. This leads to an increased consumption of soda and chlorine and makes it necessary to repulse the ferrous and cobalt cake in acidic solutions to return the coprecipitated nickel . Repulpation operations are carried out by treating the cakes with acidic solutions. In the process of refining nickel anodes, a deficiency of nickel is created, which is determined mainly by the content of iron and cobalt in the anodes, which is covered by the dissolution of sulfide nickel concentrate in an autoclave. This operation requires a large consumption of thermal energy in the form of steam, compressed air, electricity and requires complex, expensive hardware design. The above disadvantages are most pronounced when refining anodes obtained using secondary nickel-cobalt scrap containing additional amounts of cobalt and iron.
Настоящее изобретение направлено на снижение энергетических и материальных затрат при электролитическом рафинировании никелевых анодов при вовлечении в переработку более дешевых, чем первичное сырье, для производства никелевых анодов вторичных материалов, содержащих никель. The present invention is aimed at reducing energy and material costs during electrolytic refining of nickel anodes by involving cheaper than primary raw materials for the production of nickel anodes of secondary materials containing nickel.
Поставленная задача достигается тем, что дефицит никеля восполняется растворением лома, содержащего никель, кобальт и другие металлы в хлоридном растворе, с использованием кислот и окислителей, а очистка полученных растворов от железа, хрома и т. д. осуществляется в процессе репульпации первичного железистого кека, производимого при очистке сульфатно-хлоридного электролита. The problem is achieved in that the nickel deficiency is compensated for by dissolving scrap containing nickel, cobalt and other metals in a chloride solution, using acids and oxidizing agents, and the cleaning of the resulting solutions from iron, chromium, etc. is carried out in the process of repulping the primary iron cake, produced during purification of sulfate-chloride electrolyte.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что дефицит никеля, возникающий в процессе электролитического рафинирования чернового никеля восполняется путем химического растворения вторичных никельсодержащих материалов, например, ломов, обработкой их хлоридными растворами, содержащими трехвалентное железо и/или двухвалентную медь. Полученный в результате растворения вторичных материалов раствор, содержащий никель, кобальт, железо и др. металлы направляется на передел репульпации железистого кека. Операция очистки от железа осуществляется путем обработки данным раствором первичного железистого кека, полученного при очистке никелевого электролита от примесей и содержащего гидроокись и/или карбонат никеля. Процесс ведется при активном перемешивании воздухом. The essence of the proposed solution lies in the fact that the nickel deficiency arising in the process of electrolytic refinement of rough nickel is filled by chemical dissolution of secondary nickel-containing materials, for example scrap, by treating them with chloride solutions containing ferric iron and / or divalent copper. The solution resulting from the dissolution of secondary materials containing nickel, cobalt, iron and other metals is sent to the redistribution of glandular cake repulpation. The operation for cleaning iron is carried out by treating with this solution a primary glandular cake obtained by purifying nickel electrolyte from impurities and containing nickel hydroxide and / or carbonate. The process is carried out with active stirring with air.
Так как в процессе растворения вторичных материалов трехвалентное железо становится двухвалентным, то для перевода двухвалентного железа и/или одновалентной меди, соответственно, в трех- и двухвалентное состояние часть раствора обрабатывается кислотой и окислителем, например хлором, для дальнейшего использования в процессе растворения вторичных материалов. Раствор после операции очистки от железа направляется в электролит, где происходит его очистка от меди и кобальта обычным способом, а также более глубокая очистка от железа и других примесей или на операцию специальной очистки от кобальта. Since ferric iron becomes divalent in the process of dissolution of secondary materials, to transfer ferrous and / or monovalent copper, respectively, to a trivalent and divalent state, part of the solution is treated with an acid and an oxidizing agent, such as chlorine, for further use in the process of dissolving secondary materials. The solution after the cleaning operation from iron is sent to the electrolyte, where it is purified from copper and cobalt in the usual way, as well as a deeper cleaning from iron and other impurities or to a special cleaning operation from cobalt.
Совокупность предлагаемых признаков изобретения обеспечивает достижение требуемого технического результата, т.е. достигается значительная экономия материальных энергетических ресурсов. The combination of the proposed features of the invention ensures the achievement of the desired technical result, i.e. Significant savings in material energy resources are achieved.
Пример 1. По заявляемому изобретению по традиционной технологии рафинируется 10 000 т никелевых анодов, содержащих 90% никеля (9000 т), 2% кобальта (200 т) и 3% железа (300 т). При рафинировании анодов создается дефицит никеля в 500 т, который покрывается растворением вторичных материалов 1 000 т никель-кобальтовых ломов с получением в растворе 500 т никеля, 100 т кобальта и 300 т железа. В процессе гидролитической очистки от железа образуется первичный железистый кек, содержащий 300 т железа и 240 т соосажденного никеля. В процессе очистки от кобальта будет получен кобальтовый кек, содержащий 200 т кобальта и 200 т соосажденного никеля. В процессе обработки раствора, полученного растворением вторичных материалов, первичным кеком осаждается 227 т железа, и только для оставшихся в растворе 73 т железа понадобится дополнительный расход соды. Таким образом, по заявляемому способу основное количество железа, находящегося во вторичных материалах, осаждается без использования соды. Очистка от кобальта хлоридных растворов от выщелачивания вторичных материалов проводится экстракционным способом, экстракцией третичными аминами. Хлор и сода непосредственно на данную операцию не используются. Example 1. According to the claimed invention by traditional technology, 10,000 tons of nickel anodes are refined, containing 90% nickel (9000 tons), 2% cobalt (200 tons) and 3% iron (300 tons). When refining anodes, a deficit of nickel of 500 tons is created, which is covered by dissolving secondary materials of 1,000 tons of nickel-cobalt scrap to obtain 500 tons of nickel, 100 tons of cobalt and 300 tons of iron in the solution. In the process of hydrolytic purification from iron, a primary glandular cake is formed containing 300 tons of iron and 240 tons of coprecipitated nickel. In the process of cobalt removal, cobalt cake containing 200 tons of cobalt and 200 tons of coprecipitated nickel will be obtained. During the processing of the solution obtained by dissolving the secondary materials, 227 tons of iron are deposited with the primary cake, and only for the remaining 73 tons of iron in the solution will an additional consumption of soda be required. Thus, according to the claimed method, the bulk of the iron in the secondary materials is precipitated without the use of soda. Purification of cobalt chloride solutions from leaching of secondary materials is carried out by the extraction method, by extraction with tertiary amines. Chlorine and soda are not used directly for this operation.
Пример 2. Перерабатывается то же сырье, что и в примере 1. Операции восполнения дефицита никеля и очистки от железа проводятся аналогичным образом. Очистка раствора выщелачивания от кобальта производится путем обработки первичного кобальтового кека, полученного при гидролитической очистке электролита от кобальта. Осаждение кобальта производится избытком гидроокиси трехвалентного никеля, находящегося в первичном кобальтовом кеке. Данная операция также не требует дополнительного расхода соды и хлора. Example 2. The same raw materials are processed as in example 1. The operations of replenishing the deficit of nickel and purification of iron are carried out in a similar way. The cobalt leaching solution is purified by treating the primary cobalt cake obtained by hydrolytic cleaning of the electrolyte from cobalt. Precipitation of cobalt is carried out with an excess of trivalent nickel hydroxide present in the primary cobalt cake. This operation also does not require additional consumption of soda and chlorine.