безперервно подається забруднене електроліт і карбонат нікелю. Розчин інтенсивно перемішується повітрям Витікаючий електроліт фільтрується на фільтр - пресах. У відфільтрованому електроліті залишається заліза близько 10 мг/л.
Очищений від заліза електроліт направляється на очищення від міді. В основі очищення електроліту від міді лежить процес цементації міді на нікелевому порошку. Цементація заснована на витісненні з розчину металу, що володіє більш електропозитивні потенціалом (цементованої метал) іншим металом (цементатори), що володіє більш електронегативний потенціалом. В якості цементатора щоб уникнути забруднення електроліту іншими домішками використовується порошковий нікель. При цьому протікає реакція:
Ni + CuSO 4=Cu + NiSO 4 (2.95)
На практиці обезмежіваніе проводять у чанах з механічним перемішуванням або в спеціальних апаратах - цементатори.
цементатори являє собою порожнистий апарат з вертикальним робочим простором і змінним перетином (малюнок 2.8).
Забруднене міддю розчин подається в нижню частину цементатора, а очищений розчин виводиться з цементатора через зливний поріг, що знаходиться у верхній частині апарата. Нікелевий порошок подається або зверху, або в місці з вступником в апарат розчином. У верхній частині апарату швидкість вертикального потоку знижується через - за розширення корпусу. У результаті частинки твердих матеріалів утворюють чітко виражений киплячий шар, який утримується на глибині близько 2 м від рівня зливного порога. Виділилася цементну мідь в міру її накопичення періодично вивантажують з цементатора і направляють на переробку в мідне виробництво.
Зміст міді в очищеному розчині не перевищує 0,5 г/л.
Очищення нікелевого електроліту від кобальту заснована на окисленні двовалентного кобальту до тривалентного. Видалення кобальту з розчину здійснюється осадженням малорастворимого гидрооксида Co (OH) 3 карбонатом нікелю. Як окислювач використовується газоподібний хлор.
- зливний поріг, 2 - корпус, 3 -патрубкі для вивантаження цементної міді
Малюнок 2.8 - цементатори
Реакцію окислення можна представити таким сумарним рівнянням реакції:
2СoSO 4 + Сl 2 + 3NiCO 3 + 3H 2 O=2Co (OH) 3 + 2NiSO 4 + NiCl 2 + 3CO 2 (2.96)
Процес ведуть в герметизованих барботёрах - Пачукою. Очищення ведуть при температурі 65 о С і рН=3,6. Після фільтрації розчину виходить кек, що містить 6-7% Со, 8,2-8,3% Ni і 0,5-1,2% Fe при вологості 55%. Кек направляється на витяг кобальту. Фільтрат містить не більше 20 - 25 мг/л Со.
У разі необхідності електроліт піддається очищенню від таких домішок як Zn, Pb, Fs, Sb, Sn, Bi, органічні сполуки та інші домішки.
Після очищення нікелевий електроліт надходить у катодну осередок на електроліз.
Електроліз ввозяться в залізобетонних ваннах завдовжки до 6,5 м, шириною 1 м і висотою 1,3 м з торцевого боку ванни встановлюється зливна коробка з опущеною вниз трубкою. Відбір аноліта здійснюється на відстані 20-30 см від дна ванни. Електролізних ванни з'єднуються послідовно в серії. Середня напруга на ванні коливається в межах 2,5-3 В.Чісло катодів у ванні на одиницю перевищує число анодів. Маса анода становить порядку 240-300 кг. Термін служби анодів визначається величиною напруги на ванні і складає близько від 23 до 30 діб. При досягненні на ванні напруги порядку 4,5В при щільності струму 200-250 А/м 2 процес розчинення анода припиняють. Залишок нерозчинених анода (анодний скрап) виймають з ванни і направляють на переплавку. Вихід скрапу коливається в межах 15-25%. Термін нарощування катода зазвичай складає не менше 4 доби. На заводах далекого зарубіжжя він становить 7-12 діб.
Вихід шламу становить 2,0-2,5% від маси анодів. Середній склад промитого шламу становить,%: Ni - 2 - 40; Cu - 15-26; Fe - 3,0-7,5; Co - 0,2-0,7; S - 30-35; C - 3,0-5,0; SiO 2 - 5,0-7,0; платиноїди - 0,1-2,5. Шлам направляють на вилучення корисних компонентів: нікелю, міді, кобальту, платиноїдів, рідкісних і розсіяних елементів.
Процес електролітичного рафінування нікелю характеризується наступними основними техніко-економічними показниками.
Щільність струму, А/м 2 180-250
Катодний вихід по струму,% 94-97
Напруга на ванні, В 2,5-3,0
Температура католіта, о С 55-75
рН католіта 2,1-4,8
Швидкість циркуляції електроліту на клітинку, л/год 20-30
Витрата електроенергії на 1т нікелю, кВт · год 2400-3300
