Физико-химическое обоснование и разработка процессов растворения металлизированных никель-кобальтсодержащих материалов в сернокислых электролитах под действием переменного электрического тока

• Автор: Кузнецова, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Введение
ГЛАВА 1. Современные тенденции в технологии переработки никелькобальтсодержащих материалов

1.1. Методы переработки никелькобальтсодержащего вторичного сырья и отходов

1.2. Методы переработки магнитной фракции файнштейна промышленного никелькобальтсодержащего сырья
1.3. Влияние переменного тока на электрохимическое поведение металлов, входящих в состав промышленных и вторичных материалов на основе никеля и кобальта

1.4. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. Исходные материалы и реактивы. Методы исследования и

анализа
ГЛАВА 3. Физикохимические закономерности процессов электрохимического растворения никеля и кобальта под действием переменного синусоидального тока

3.1. Особенности электродных процессов. Баланс количества электричества

3.2. Совместное влияние частоты и плотности тока на процесс электрохимического растворения никеля
3.3. Исследование процессов газовыделения на никелевом электроде
3.4. Оценка величины угла сдвига фаз между током и напряжением
3.5. Влияние плотности тока промышленной частоты, состава электролита и температуры на скорость растворения и выход по току никеля. Определение оптимальных условий
3.6. Совместное влияние частоты и плотности тока на скорость растворения кобальта, его выход по току и состав газовой фазы
3.7. Влияние плотности тока промышленной частоты, состава электролита и температуры на скорость растворения и выход по току кобальта. Определение оптимальных условий
3.8. Выводы
ГЛАВА 4.Физикохимические закономерности электрохимического растворения сплавов Со и ЭДСоЕе под действием переменного тока промышленной частоты
4.1. Исследование растворения сплавов Со ,0,0 масс.
4.2. Исследование растворения сплава ковар масс. ,0
,0 Со ,0 е
4.2.1. Анодная поляризация сплава ковар
4.2.2. Сравнительный анализ процессов растворения сплава ковар под действием постоянного и переменного тока промышленной частоты
4.3. Выводы
ГЛАВА 5. Режимнопараметрическое обоснование гидроэлектрохимического растворения магнитной фракции файнштейна сплав МСоГеСи под действием переменного тока промышленной частоты
5.1. Исследование растворения никеля в пульпе
5.2. Оптимизация процесса растворения магнитной фракции файнштейна
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. Технологические испытания переработки никельсодержащих металлических отходов и промпродуктов под действием переменного тока промышленной частоты
6.1. Переработка магнитной фракции файнштейна
6.2. Получение сульфата никеля из бракованных катодов, лома и обрези катодного никеля
6.3. Выводы
7. Общие выводы по работе
8. Литература
9. Приложение
Введение


Авторы предлагают многостадийное аммиачнокарбонатное выщелачивание металлизированных никелькобальтовых материалов в присутствии воздуха при окислительновосстановительном потенциале мВ. Недостатками способа является многостадийность и большие объемы оборотных растворов. Способ включает извлечение кобальта из кобальтового материала, содержащего хрома, никеля, 5 железа, вольфрама и до 1 кремния, остальное кобальт, материал дегидрируют в хлористоводородной кислоте с получением кобальтового раствора с примесями хрома, никеля, железа, и нерастворимого материала, содержащего вольфрам и кремний. Раствор отделяют от нерастворимого материала. Из раствора осаждают оксалат кобальта при регулировании значения до 1,,0 маточный щелок, содержащий железо и хром отделяют от осадка. Недостатками способа является высокая стоимость оксалата, многостадийность и загрязнение продуктов органикой. Разработанная в технологическая схема комплексной переработки отходов сплавов, содержащих Со и 1, включает сернокислотное выщелачивание скрапа при барботировании воздуха. Из раствора Со и Ы1 извлекают в органическую фазу. После реэкстракции получают чистые оксидные никелевые и кобальтовые порошки с извлечением . На Челябинском комбинате освоена технология гидрометаллургической переработки металлоотходов, представленных сплавами никеля с железом и кобальтом сплав ковар, содержащих от до никеля и от до кобальта. Растворению подвергают металлоотходы в виде лент шириной от до 0 мм и более мелкие,
спрессованные в пакеты. Перевод кобальта в раствор происходит при температуре С и постоянной аэрации раствора воздухом с использованием насыщенного кислородом кислого сульфатхлоридного медьсодержащего растворителя, подкисленного до содержания гл серной кислоты. Авторами показана перспективность применения постоянного электрического тока для растворения кобальтсодержащих суперсплавов 0 Со, , Сг в растворах нитрата и хлорида натрия. Анодное растворение скрапа цветных металлов осуществляется в Швеции 3, при этом железо, кобальт и никель переходят в раствор в форме хлоридов, а хром концентрируется в остатке растворения. Важным преимуществом электрохимических методов является малореагентность и возможность за одну операцию разделить многокомпонентные металлизированные продукты. Использование постоянного электрического тока в большинстве случаев не позволяет добиться высокой производительности процесса в связи с пассивацией растворяемого электрода. Устранить этот существенный недостаток позволяет применение переменного тока, представляющее возможность проводить электролиз при высоких плотностях тока, а, следовательно, и с более высокой скоростью . Универсальное депассивирующее действие переменного тока обусловлено катодной активацией растворяемых материалов. Таким образом, создание эффективного гидрометаллургического способа переработки богатого никелькобальтсодержащего вторичного сырья с использованием переменного электрического тока представляет важную и актуальную задачу, решению которой посвящена данная работа. Магнитная фракция МФ, выделяемая из медноникелевого файнштейна или никелевого концентрата методами гидравлической классификации или магнитной сепарации представляет собой материал, основу которого составляет металлический сплав на никелевой основе по массе, остальное сульфиды металлов, в основном меди, незначительное количество кремнезема и магнетита. Содержание металлов платиновой группы МПГ в МФ в раз выше, чем в файнштейне . Целесообразность выделения МФ, являющейся коллектором платиновых металлов, и ее отдельная переработка обосновывалась многими авторами . На комбинате Североникель МФ не выделяется в отдельный продукт, а совместно с никелевым концентратом проходит всю технологическую цепочку никелевого производства. Это приводит к потерям цветных металлов и МПГ. На ОАО ГМК Норильский никель металлический сплав по мере накопления периодически выводится с песками третьей стадии измельчения в виде самостоятельного продукта, переработка которого осуществляется путем его частичной до плавки на аноды и обжига остальной части совместно с никелевым флотационным концентратом .