[go: up one dir, main page]

RU2449033C1 - Method of processing copper-nickel sulphate solution - Google Patents

Method of processing copper-nickel sulphate solution Download PDF

Info

Publication number
RU2449033C1
RU2449033C1 RU2010146023/02A RU2010146023A RU2449033C1 RU 2449033 C1 RU2449033 C1 RU 2449033C1 RU 2010146023/02 A RU2010146023/02 A RU 2010146023/02A RU 2010146023 A RU2010146023 A RU 2010146023A RU 2449033 C1 RU2449033 C1 RU 2449033C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
nickel
double salt
copper
separation
Prior art date
Application number
RU2010146023/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Александрович Низов (RU)
Василий Александрович Низов
Валентин Николаевич Мащенко (RU)
Валентин Николаевич Мащенко
Альфит Рафикович Бакиров (RU)
Альфит Рафикович Бакиров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "БИНОТЕК"
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 Общество с ограниченной ответственностью "БИНОТЕК" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "БИНОТЕК"
Priority to RU2010146023/02A priority Critical patent/RU2449033C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449033C1 publication Critical patent/RU2449033C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to hydrometallurgy of copper and nickel and may be used for processing sulphate solutions of copper and nickel. Proposed method comprises nickel sulphate crystallisation. Note here that, prior to crystallisation, solution is processed by ammonia water to pH of 4-4.5 at not over 60°C. Nickel sulphate double salt is subjected to isohydric crystallisation with reaction volume cooling to 15-25°C and separation of crystallised double salt from amorphous phase of appropriate component and mother solution. Said separation is carried out in upflow at variable hydrodynamic conditions created by mother solution at its linear rate of 6-8 m/h.
EFFECT: simplified process, decrease fire hazard.
2 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии меди и никеля и может быть использовано при переработке сернокислых растворов электролитического рафинирования меди, участков гальванической обработки сталей и регенерации отработанных щелочных аккумуляторов.The invention relates to hydrometallurgy of copper and nickel and can be used in the processing of sulfuric acid solutions of electrolytic refining of copper, plating sites for steel and regeneration of spent alkaline batteries.

Известен способ переработки отработанного медно-никелевого сернокислого раствора (см. патент РФ №20705 89, кл6. С22В 3/38 С25С 1/12, С22 В 15:00,1996), включающий экстракцию серной кислоты органическим экстрагентом, обработку рафината и реэкстракцию серной кислоты, отличающийся тем, что перед экстракцией сернокислый раствор упаривают до концентрации серной кислоты 350-600 г/л, охлаждают при кристаллизации содержащихся в нем сульфатов металлов и отделяют их от основного маточного раствора, из которого серную кислоту экстрагируют фосфорорганическим экстрагентом при соотношении O:В=(3-5):1, реэкстрацию серной кислоты ведут сернокислым раствором с концентрацией серной кислоты 25-180 г/л, а рафинат возвращают на стадию упаривания.A known method of processing spent copper-Nickel sulfate solution (see RF patent No. 20705 89, cl 6. C22B 3/38 C25C 1/12, C22 B 15: 00,1996), including extraction of sulfuric acid with an organic extractant, processing of raffinate and reextraction sulfuric acid, characterized in that before extraction, the sulfuric acid solution is evaporated to a sulfuric acid concentration of 350-600 g / l, cooled by crystallization of the metal sulfates contained in it and separated from the main mother liquor, from which sulfuric acid is extracted with organophosphorus Ghent at a ratio of O: B = (3-5): 1, reekstratsiyu lead sulfate, sulfuric acid solution with sulfuric acid concentration of 25-180 g / l, and the raffinate is recycled to the evaporation.

Известен также способ переработки отработанного медно-никелевого сернокислого раствора (см. авт. свид. СССР N 1668435, кл. С22В 3/20, 1991), включающий электролитическое обезмеживание раствора, двухстадийное упаривание его и охлаждение с последовательной кристаллизацией медного и никелевого купоросов, отделение их от маточного раствора, обогащенного серной кислотой, вымораживание маточного раствора при температуре ниже 273°K и концентрации серной кислоты в растворе, устанавливаемой с учетом температуры вымораживания и суммарной концентрации меди и никеля, отделение сульфата никеля и возврат полученного раствора серной кислоты на электролитическое рафинирование меди.There is also known a method of processing spent copper-nickel sulfate solution (see ed. Certificate of the USSR N 1668435, class C22B 3/20, 1991), including electrolytic decontamination of the solution, its two-stage evaporation and cooling with subsequent crystallization of copper and nickel sulphate, separation them from the mother liquor enriched with sulfuric acid, freezing the mother liquor at a temperature below 273 ° K and the concentration of sulfuric acid in the solution, set taking into account the freezing temperature and the total concentration of honey and nickel, separating nickel sulfate and returning the resulting sulfuric acid solution to electrolytic copper refining.

Наиболее близкий к заявляемому способ переработки медно-никелевого сернокислого раствора (см. авт. свид. СССР N 1447932, кл. С25С 1/12, 1988), включающий упаривание исходного раствора до плотности 1,32-1,37 г/см3, охлаждение его до 5-12°С, кристаллизацию упаренного раствора с получением медного купороса, отделение его от сернокислого раствора, электролитическое обезмеживание раствора при поддержании концентрации меди в растворе 30-60 г/л, упаривание обезмеженного раствора до плотности 1,48-1,50 г/см3, охлаждение до 5-12°С с кристаллизацией никелевого купороса, отделение никелевого купороса от маточного раствора, концентрированного по серной кислоте, и возврат маточного раствора на электролитическое рафинирование меди.Closest to the claimed method of processing a copper-nickel sulfate solution (see ed. Certificate of the USSR N 1447932, class C25C 1/12, 1988), including evaporation of the initial solution to a density of 1.32-1.37 g / cm 3 cooling it to 5-12 ° C, crystallizing the stripped off solution to obtain copper sulfate, separating it from the sulfate solution, electrolyzing the solution while maintaining the concentration of copper in the solution 30-60 g / l, evaporating the debonded solution to a density of 1.48-1, 50 g / cm 3, cooled to 5-12 ° C, crystallization of nickel sulfate, tdelenie nickel sulfate from the mother liquor, concentrated sulfuric acid, and returning the mother liquor to the electrolytic refining of copper.

Последний принят в качестве прототипа. Недостатком прототипа является сложность технологии и получение в качестве продукта высокогигроскопичного сульфата никеля загрязненного сульфатами примесных компонентов.The latter is adopted as a prototype. The disadvantage of the prototype is the complexity of the technology and obtaining as a product of highly hygroscopic nickel sulfate contaminated with sulfates of impurity components.

Технической задачей заявляемого технического решения является упрощение технологии и более избирательное извлечение никеля. Названная техническая задача достигается тем, что в способе переработки медно-никелевого сернокислого раствора, включающем кристаллизацию сульфата никеля, перед кристаллизацией раствор обрабатывают аммиачной водой до значения рН в пределах 4-4,5, при температуре, не превышающей 60°С, кристаллизацию сульфата никеля ведут в виде его двойной соли путем изогидрической кристаллизации при охлаждении реакционного объема до 15-25°С с последующим отделением кристаллической массы двойной соли от аморфной фазы сопутствующих компонентов и маточного раствора. Другим отличием является то, что отделение кристаллической массы двойной соли от сопутствующих компонентов осуществляют в восходящем потоке с переменным гидродинамическим режимом, создаваемым маточным раствором при его линейной скорости в пределах 2-8 м/час.The technical task of the proposed technical solution is to simplify the technology and more selective extraction of Nickel. The named technical problem is achieved by the fact that in the method of processing a copper-nickel sulfate solution, including crystallization of nickel sulfate, before crystallization, the solution is treated with ammonia water to a pH value of 4-4.5, at a temperature not exceeding 60 ° C, crystallization of nickel sulfate lead in the form of its double salt by isohydric crystallization while cooling the reaction volume to 15-25 ° C, followed by separation of the crystalline mass of the double salt from the amorphous phase of the associated components and mother liquor solution. Another difference is that the separation of the crystalline mass of the double salt from the accompanying components is carried out in an upward flow with a variable hydrodynamic regime created by the mother liquor at a linear speed of 2-8 m / h.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что при нейтрализации раствора аммиаком в указанных режимах синтезируется двойная соль состава NiSO4(NH4)2SO4*6H2O. Эта соль имеет прямую зависимость растворимости от температуры. При этом растворимость этой соли по никелю при охлаждении до 15-20°С не превышает 3 г/дм3. Для сравнения никелевый купорос при тех же условиях имеет растворимость на порядок выше, а из-за высокого фона кислоты выделяется из раствора в виде крайне гигроскопичной соли, загрязненной сульфатами примесных элементов. Кристаллизация двойной соли обеспечивает высокое избирательное извлечение по никелю, связывает избыток серной кислоты в растворе с одновременной его нейтрализацией. Сопутствующий процесс выпадения гидратных осадков железа, цинка, меди и др. в виде аморфной тонкой фазы имеет значительно худшие характеристики по осветлению маточного раствора по сравнению с двойной солью. Что и является основой для отделения вместе с маточным раствором от кристаллов в режиме декантации. При необходимости качественного отделения гидратных осадков от кристаллов можно использовать фракционирование в восходящем потоке маточного раствора с переменным гидродинамическим режимом при его линейной скорости 2-8 м/час.The essence of the proposed technical solution consists in the fact that when neutralizing the solution with ammonia in these modes, a double salt of the composition NiSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 * 6H 2 O is synthesized. This salt has a direct dependence of solubility on temperature. Moreover, the solubility of this salt with nickel when cooled to 15-20 ° C does not exceed 3 g / dm 3 . For comparison, nickel sulfate under the same conditions has a solubility an order of magnitude higher, and due to the high background acid is released from the solution in the form of an extremely hygroscopic salt contaminated with sulfates of impurity elements. Crystallization of the double salt provides high selective recovery over nickel, binds the excess sulfuric acid in the solution with its simultaneous neutralization. The accompanying process of hydrated precipitation of iron, zinc, copper, etc. in the form of an amorphous thin phase has significantly worse characteristics for clarification of the mother liquor compared to the double salt. Which is the basis for separation together with the mother liquor from the crystals in decantation mode. If you need a good separation of hydrated sediments from crystals, you can use fractionation in the upward flow of the mother liquor with a variable hydrodynamic regime at a linear speed of 2-8 m / h.

Сущность заявляемого технического решения поясняется примерами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by examples.

Пример 1. Состав исходного раствора медеэлектролитного производства:Example 1. The composition of the initial solution of copper electrolyte production:

Cu, г/лCu, g / l H2SO4, г/лH 2 SO 4 , g / l Ni, г/лNi, g / l Fe, г/лFe, g / l Sb, г/лSb, g / l As, г/лAs, g / l Zn, г/лZn, g / l 1,0-3,01.0-3.0 320-450320-450 35,0-45,035.0-45.0 2,0-3,02.0-3.0 1,0-1,21.0-1.2 3,0-10,03.0-10.0 3,0-6.03.0-6.0

100 мл раствора в конической колбе при постоянном перемешивании обрабатывали 25% аммиачной водой до значения pH раствора 4,5. Процесс обработки сопровождался саморазогревом реакционного объема. После достижения указанного значения реакционный объем охладили при перемешивании до 20°С. Кристаллы характерного сине-зеленого цвета двойной соли выделились одновременно с аморфным осадком гидроксидов.100 ml of the solution in a conical flask with constant stirring was treated with 25% ammonia water to a pH of 4.5. The processing process was accompanied by self-heating of the reaction volume. After reaching the indicated value, the reaction volume was cooled with stirring to 20 ° C. Crystals of a characteristic blue-green color of a double salt were released simultaneously with an amorphous precipitate of hydroxides.

Пример 2. В 100 мл раствора при постоянном перемешивании влили 50 мл 25% аммиачной воды. После окончания процесса обработки реакционный объем охладили до 20°С. Выделившийся при этом осадок отфильтровали.Example 2. In 100 ml of a solution with constant stirring was added 50 ml of 25% ammonia water. After the processing, the reaction volume was cooled to 20 ° C. The precipitate formed during this was filtered.

Процесс обработки можно описать следующими реакциями:The processing process can be described by the following reactions:

H2SO4+2NH4OH=(NH4)2SO4+2H2OH 2 SO 4 + 2NH 4 OH = (NH 4 ) 2 SO 4 + 2H 2 O

NiSO4+(NH4)2SO4+6H2O=NiSO4·(NH4)SO4·6H2ONiSO 4 + (NH 4 ) 2 SO 4 + 6H 2 O = NiSO 4 · (NH 4 ) SO 4 · 6H 2 O

Теоретически рассчитали выход двойной соли с учетом растворимости соли 30 г/л при 20°С, из раствора объемом 100 мл, содержащего 40 г/л Ni, он составил 22,3 г. На опыте получили выход продукта 24,7 г.Превышение практического выхода над теоретическим можно объяснить загрязнением кристаллов двойной соли аморфным осадком гидроксидов. Теоретически, для раствора состава из примера 1 может образоваться от 1,46 до 3,30 г аморфного осадка из 100 мл раствора.The yield of a double salt was theoretically calculated taking into account the solubility of a salt of 30 g / l at 20 ° С, from a solution of 100 ml containing 40 g / l Ni, it amounted to 22.3 g. The experiment yielded a product yield of 24.7 g. Exceeding practical yield above theoretical can be explained by contamination of crystals of the double salt with an amorphous hydroxide precipitate. Theoretically, for a solution of the composition of Example 1, 1.46 to 3.30 g of an amorphous precipitate from 100 ml of solution can be formed.

Пример 3. 1000 мл раствора обрабатывали 25% аммиачной водой до pH 4,5. Полученный объем охладили до 20°С. Охлажденный раствор пропустили через пульсационную колонну со скоростью 7 м/час. В результате получили отмытые кристаллы двойной соли и раствор с аморфным осадком. Раствор отстояли и выделили аморфный осадок. Выход кристаллов двойной соли составил 205,4 г. Массовый состав высушенных кристаллов:Example 3. 1000 ml of the solution was treated with 25% ammonia water to a pH of 4.5. The resulting volume was cooled to 20 ° C. The cooled solution was passed through a pulsation column at a speed of 7 m / h. As a result, washed double salt crystals and a solution with an amorphous precipitate were obtained. The solution was settled and an amorphous precipitate was isolated. The yield of double salt crystals was 205.4 g. Mass composition of dried crystals:

ВеществоSubstance NiSO4·(NH4)SO4·6H2ONiSO 4 · (NH 4 ) SO 4 · 6H 2 O CuCu FeFe SbSb AsAs ZnZn Содержание, % масс.Content,% mass. 99,1699.16 0,050.05 0,100.10 0,030,03 0,170.17 0,190.19

Выход аморфного осадка составил 45,9 г.The yield of amorphous precipitate was 45.9 g.

Массовый состав высушенного аморфного осадка:Mass composition of dried amorphous precipitate:

ВеществоSubstance NiSO4·(NH4)SO4·6H2ONiSO 4 · (NH 4 ) SO 4 · 6H 2 O CuCu FeFe SbSb AsAs ZnZn Содержание %, массContent%, mass 36,7936.79 5,575.57 6,716.71 2,032.03 15,8115.81 11,8711.87

Пример 4. Шесть проб раствора состава из примера 1 объемом 100 мл обрабатывали различным количеством аммиачной воды 25%. Проба 1 обрабатывалась до pH раствора 3,5. Проба 2 до pH 4. Проба 3 до pH 4,5. Проба 4 до pH 5. Проба 5 до pH 6,0. Проба 6 до pH 8,0. Выход двойной соли для разных проб приведен в таблице 1:Example 4. Six samples of a solution of the composition from Example 1 with a volume of 100 ml were treated with a different amount of 25% ammonia water. Sample 1 was processed to a pH of 3.5. Sample 2 to pH 4. Sample 3 to pH 4.5. Sample 4 to pH 5. Sample 5 to pH 6.0. Sample 6 to pH 8.0. The yield of double salt for different samples is shown in table 1:

Таблица 1Table 1 № пробыSample number Проба 1Sample 1 Проба 2Sample 2 Проба 3Sample 3 Проба 4Sample 4 Проба 5Sample 5 Проба 6Sample 6 Выход двойной соли, г/100 г р-раThe yield of double salt, g / 100 g of solution 7,97.9 23,423,4 23,923.9 21,621.6 19,819.8 17,417.4

Claims (2)

1. Способ переработки медно-никелевого сернокислого раствора, включающий кристаллизацию сульфата никеля, отличающийся тем, что перед кристаллизацией раствор обрабатывают аммиачной водой до значения pH в пределах 4-4,5 при температуре, не превышающей 60°С, кристаллизацию сульфата никеля ведут в виде его двойной соли путем изогидрической кристаллизации при охлаждении до 15-25° реакционного объема с последующим отделением кристаллической массы двойной соли от аморфной фазы сопутствующих компонентов и маточного раствора.1. A method of processing a copper-nickel sulfate solution, including crystallization of nickel sulfate, characterized in that before crystallization, the solution is treated with ammonia water to a pH value of 4-4.5 at a temperature not exceeding 60 ° C, the crystallization of nickel sulfate is carried out in the form its double salt by isohydric crystallization upon cooling to 15-25 ° of the reaction volume, followed by separation of the crystalline mass of the double salt from the amorphous phase of the accompanying components and the mother liquor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение кристаллической массы двойной соли от сопутствующих компонентов осуществляют в восходящем потоке с переменным гидродинамическим режимом, создаваемым маточным раствором при его линейной скорости в пределах 6-8 м/ч. 2. The method according to claim 1, characterized in that the separation of the crystalline mass of the double salt from the accompanying components is carried out in an upward flow with a variable hydrodynamic regime created by the mother liquor at its linear speed in the range of 6-8 m / h.
RU2010146023/02A 2010-11-11 2010-11-11 Method of processing copper-nickel sulphate solution RU2449033C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146023/02A RU2449033C1 (en) 2010-11-11 2010-11-11 Method of processing copper-nickel sulphate solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146023/02A RU2449033C1 (en) 2010-11-11 2010-11-11 Method of processing copper-nickel sulphate solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449033C1 true RU2449033C1 (en) 2012-04-27

Family

ID=46297503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146023/02A RU2449033C1 (en) 2010-11-11 2010-11-11 Method of processing copper-nickel sulphate solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449033C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL227832A1 (en) * 1980-11-13 1982-05-24 Lubelskie Zaklady Przemyslu Ni
BG40859A1 (en) * 1982-05-28 1987-03-14 Petkova Method for preparing nickel sulphate
SU1447932A1 (en) * 1987-05-25 1988-12-30 Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина Method of treating the solution of electrolytic refining of copper
SU1668435A1 (en) * 1988-06-20 1991-08-07 Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР Method for processing of copper-nickel sulfate solution of ekectrolytic refining of copper
RU2070589C1 (en) * 1993-06-01 1996-12-20 Леонид Иринеевич Склокин Method of copper-nickel sulfate solution conversion
RU2100279C1 (en) * 1995-06-28 1997-12-27 Акционерное общество открытого типа "Уралэлектромедь" Method of isolation of nickel sulfate
US5783057A (en) * 1996-09-19 1998-07-21 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Method of purifying copper electrolytic solution

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL227832A1 (en) * 1980-11-13 1982-05-24 Lubelskie Zaklady Przemyslu Ni
BG40859A1 (en) * 1982-05-28 1987-03-14 Petkova Method for preparing nickel sulphate
SU1447932A1 (en) * 1987-05-25 1988-12-30 Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина Method of treating the solution of electrolytic refining of copper
SU1668435A1 (en) * 1988-06-20 1991-08-07 Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР Method for processing of copper-nickel sulfate solution of ekectrolytic refining of copper
RU2070589C1 (en) * 1993-06-01 1996-12-20 Леонид Иринеевич Склокин Method of copper-nickel sulfate solution conversion
RU2100279C1 (en) * 1995-06-28 1997-12-27 Акционерное общество открытого типа "Уралэлектромедь" Method of isolation of nickel sulfate
US5783057A (en) * 1996-09-19 1998-07-21 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Method of purifying copper electrolytic solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12441621B2 (en) Treatment process for crystallizing a metal sulfate
JP5598778B2 (en) Method for producing high-purity nickel sulfate and method for removing impurity element from solution containing nickel
EA030289B1 (en) Method for recovering metals
JP6337708B2 (en) Method for separating nickel from nickel sludge
US3989607A (en) Solvent extraction and electrowinning of zinc and copper from sulfate solution
JP7303777B2 (en) Method for producing lithium hydroxide
US20240228320A1 (en) Production method for cobalt sulfate
JP2024505135A (en) Ferronickel alloy direct refining process and nickel sulfate or other nickel product manufacturing process
DE2504783B2 (en) PROCESS FOR PRODUCING NICKEL FROM A NICKEL-CONTAINING ALLOY
FI69110C (en) PROCESS FOER SEPARATION AV KOBOLT FRAON NICKEL
CN114988499B (en) Method for treating copper-nickel alloy under high acid condition
RU2449033C1 (en) Method of processing copper-nickel sulphate solution
US12281027B2 (en) Processes for crystallizing metal sulfates and methods for producing crystallized metal sulfates
CN105349788A (en) Method for producing industrial nickel sulfate through copper electrolysis arsenic matte
GB2400368A (en) Process for purifying an aqueous solution of nickel sulphate
CN104531997A (en) Method for removing iron from magnesium-containing sulfuric acid leaching liquid
EP2252713A1 (en) Method for separating zinc, iron, calcium, copper and manganese from the aqueous solutions of cobalt and/or nickel
JP2009112280A (en) Method for producing copper sulfate for feed
JP2023076987A (en) Method for producing cobalt sulfate
JPH0778262B2 (en) Purified nickel sulfate recovery method from copper electrolyte
RU2216407C1 (en) Method of separation of nickel from copper in solutions
TW202321151A (en) Method for producing lithium sulfate and transition metal sulfate
US4343781A (en) Decomposition of 2KCl.CuCl to produce cuprous chloride and potassium chloride
SU1650744A1 (en) Method of processing copper electrolyte
RU2585788C1 (en) Method of producing silver nitrate of high purity

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20131007

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141112