Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Гидрометаллургия никеля

Гидрометаллургические методы при получении никеля значительно больше распространены, чем при получении меди. В настоящее время их применяют для переработки окисленных никелевых руд, никелевых сульфидных концентратов, пирротиновых концентратов, сульфидных полупродуктов (штейнов, файнштей- нов и др.) с использованием сернокислых, аммиачных и солянокислых растворов.

Выщелачивание проводят как при атмосферном, так и повышенном давлении. Высокое давление в свою очередь позволяет вести процесс и при повышенных температурах. Использование высоких температур и давлений значительно ускоряет химические реакции и повышает полноту их протекания. Такие процессы получили название автоклавных процессов. Их проводят в специальных герметичных аппаратах - автоклавах. Устройство горизонтальных автоклавов, чаще всего применяемых в металлургии никеля, показано на рис. 95.

При гидрометаллургической переработке окисленных никелевых руд, содержащих около 1,3 % Ni и 0,8 % Co, по аммиачной схеме (завод ’’Никаро”, Куба) руду вначале подвергают селективному восстановительному обжигу, при котором никель и кобальт восстанавливаются до металлов, а железо - преимущественно до Fe3O4. Охлажденный огарок выщелачивают в турбоаэраторах - герметичных пневмомеханических мешалках - раствором, содержащим 5 ... 7 % аммиака и 4 ... 6 % оксида углерода (CO2). При этом протекают процессы, описываемые в общем виде уравнением

Me + 6NH3 + CO2 + 1/202 = Me(NH3)6CO3. (51)

Железо в виде гидроксида и большая часть кобальта (до 90 %) остаются в хвостах выщелачивания. Полученные растворы в дальнейшем подвергают термическому разложению острым паром с образованием нерастворимых карбонатов никеля и кобальта. Осадок карбонатов после отделения от растворов сушат и прокаливают в трубчатых печах, что приводит к образованию оксида никеля. Оксид никеля спекают на агломерационных машинах. Товарным продуктом этой технологии является спек (синтер), содержащий 88 % Ni и 0,7 % Co. Извлечение никеля из руды составляет 75 %, кобальта 20 %.

На заводе ”Моа” (Куба) окисленные никелевые руды подвергают сернокислотному выщелачиванию под давлением 0,4 ... 0,5 МПа в вертикальных автоклавах, что позволяет проводить процесс при температурах до 240... 250 °С. В раствор при выщелачивании в автоклавах переходит по 95 % никеля и кобальта в виде сульфатов NiSO4 и CoSO4. После очистки от железа раствор нейтрализуют и обрабатывают сероводородом в специальных автоклавах, в результате чего получают сульфидный концентрат, содержащий 60 % Ni и 5 ... 6 % Co. Этот концентрат является товарной продукцией завода. Конечное извлечение металлов из руды 90 %.

Аммиачное выщелачивание в автоклавах для переработки сульфидных никелевых концентратов (14 % Ni; 3 % Cu; 0,2... 0,4 % Co; 35 % Fe; 28 % S) использует компания ’’Шеррит-Гордон” (Канада). Процесс выщелачивания ведут в четырехкамерных автоклавах объемом 120 мэ.

Технологическая схема процесса состоит из следующих основных операций:

аммиачное выщелачивание концентрата при температуре

82 “С и давлении около 700 кПа, при этом в раствор в форме аммиакатов переходят никель, медь и кобальт, а железо, окисляясь, выпадает в осадок в виде гидроксида;

кристаллизация сульфида меди при нагреве раствора до IlOeC;последовательное автоклавное восстановление водородом никеля и осаждение кобальта сероводородом;

кристаллизация сульфата аммония из отработанного раствора.

В целом по такой технологии извлекают, %: Ni 90; Co 45; Cu 89; S 75.

В результате автоклавной переработки сульфидных никелевых концентратов по аммиачной схеме получают сульфид меди (70 % Cu), никелевый порошок (99,8 . . . 99,9 % Ni), кобальтовый порошок и сульфат аммония.

На отечественных заводах автоклавное выщелачивание используют для переработки пирротиновых концентратов (НГМК), кобальтового штейна (автоклавной массы), получаемого при обеднении конвертерных шлаков на комбинате ’’Южуралникель”, растворения богатых никелевых концентратов с целью обогащения никелевого электролита на комбинате ’’Североникель”.

Переработка пирротиновых концентратов, содержащих, %: Ni 3,5 .. . 3,9; Cu 3,2 .. . 3,6; Co 0,13; Fe 47 ... 54 и S 28 ... 32, осуществляется по технологии автоклавного окислительного выщелачивания (рис. 96).

Окислительное выщелачивание проводят в горизонтальных автоклавах с рабочей емкостью 100 м3 при 108 eC и давлении ~ 1,5 МПа. Цель процесса - разложение пирротина с образованием гидроксида железа (Fe2O3 • H2O) и элементарной серы; при этом в раствор частично переходят цветные металлы в форме сульфатов. Химизм основного процесса сложен и недостаточно изучен. Продуктом процесса является окисленная пульпа, в твердой фазе которой содержатся неокислившиеся сульфиды, гидроксид железа, элементарная сера и пустая порода, а в водной - растворенные цветные металлы.

Для осаждения растворенных металлов пульпу в реакторах с механическим перемешиванием обрабатывают железорудными металлизованными окатышами. В результате протекания суммарной реакции, описываемой в общем виде реакций MeSO4 + Fe + + S0 -*• MeS + FeSO4, никель, медь и кобальт выпадают в осадок в виде сульфидов.

Серосульфидная флотация имеет своей целью флотационное отделение сульфидов и элементарной серы от оксидов (Fe2O3 • H2O) и пустой породы, которые направляются в отвал. Флотационный серосульфидный концентрат направляют на разделение серы и сульфидов также методом флотации с получением сульфидного и серного концентратов.

Автоклавный сульфидный концентрат в 3... 4 раза больше обогащен цветными металлами по сравнению с исходным пирро- тиновым концентратом. Его плавят в составе шихты плавки на
медно-никелевый штейн. Такой процесс в промышленном масштабе внедрен на Надеждинском никелевом заводе (НГМК).

Примером солянокислого выщелачивания с использованием экстракции может служить переработка медно-никелевого файнштейна на промышленной установке в Норвегии.

При выщелачивании соляной кислотой при 70 *С сульфиды никеля, кобальта и железа растворяются, a Cu2S и платиноиды остаются в остатке. Железо в виде HFeCl4 извлекают экстракцией раствором трибутилфосфата в керосине; кобальт экстрагируют раствором триизооктиламина в толуоле. Из очищенного раствора кристаллизуют NiCl2 • 6H2O. Эту соль затем прокаливают, улавливая пары соляной кислоты, а полученный оксид никеля восстанавливают водородом. Металл плавят и гранулируют; чистота его составляет 99,7 %.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность