Высокоэффективная технология электроэкстракции никеля применена на Кольской ГМК

Картинки по запросу рафинирование никеляНа Кольской ГМК (входит в Норильский никель) в цехе электролиза никеля ввели в эксплуатацию первый пусковой комплекс новых электролизных ванн в рамках инвестиционного проекта по внедрению высокоэффективной технологии электроэкстракции, которая предусматривает отказ от плавки никелевых анодов. Вместо них сырьем для выпуска товарного металла станет никелевый порошок, получаемый в трубчатых печах. «Запуск в эксплуатацию первой серии новых электролизных ванн является важнейшим этапом внедрения инновационного метода производства никеля. Мы получили неоценимый опыт в использовании технологии электроэкстракции и теперь готовы к его применению в масштабах всей компании», – отметил генеральный директор Кольской ГМК Игорь Рышкель.

Картинки по запросу рафинирование никеля

В первом пусковом комплексе 42 современных резервуара. Они пришли на смену старым ваннам, в которых используются растворимые аноды. Сегодня эта технология считается устаревшей и трудоемкой, поскольку после каждой загрузки ванны приходится разбирать и чистить. Кроме того, процесс электролиза сопровождается потерями металлов.
В новых резервуарах при получении электролитного никеля используют нерастворимые аноды, срок эксплуатации которых составляет около пяти лет. При этом сами ванны имеют большую вместимость по количеству размещаемых анодов. Их не надо чистить, а потери драгоценных и цветных металлов сведены к нулю.
Применение новейших технологий позволит компании сократить операционные затраты и потери металла в процессе производства, повысить качество продукции. Особое место в проекте отводится снижению воздействия на окружающую среду. Из технологической цепочки производства никеля методом элетроэкстракции исключается дуговая анодная электропечь, что приведет к снижению выбросов диоксида серы и никельсодержащей пыли в атмосферу. По новой технологии уже получена готовая продукция.
Всего на технологию электроэкстракции поэтапно переведут 476 электролизных ванн цеха электролиза никеля. Инвестиции «Норникеля» в модернизацию никелевого производства Кольской ГМК составляют более 20 млрд руб.
Похожее изображение

Справка:

Электролизом никеля принято называть пере­дел электрохимической переработки никель-содержащих полупродуктов с выделением то­варного никеля на катоде. В настоящее время элек­тролиз никеля реализован в промышленном масштабе в следующих вариантах:

  • Электролитическое рафинирование черновых металлических анодов (ЭРМ).
  • Электролитическое рафинирование сульфид­ных анодов (ЭРС).
  • Электроэкстракция никеля из сернокислых растворов (ЭЭС).
  • Электроэкстракция никеля из хлоридных рас­творов (ЭЭХ).

Электролиз никеля является конечным переделом технологических схем переработки никелевого сырья, позволяющим, кроме получения металла, решить задачу выделения кобальта и металлов платиновой группы в полупродукты для дальнейшего рафинирования (ЭРМ и ЭРС). В схемах ЭЭС и ЭЭХ на пе­ределе электролиза никеля регенерируется серная кислота или хлор для использования на головных переделах получения никелевых растворов.

Электроэкстракция представляет собой особый электрохимический процесс, при котором не происходит растворения анодного материала, а осаждение катодного металла происходит лишь за счет разряда соответствующих ионов из раствора.

Принципиально электроэкстракция отличается от электрорафинирования тем, что ионы металла поступают в электролит не путем растворения анодов, а выщелачиванием из руды или путем добавления в отработанный электролит карбоната металла.

Преимущества технологии электроэкстракции – возможность использования бедных по никелю руд, отсутствие ряда пирометаллургических операций; сокращение выбросов в атмосферу вредных веществ; существенное снижение энергозатрат.

Картинки по запросу рафинирование никеля

Технология ЭЭС была разработана фирмой Оутокумпу и вначале была реализована на ее предприятии в г. Харьявалта. В настоящее время по этой технологии работают предприятия в Бразилии, Китае, Зимбабве, ЮАР. Действующие по этой технологии предприятия имеют суммарную мощность -80,0 тыс. т никеля.

Электроэкстракция никеля имеет следующие преимущества перед электрорафинированием:

  • Отсутствиерядапирометаллургическихопераций;
  • Отсутствиешлама;
  • Поддержание высокой чистоты электролита в процессе электролиза;
  • Возможность использования бедных по никелю руд.

В ванне электролитической экстракции никеля на катоде происходит совместное восстановление никеля и водорода, а на аноде реакция разложения воды. Выход по току по никелю в выбранном электролите равен 90 %. Катодный процесс проходит по механизму смешанной кинетики, анодный по механизму замедленного разряда.

Катодная плотность тока 250 А/м2, с увеличением плотности тока увеличивается выход по току и увеличивается удельный расход электроэнергии. Высокая скорость циркуляции позволяет достичь более высокой предельной плотности тока, однако это невыгодно из-за возрастающих затрат на выщелачивание и очистку питающего раствора.

Анодной реакцией при ЭЭС является окисление воды, поэтому основной проблемой в этой технологии является подбор материала анода. Обычно применяют либо чистый свинец, либо свинец, легированный различными добавками. Несмотря на высокую стойкость свинца в сернокислых средах, аноды являются источником загрязнения электролита свинцом, поэтому требуется отдельная операция очистки электролита от свинца.

Картинки по запросу рафинирование никеля

Обычно в процессе электроэкстракции никеля температуру поддерживают на уровне 60-65ºС, чтобы избежать чрезмерного испарения, расхода энергии на нагрев электролита и выхода из строя элементов ванны, чувствительных к высокой температуре. Вследствие того, что с ростом температуры скорость восстановления ионов никеля увеличивается в большей степени, чем водорода повышение температуры электролита увеличивает выход по току.

Электролиз никеля следует вести с разделением катодного и анодного процессов диафрагмой, предотвращающей попадание примесей, серной кислоты, хлора, соляной кислоты к катодам, так как продукты анодного процесса либо загрязняют металл, либо снижают выход потоку. Наличие диафрагмы приводит к необходимости циркуляции электролита.

Принципиально электроэкстракция отличается от электрорафинирования тем, что ионы металла поступают в электролит не путем растворения анодов, а выщелачиванием из руды или путем добавления в отработанный электролит карбоната металла. Очищенный от примесей католит подается в катодный ящик, где на катоде происходит осаждение чистого никеля, а на выходе анолит, обогащенный серной кислотой, подается на выщелачивание, или же производится корректировка карбонатом никеля. Как правило, в качестве катодов применяют стальные или титановые матрицы, а в качестве материала анодов используют свинец. Используются 4 основных типа электролита для электроэкстракции никеля: сульфатный, хлоридный, сульфато-хлоридный и аммонийный.

Самое широкое распространение на сегодняшний день имеют сульфатные электролиты. Они обладают рядом существенных преимуществ перед хлоридными и аммонийными. Это простота, хорошая электропроводность и отсутствие выделения ядовитых газов на электродах и необходимости их отвода. Выход по току в таких электролитах колеблется в пределах от 70 до 96 % .

Картинки по запросу электроэкстракция никеля

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!