CC BY
18
УДК 669.24, 622.765
Разработан и исследован способ разделения никеля и меди в процессе переработки сточных вод, содержащих никель и микропримеси меди. Способ предусматривает коллективную пенную флотоэкстракцию никеля и меди раствором нафтеновой кислоты в керосине с последующей селективной реэкстракцией никеля из полученной органической фазы пенного продукта. Определены оптимальные условия селективной реэкстракции: температура 70 °С и рН = 3,75-ь4,25. В этих условиях коэффициент разделения никеля и меди достигает 140-145, что позволяет получить после кристаллизации товарный никелевый купорос, отвечающий по содержанию меди марке Ч ГОСТ 4465-74.
The method of separating nickel from the microimpurity of copper in sewage water has been developed and investigated during the process of sewage treatment. The method provides the collective froth flotoextraction of nickel and copper with the solution of naphthenic acid in kerosene. It also provides the subsequent reextraction of nickel from the obtained organic phase of a frothy product. Optimum conditions for the selective reextraction were determined as temperature 70 °C, and pH = 3,75-^4,25. At this temperature and pH, the factor of separation of nickel from copper is equal to 140-145. The method creates after crystallization the marketable nickel (II) sulphate hydrated, which is adequate under the contents of copper to brand mark «Pure» of the appropriate GOST 4465-74 (ail-Union State Standard).
аспирант кафедры общей и физической химии
извлечения никеля из растворов, содерж щих микропримеси меди.
п i
а*
ния никеля и меди с получением товарной продукции в сталлогидратов
соба является переработка относительно бедных никельсодержащих растворов и сбросных вод, например растворов после
электролиза
Для предварительного ля и меди из раствора тельно новый метод
и
ции. Пенная флотоэкстракция представляет собой обычную жидкостную экстракцию
w
извлекаемого компонента с последующей
одном технологическом ап
*
ди и никеля в сопоставимых количествах,
первоначально извлекают медь
= 5,04-5,5, а затем лочности водного раствора до рН = 6,5^-7,0
при ще-
* Дибров И.А. Классификация флотационных процессов в гидрометаллургии и очистке сточных вод / И.А.Дибров, Н.Н.Воронин, А.А.Клемятов // Обогащение руд. 1999. №5.
____199
Санкт Петербург. 2002
К 150
100
50
0
1
6 РН
Рис Л. Влияние рН на коэффициент разделения К в процессе селективной реэкстракции никеля
при разных температурах
К 2, 3, 4 к 5 - при Г, равной 20, 50, 60, 70 и 80 °С
соответственно
вают по стандартной технологии с получением товарной продукции в виде купоросов соответствующих металлов высших сортов*. Однако рН экстракции растворов с высоким
5
что не позволяет дос-
тичь селективного извлечения металлов
Поэтому
меди и никеля из исходного раствора разделение никеля и меди осуществляется в процессе экстракционной переработки полу-
м
U
та за счет селективной реэкстракции никеля
ведена на синтетическом сульфатном растворе, содержащем примерно 0,7 г/л никеля 2 мг/л меди и 1 г/л сульфата натрия и моде-
лирующем сбросные воды никеля комбината «Североникель» после их предварительной очистки от железа и кобальта. Опыты ставили по схеме, предусматривающей следующую последовательность технологических операций:
Берестовой АМ Экстракция цветных металлов из растворов нафтеновой кислотой / А.М.Берестовой, О.Л.Белькова, В.Д.Демидов // Известия вузов. Цветная металлургия. 1985. № 2.
200
vw I
дукта на органическую
к*
U
J.
И
V*
I
1
кислоты на моль никеля и рН = 7,8-г8,25, регулируемом расходом извести. В этих условиях извлечение никеля достигает 99,1-99,5 %. Разделение никеля и меди
реализуется в процессе селективной реэкстракции никеля серной кислотой при определенных рН и температуре. Результаты разделе-
К, который представляет собой отношение ко-
меди
U.
Dm/D{Cu) в процессе реэкстракции, которые, в
компонента в водной и органической
разделе-
ния связан с извлечением никеля
Си-
Ni
О
W
реэкстракт соотношением
Ni
S
Си
Си
Ni
* 9
СИМОСТИ К =
при различных темпера-
максимума при определенных значениях
шах? зависящих от температуры Т.
тах
Связь зависимостей рНшах = Д7) и Ктгх =$Т) (здесь Ктгх - максимальное значение коэф-
отвечающее рН = приведена на рис.2. С увеличением температуры от 20 до 80 °С рНшах уменьшается от 5,7 до 3,5, а Ктах в интервале температур 20-50 °С резко возрастает (от 43 до 147) и затем несколько снижается (до 127).
Оптимальный режим селективной реэкстракции никеля должен обеспечивать
возможно большем извлечении
при
никеля в
ISSN 0135-3500, Записки Горного института. ТЛ52
к
тах
20
40
60
80 Т, °С
Рис.2. Влияние температуры на Ктах и рНтах в процессе селективной реэкстракции
никеля
1 -^тах=ДЛ;2-рНтах-Д7)
к 160
120
80
40
0
о
20 40 60 80 %
Рис.3. Зависимость коэффициента разделения К в процессе селективной реэкстракции никеля от извлечения никеля в водную фазу е^(ач> при разных температурах
1, 2, 3, 4 и 5 - при Г, равной 20, 50, 60, 70 и 80 °С
соответственно
тракт при разных температурах приведены на рис.3.
Как следует из приведенных данных,
с
температура
°С, так как оба технологических показателя (К и достаточно высоки и обеспечивают наи-
лучшую
этой температуре оптимально рН = 4 (см. рис Л, кривая 4 и
2). Если не учитывать до-
2,
полнительного положительного эффекта очистки от меди в процессе кристаллизации никелевого купороса, то по технологическим показателям селективной реэкс-
тракции никеля можно установить содержание меди в товарном сульфате никеля по уравнению
*
Си
0?209у
и
5
Кч
где у - отношение содержании меди и никеля в органической фазе пенного продукта коллективной пенной
- содержание никеля в №804 • 7Н2О; & ' - извлечение никеля в реэкстракт.
Расчеты показывают, что в рекомендованном режиме селективной реэкстракции никеля (Г= 70 °С, рН = 3,75-^4,25) может быть получен товарный никелевый купорос с аСи < 0,002 %, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 4465-74 на никель сернокислый (N1804 • 7Н20) марки Ч.
* Вывод данного расчетного уравнения для сокращения объема статьи не приводится.
Научный руководитель д.т.н. проф. Н.Н.Воронин
Санктп Петербург. 2002
