lign="justify"> Вихід анодного скрапу,% від маси анода 15-25
2.18 Гідрометалургія нікелю
Гідрометалургійна переробка окислених нікелевих руд
Аміачне вилуговування
В основі аміачного вилуговування лежить здатність кобальту, нікелю, міді і цинку утворювати розчинні аміачні комплекси (аміакати) типу Мe (NH 3) y + при обробці вихідної сировини аміачними розчинниками. У теж час залізо і порожня порода практично не утворюють подібних комплексних сполук і в процесі вилуговування залишаються в хвостах.
У аміачних розчинах аміакати металів диссоциируют по рівнянню реакції:
Мe (NH 3) у я +=Me z + + y (NH 3) (2.97)
Константа рівноваги цієї реакції, яку часто називають константою нестійкості комплексу, виражається рівнянням
К =, (2.98)
Стійкість комплексів аммиакатов металів знижується в ряду
Со (NH3) у3 + - Сu (NH3) у2 + - Ni (NH3) у2 + - Co (NH3) у2 +
Різна стійкість комплексів лежить в основі поділу металів методом фракційної дистиляції.
Використовувані аміачні розчинники крім аміаку містять солі амонію, серед яких найбільшого поширення набули сульфат і карбонат амонію. Важливою характеристикою комплексів є їх розчинність, яка залежить від природи аніона і зменшується в ряду
[Мe (NH3) у] (NO3) 2 - [Мe (NH3) у] Cl2 - [Мe (NH3) у] SO4 - [Мe (NH3) у] CO3 -
[Мe (NH3) у] (OH) 2
Присутнє в сировині залізо окислюється і утворює гідратовані оксиди з підвищеною адсорбційною здатністю. Нестійкі аміакати кольорових металів також здатні до гідролізу з утворенням гідратів. Гідрати кольорових металів взаємодіють з оксидами заліза і утворюють нерозчинні сполуки типу MeFe2O3 · хН2О, що призводить до їх втрати в процесі вилуговування.
В даний час гідрометалургійна переробка окислених нікелевих руд по аміачної схемою здійснюється на заводах («Команданте Рене Латоур», Куба і «Серед», Чехія).
На кубинському заводі переробляють окислену нікелеву руду складу,%: Ni - 1,2-1,4; Co - 0,08- 0,1; Fe - 35-40; Cr2O3-1,6 - 2,0; MgO - 7 - 10; SiO2 - 12-15.
Підсушена до 2-3% вологи і подрібнена руда надходить на селективне відновлення, при якому нікель і кобальт відновлюються до металів, а залізо на 3-4% до металу, а інше до Fe3O4.
Недогарок з температурою порядку 600оС надходить у холодильник з водяним охолодженням і нейтральною атмосферою, де охолоджується до 80-90оС. З холодильника недогарок надходить в ємність з розчином, що містить 5,0-7,0% NH3 і 4,0-6,5% СО2. З ємності пульпа надходить на трёхстадійное вилуговування, яке здійснюється в бетонних турбоаераторах. Процес вилуговування може бути описаний реакціями:
Ni + 6NH3 + CO2 + 0,5O2=Ni (NH3) 6CO3 (2.99)
Co + 6NH3 + CO2 + 0,5O2=Ni (NH3) 6CO3 (2.100)
Залізо і велика частина кобальту залишаються в хвостах.
Після кожного вилуговування пульпа піддається згущення. Верхній слив згущувача після першої стадії вилуговування, що містить до 12 г/л Ni, до 0,2 г/л Со і до 0,9 г/л Fe, надходить на обробку повітрям в турбоаератор, де виробляється остаточне очищення розчину від заліза. Фільтрат після турбоаератора містить заліза не більше 0,03 г/л.
Отриманий розчин піддають термічному розкладанню в многотарельчатих сталевих колонах гострою парою, що має температуру 190-200оС, де відбувається отгонка аміаку до його вмісту в розчині близько 2%. При такому змісті аміаку в розчині утворюються основні карбонати нікелю і кобальту, які випадають в осад. Після згущення і фільтрації пульпи отримують осад, що містить 49 50% Ni, 0,4% Co; 2,4% Fe і 60 - 65% вологи.
Осад прожарюють в окислювальному атмосфері в трубчатих печах при температурі 1100оС. У результаті одержують оксид нікелю, що містить 77-78% Ni, 0,6-0,7% Co; 0,1-0,3% Fe; 0,01-0,02% S; 0,01% Zn.
Оксид нікелю спекают на агломераційної машині. До складу шихти для агломерації входить 35% NiO, 45% оборотного агломерату, 12% пилу і 8% вугілля. Отриманий агломерат дроблять, розсіюють по фракціях + 25 мм, - 25+ 6мм і - 6мм. Перша і третя фракція повертаються в голову процесу агломерації, а середня фракція являє собою товарний продукт.
Товарний продукт містить 88-90% Ni, 0,7% Co, 0,3% Cu, 0,3% Fe, 0,05% S, 7,5% O2, 0.14% C, 1,7% SiO2.
Витяг нікелю з руди в агломерат досягає 76%, а кобальту до 20%.
Сірчанокислотне вилуговування
Звичайна безпосередня обробка окислених нікелевих руд сірчаною кислотою не дає позитивних результатів. У цьому випадку у великій кількості витрачається сірчана кислота, спостерігається низька витяг в розчин нікелю і кобальту. Крім того, разом з нікелем і кобальтом переходить велика кількість заліза, що ...
