Извлечение никеля из производственных растворов с использованием углеродных сорбентов

• Автор: Нгуен Нгок Ань Туан
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯП ИЗ РАЗЛИЧНЫХ РАСТВОРОВ.

1.1 Сорбционные методы извлечения никеля.

1.2 Другие методы извлечения никеля

II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ .

2.1 Методы и методики исследования свойств сорбентов

2.1.1 Методы исследования свойств сорбентов ..

2.1.2 Методы анализа материалов.

2.1.3 Статистическая обработка результатов.

2.2 Результаты исследования свойств сорбентов.
2.3 Получение модифицированных сорбентов.
2.3.1 Модифицированный сорбент АД2
2.3.2 Модифицированный сорбент Сибунит.
П. ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИИ ИОНОВ НИКЕЛЯИ УГЛЕРОДНЫМИ
СОРБЕНТАМИ
3.1 Зависимость сорбционной способности от кислотности среды.
3.2 Сорбция ионов никеляН в статических условиях
3.2.1 Кинетика сорбции никеляН углеродными сорбентами.
3.2.2 Влияние температуры на сорбцию никеля углеродными сорбентами.
3.2.3 Термодинамические параметры сорбции.
3.2.4. Механизм сорбционного взаймодействия.
3.3 Сорбция ионов никеляП в динамических условиях
IV. ДЕСОРБЦИЯ И ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЕНТОВ
4.1 Регенерация в статическом режиме9
4.2 Регенерация в динамическом режиме
V. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОРБЦИИ.
VI. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ
ИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАСТВОРОВ
6.1. Разработка сорбционной технологии извлечения никеля из солевых
растворов
6.2 Разработка технологической схемы извлечения никеля из промывных
растворов
6.3. Разработка комбинированной технологической схемы извлечения
никеля.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Анализом изотерм сорбции катионов никеля ионитом КУ-2-8 в форме и расчетом эффективных коэффициентов диффузии показано, что ионообменное извлечение ионов металла из низкоконцентрированных никельсодержащих растворов после химической металлизации протекает в условиях смешаннодиффузионной кинетики. При низких степенях насыщения ионита лимитирующей стадией является внешняя диффузия, а при высоких степенях насыщения процесс контролируется диффузией ионов металла в объеме катионита. N4 до степени регенерации % с получением элюатов, содержащих 6,0 г/л N1() и ,0 г/л сульфата натрия- при однократном раствора элюента. Имеется возможность ионообменного извлечения никеля(Н) при помощи волокна ВИОН [], которое представляет собой полиамфолит с активными группами -СООН и =NH-NH2 и имеет статическую обменную емкость по никелю ,0 мг/г волокна. Использование данного волокна позволяет снизить концентрацию никеля в растворах до уровня предельно допустимых концентраций при пропускании до 0 удельных объемов со скоростью 0 об/(об. При проведении регенерации волокна 5%-ным раствором серной: кислоты максимальная концентрация никеля в элюате составляет для об/(об. Ионообменная смола Duolite Е8-7 содержит амино-фосфорные группы и имеет общую формулу R-NH-GH2-PNa2. Оптимальными условия для извлечения никеля из сточных вод являются: скорость перемешивания 0 об/мин в течение одного часа при pH 5,5. Для элюирования никеля достаточно низкой концентрации кислоты - 0,1 моль/дм3 []. Для извлечения никеля из сточных вод авторы [] используют катионит КУ-2 в Н-форме. В качестве элюата используют -% раствор серной кислоты, при этом десорбируется от до % никеля. Растворы, содержащие никель(П), пропускают через колонку с катионтом в Na - форме. После проскока никеля фильтрование продолжают до насыщения колонны, направляя фильтрат во вторую колонну, затем первую колонну выводят на регенерацию с помощью %-ного раствора серной кислоты. Элюаты возвращают в ванны никелирования []. Для извлечения ионов никеля можно использовать катионообменные смолы в Нь - форме Wofatit KPS, Wofatit KS- []. Исследованы кинетические закономерности извлечения ионов никеля(Н) из промывных вод после химического никелирования катионитом КУ-2-8 в Na* - форме. Определены оптимальные условия и параметры ионообменной очистки и регенерации катионита []. Предложен [] способ извлечения никеля из латеритных руд с высоким содержанием магния, содержащих также и железо. HCl, H2S и IINO3, причем предпочтение отдается НС1. После выщелачивания (например, НС1) полученный маточный раствор отделяется от нерастворимого твердого вещества и никель предпочтительно извлекается из раствора за счет контакта раствора с ионообменной смолой, избирательно адсорбирующей никель. Оставшийся рафинированный раствор, содержащий хлориды железа и магния, может быть подвергнут пирогидролизу с целью получения соответствующих их оксидов и свободной НС1, которая повторно может быть использована в системе выщелачивания. Никель извлекается из ионообменной смолы раствором кислоты, после чего растворенный никель извлекается из этого раствора с получением никелевого продукта повышенной степени чистоты. Компания Outotec внедрила систему непрерывного противоточного карусельного ионообмена на медном руднике, расположенном в Южной Африке. Медь плавильного цеха отливается на аноды, которые затем направляются в рафинировочный цех на электролиз. Никель накапливается в контуре электролиза. Из электролизеров отбирается отсечной поток, который проходит отдельную обработку, где из раствора осаждается вся медь и остается только никель и другие примеси. Далее поток с содержанием никеля - г/л направляется в систему непрерывного противоточного ионообмена SepTor. Система SepTor извлекает никель из раствора и повышает его концентрацию до - г/л благодаря чрезвычайно эффективному противоточному элюированию []. Извлечение из отработанных растворов ионов никеля(Н)- в [] осуществляли при помощи сорбента на основе магнезиально-железистых шлаков цветной металлургии. Шламосиликатный сорбент использовался один-раз и после насыщения подвергался ппрометаллургическому переделу с целью извлечения ценного компонента. Степень извлечения составляла - %.