Разработка и исследование флотационно-экстракционной технологии извлечения никеля из сточных вод комбината "Североникель"

• Автор: Девяткин, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Вводная часть.

1.2 Очистка растворов после электролиза никеля

1.3 Цементация.

1.4 Осаждение цветных металлов.

1.4.1 Осаждение цветных металлов сероводородом.

1.4.2 Осаждение цветных металлов сульфидами железа.

1.4.3 Осаждение цветных металлов органическими реагентами

1.5 Пенные флотационные процессы, используемые в гидрометаллургии и очистке сточных вод
1.6 Сорбционное концентрирование металлов
1.7 Экстракционные методы разделения и извлечения металлов.
Глава 2. Методики исследовании и аналитического опробования, обработка полученных результатов и использованные основные технологические показатели.
2.1 Определение физикохимических свойств нафтеновой кислоты и полученные результаты
2.2 Определение интенсивности пснообразования
2.3 Определение нафтеновых кислот и нефтепродуктов в водных растеорах.
2.4 Определение металлов.
2.5 Основные технологические показатели, применяемые для оценки
эффективности отдельных операций рекомендованной схемы.
Глава 3. Состав никельсодержащих сточных вод и проект принципиальной
технологической схемы их переработки.
Глава 4. Исследования основных закономерностей ленной флотоэкстракции никеля раствором нафтеновой кислоты в керосине.
4.1 Вводная часть
4.2 Выбор критерия селективности флотационного разделения органической и водной фаз в процессе пенной флотоэкстракции.
4.3 Жидкостная экстракция никеля, как первая стадия процесса его пенной флотоэкстракции
4.4 Флотационное разделение органической и водной фаз и результаты пенной
флотоэкстракции никеля.
Глава 5. Исследования, разработка, испытания и техникоэкономическая оценка рекомендованной комбинированной флотационноэкстракционной технологии извлечения никеля из сточных вод.
5.1 Вводная часть
5.2 Очистка исходного раствора от железа и кобальта
5.3 Отделение никеля от меди.
5.4 Очистка отработанного раствора от ионов металлов.
5.5 Очистка сбросных вод от нафтеновой кислоты.
5.6 Результаты лабораторных испытаний рекомендованной комбинированной флотационноэкстракционной технологии извлечения никеля
5.7 Техникоэкономическое обоснование ТЭО рекомендованной технологии
5.7.1 Исходные данные для ТЭО
5.7.2 Результаты техникоэкономических расчетов
Заключение.
Список использованной литературы


При электролитическом рафинировании из анодного никеля в раствор переходят, помимо никеля, сопутствующие примеси. Электролиз ведется с разобщенным анодным и катодным пространством. Като лит поступает внутрь диафрагм ен ной ячейки, в которую помещают катодную основу. Скорость его подачи в ячейку различна и определяется рядом факторов, в том числе, силой тока, качеством используемой диафрагменной ткани и др. При постоянном поддержании уровня католита в катодной ячейке на - мм выше анолита обеспечивается только одностороннее движение электролита от катода к аноду и тем самым предотвращается опасность проникновения внутрь ячейки и осаждения на катоде загрязняющих никель примесей. Обычная скорость циркуляции никелевого электролита составляет - л/ч на ячейку. Чтобы электролиз проходил с достаточно высоким выходом по току (обычно он составляет —%), в электролите должна поддерживаться достаточно низкая концентрация водородных ионов, но не настолько, чтобы вызвать гидролиз солей никеля и образование осадков гидроксидов на катодном металле. Обедненный никелем католит, прошедший через диафрагменную ткань, становится анолитом. Анолит обогащен никелем и примесями, перешедшими в раствор из анодов, поэтому его непрерывно подают на очистку. I [ринципиальная схема очистки представлена на рис. I [ 1 ]. Очистка от меди ведется цементацией ее порошком активного пикеля в емкостях с механическим перемешиванием и в аппаратах, где эта очистка осуществляется в кипящем слое. Чтобы очистка шла устойчиво, необходимо соблюдать достаточную плотность кипящего слоя, что обеспечивается созданием отношения г:ж в нем не ниже 1:1. Со4 + С + ЗИіСО, + ЗН = 2Со (ОНЪ>1 + 2№4 + №С + ЗС. Осадок после фильтрования подвергают кислой релульпации, в результате чего он значительно обогащается кобальтом. Полученный продукт является исходным сырьем для получения товарного кобальта. РеЯО, + 2№СЮ, + ЗН +0,5О2 = 2Ре(ОП)д І+ 2№, + 2С. Осадок гидроксида железа (III) сорбирует такие примеси, как мышьяк и свинец, которые таким образом выводят из процесса. Очистка никелевого анолита от цинка, содержание которого доходит до мг/л, на большинстве отечественных предприятий ведется сорбцией этой примеси на ионите. Возду*. Рис. Технологическая схема передела электролиза никеля [1]. Ионообменный процесс и регенерация осуществляются по принципу противотока анолита и ионита. Перемешивание ведется аэролифтом. Используемый ионит имеет емкость по цинку 6—8 кг/т. В шламе, образующемся в процессе электролитического растворения никелевых анодов, концентрируются не переходящие в электролит металлы платиновой группы, золото, серебро, селен и теллур. Переработка шлама с целью обогащения его указанными ценными элементами, имеющими большое народнохозяйственное значение, осуществляется в отдельном цикле, в результате чего получается обогащенный концентрат драгоценных металлов и никель, возвращаемый обратно в основное производство. Концентрат драгоценных металлов подвергают переработке но сложной технологической схеме для раздельного получения каждого из металлов в товарном виде. Практика требует получения ценных элементов в компактной форме - в виде металлов (с последующей плавкой для получения слитков) или порошков. Иногда товарным продуктом могут быть оксиды металлов или их соли. Это транспортабельные продукты в отличие от растворов, которые при некоторых гидрометаллургических процессах могут быть очень разбавленными (например, содержание золота в цианистых растворах не превышает единиц граммов в кубометре раствора). Для извлечения ценных компонентов из растворов предложены разнообразные методы, одним из которых является цементация [2]. Цементация является одним из старых, достаточно изученных методов осаждения металлов. Цементацию применяют: а) для выделения основного ценного металла (меди, серебра, золота и ряда других), б) для очистки растворов, содержащих целевой компонент, от вредных примесей (например, очистка цинкового электролита от меди, кадмия, таллия) и в некоторых других технологических процессах.