RU2711068C1 - Nickel chloride production method - Google Patents
Nickel chloride production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711068C1 RU2711068C1 RU2019122228A RU2019122228A RU2711068C1 RU 2711068 C1 RU2711068 C1 RU 2711068C1 RU 2019122228 A RU2019122228 A RU 2019122228A RU 2019122228 A RU2019122228 A RU 2019122228A RU 2711068 C1 RU2711068 C1 RU 2711068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nickel
- chloride
- nickel chloride
- iron
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/08—Halides
- C01G53/09—Chlorides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, преимущественно к получению солей никеля и может быть использовано для переработки отходов цветных металлов, таких как обрезь никелевых или кобальтовых электродов или остатков от их растворения. Соли цветных металлов находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности и, в первую очередь, в качестве прекурсоров электродных материалов.The invention relates to hydrometallurgy of non-ferrous metals, mainly to the production of nickel salts and can be used for the processing of non-ferrous metal waste, such as trimming nickel or cobalt electrodes or residues from their dissolution. Non-ferrous metal salts are increasingly used in various industries and, primarily, as precursors of electrode materials.
В настоящее время более 5% никеля и кобальта, получаемых методом электроэкстракции, уходит в обрезь в виде металлического лома и реализуется по низкой цене. Поэтому обрезь катодов является доступным и относительно дешевым сырьем для получения солей цветных металлов. При получении чистых солей часто используют методы, основанные на растворении стружки товарных металлов в азотной кислоте, с последующим осаждением карбонатов или гидроксидов никеля, которые далее растворяют в соляной кислоте с получением раствора хлорида металла и последующим выделением из него товарной соли. Однако существующие способы производства хлорида никеля являются малопроизводительными и энергозатратными, что обуславливает высокую стоимость получаемых солей. Кроме того, большинство способов сопровождается выделением водорода, что делает процесс производства взрывоопасным.Currently, more than 5% of nickel and cobalt obtained by electroextraction is scraped off as scrap metal and sold at a low price. Therefore, cathode trimming is an affordable and relatively cheap raw material for the production of non-ferrous metal salts. In the preparation of pure salts, methods are often used that are based on the dissolution of commodity metal shavings in nitric acid, followed by precipitation of nickel carbonates or hydroxides, which are then dissolved in hydrochloric acid to obtain a metal chloride solution and subsequent isolation of the commodity salt from it. However, existing methods for the production of nickel chloride are inefficient and energy-intensive, which leads to the high cost of the resulting salts. In addition, most methods are accompanied by the release of hydrogen, which makes the production process explosive.
Известен способ получения хлорида никеля (см. пат. 16403 Казахстан, МПК7 C01G 53/09, 2005), включающий электрохимическое растворение металлических никелевых электродов в солянокислом растворе, содержащем 1-5 моль/л HCl при воздействии переменного тока промышленной частоты плотностью 500-1500 А/м2 с последующим выделением из раствора хлоридной соли никеля.A known method of producing nickel chloride (see Pat. 16403 Kazakhstan, IPC 7 C01G 53/09, 2005), comprising the electrochemical dissolution of metallic nickel electrodes in a hydrochloric acid solution containing 1-5 mol / l HCl when exposed to alternating current industrial frequency with a density of 500- 1500 A / m 2 followed by isolation of nickel chloride salt from the solution.
Недостатком данного способа является высокая энергоемкость, обусловленная повышенной плотностью тока, и интенсивное выделение водорода на катоде из кислого раствора, что делает способ взрывоопасным. Кроме того, способ не обеспечивает полноту перевода никеля в хлоридный раствор вследствие образования осыпи никелевого анода на конечной стадии электрохимического растворения, а использование никелевых электродов в качестве исходного сырья повышает стоимость производства хлорида никеля.The disadvantage of this method is the high energy intensity due to the increased current density, and the intensive evolution of hydrogen at the cathode from an acidic solution, which makes the method explosive. In addition, the method does not ensure the complete conversion of nickel to the chloride solution due to the formation of scree of the nickel anode at the final stage of electrochemical dissolution, and the use of nickel electrodes as a feedstock increases the cost of nickel chloride production.
Известен также принятый в качестве прототипа способ получения хлорида никеля (см. пат. США 5853692, МПК6 C01G 53/09, 1998), включающий предварительную обработку отработанного никелевого анода в виде металлической стружки раствором 3-7% соляной кислоты для удаления поверхностных примесей, измельчение анода до крупности от 50 мкм до 5 мм и его растворение в 10-35% растворе соляной кислоты в течение 24 часов при соотношении соляной кислоты и никеля 1 или более и температуре 20-80°C с образованием кислого водного раствора хлорида никеля с концентрацией 190,7 г/л, содержащего свободную соляную кислоту. Для удаления свободной кислоты ее нейтрализуют добавлением КОН или отгоняют при высокой температуре. Полученный раствор фильтруют для удаления нерастворимых компонентов, пропускают воздух через фильтрат и при величине рН 2-5, который поддерживают путем добавления KOH, осаждают из раствора гидроксиды железа и хрома и отделяют их фильтрованием. Затем в полученный раствор хлорида никеля добавляют порошок Ni в количестве 0,1-2 г/л для удаления ионов тяжелых металлов с отделением очищенного раствора хлорида никеля. После удаления примесей очищенный раствор упаривают с последующим охлаждением и кристаллизацией хлоридных солей никеля.Also known is accepted as a prototype method for producing nickel chloride (see US Pat. US 5853692, IPC 6 C01G 53/09, 1998), including pre-treatment of the spent nickel anode in the form of metal chips with a solution of 3-7% hydrochloric acid to remove surface impurities, grinding the anode to a particle size of 50 μm to 5 mm and dissolving it in a 10-35% hydrochloric acid solution for 24 hours at a ratio of hydrochloric acid and nickel of 1 or more and a temperature of 20-80 ° C to form an acidic aqueous solution of nickel chloride with a concentration 190.7 g / l, soda holding free hydrochloric acid. To remove the free acid, it is neutralized by the addition of KOH or distilled off at high temperature. The resulting solution is filtered to remove insoluble components, air is passed through the filtrate and, at a pH of 2-5, which is maintained by adding KOH, iron and chromium hydroxides are precipitated from the solution and separated by filtration. Then, Ni powder in an amount of 0.1-2 g / l is added to the resulting nickel chloride solution to remove heavy metal ions to separate the purified nickel chloride solution. After removal of impurities, the purified solution is evaporated, followed by cooling and crystallization of nickel chloride salts.
К недостаткам известного способа следует отнести наличие в очищенном от железа растворе высокого содержания калия, который переходит в хлоридную никелевую соль при ее кристаллизации, а также повышенную энергоемкость, так как при переработке получают растворы, которые требуют дополнительного упаривания для кристаллизации хлоридных солей никеля. Способ предусматривает отгонку избыточной кислоты, что требует дополнительных энергозатрат и усложняет процесс получения хлорида никеля. Кроме того, способ является длительным, а в процессе выщелачивания имеет место выделение водорода, который образует с воздухом взрывоопасные смеси.The disadvantages of this method include the presence of a solution of high potassium in iron-free solution, which goes into nickel chloride salt during its crystallization, as well as increased energy intensity, since solutions that require additional evaporation to crystallize nickel chloride salts are obtained during processing. The method involves the distillation of excess acid, which requires additional energy and complicates the process of producing nickel chloride. In addition, the method is lengthy, and in the process of leaching, hydrogen is released, which forms explosive mixtures with air.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении чистоты получаемого хлорида никеля, снижении энергоемкости способа и уменьшении числа операций. Технический результат заключается также в повышении безопасности способа.The present invention aims to achieve a technical result, which consists in increasing the purity of the obtained Nickel chloride, reducing the energy intensity of the method and reducing the number of operations. The technical result also consists in increasing the safety of the method.
Технический результат достигается тем, что в способе получения хлорида никеля, включающем обработку при повышенной температуре измельченных металлических никельсодержащих отходов хлоридным раствором с получением раствора хлорида никеля, очистку раствора от примесных компонентов и кристаллизацию хлорида никеля при охлаждении очищенного раствора, согласно изобретению, обработку отходов ведут железосодержащим раствором хлорида никеля с концентрацией 2-5 г/л железа(III) при подаче газообразного хлора и поддержании окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в пределах 550-800 мВ до обеспечения плотности раствора 1,52-1,61 г/дм3.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing nickel chloride, comprising processing at an elevated temperature the crushed metal nickel-containing waste with a chloride solution to obtain a solution of nickel chloride, purifying the solution from impurity components and crystallizing nickel chloride while cooling the purified solution, according to the invention, the waste is treated with iron a solution of nickel chloride with a concentration of 2-5 g / l of iron (III) while supplying gaseous chlorine and maintaining oxidation-reduction potential potential (ORP) in the range of 550-800 mV to ensure a solution density of 1.52-1.61 g / DM 3 .
Достижению технического результата способствует то, что в качестве металлических никельсодержащих отходов используют отходы производства катодного никеля.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that cathode nickel production wastes are used as metallic nickel-containing wastes.
Достижению технического результата способствует также то, что обработку отходов ведут железосодержащим раствором хлорида никеля с концентрацией 50-230 г/л никеля при температуре 40-90°С.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that the waste is treated with an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 50-230 g / l of nickel at a temperature of 40-90 ° C.
Достижению технического результата способствует также и то, что очистку раствора хлорида никеля ведут путем его нейтрализации карбонатом или гидроксидом никеля до рН=2,5-3,5 при температуре 60-80°C с получением гидратного железистого кека и очищенного раствора хлорида никеля.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that the nickel chloride solution is cleaned by neutralizing it with carbonate or nickel hydroxide to pH = 2.5-3.5 at a temperature of 60-80 ° C to obtain hydrated gum cake and a purified nickel chloride solution.
Достижению технического результата способствует и то, что гидратный железистый кек растворяют в соляной кислоте с получением раствора хлорного железа.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that hydrated glandular cake is dissolved in hydrochloric acid to obtain a solution of ferric chloride.
На достижение технического результата направлено то, что очистку раствора ведут путем жидкостной экстракции органической смесью на основе трибутилфосфата или третичного амина при температуре 40-70°C с получением рафината в виде очищенного раствора хлорида никеля и экстракта, который подвергают водной реэкстракции с получением реэкстракта в виде раствора хлорного железа.The achievement of the technical result is directed to the fact that the solution is cleaned by liquid extraction with an organic mixture based on tributyl phosphate or a tertiary amine at a temperature of 40-70 ° C to obtain the raffinate in the form of a purified solution of nickel chloride and the extract, which is subjected to aqueous stripping to obtain a stripping in the form ferric chloride solution.
На достижение технического результата направлено также то, что раствор хлорного железа используют на стадии обработки металлических никельсодержащих отходов.The achievement of the technical result is also directed to the fact that a solution of ferric chloride is used at the stage of processing metallic nickel-containing waste.
На достижение технического результата направлено и то, что кристаллизацию хлорида никеля ведут при охлаждении очищенного раствора до 10-20°С.To achieve a technical result, it is also directed that crystallization of nickel chloride is carried out when the purified solution is cooled to 10-20 ° C.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Обработка металлических никельсодержащих отходов, осуществляется путем подачи их в раствор хлорида никеля, содержащий ионы железа(III), при поддержании ОВП в пределах 550-800 мВ по реакции:The processing of metallic nickel-containing wastes is carried out by feeding them into a solution of nickel chloride containing iron (III) ions, while maintaining the ORP in the range of 550-800 mV according to the reaction:
Подача хлора позволяет проводить регенерацию окислителя согласно реакции:The supply of chlorine allows the regeneration of the oxidizing agent according to the reaction:
и получить концентрированный раствор хлорида никеля, содержащий ионы железа(III).and get a concentrated solution of Nickel chloride containing iron ions (III).
Очистка раствора хлорида никеля от железа(III) перед кристаллизацией проводится путем нейтрализации раствора карбонатом или гидроксидом никеля до рН 2,5-3,5. Железистый кек отфильтровывают, а очищенный раствор подвергают охлаждению с кристаллизацией хлорида никеля. Далее кек растворяют в соляной кислоте и используют полученный раствор в качестве добавки к железосодержащему раствору хлорида никеля на стадии обработки отходов.The purification of a solution of nickel chloride from iron (III) before crystallization is carried out by neutralizing the solution with carbonate or nickel hydroxide to a pH of 2.5-3.5. The glandular cake is filtered off, and the purified solution is cooled with crystallization of nickel chloride. Next, the cake is dissolved in hydrochloric acid and the resulting solution is used as an additive to the iron-containing solution of nickel chloride in the waste treatment stage.
По другому варианту очистку раствора хлорида никеля от железа проводят путем жидкостной экстракции с получением очищенного рафината и экстракта. Железо из экстракта извлекают путем водной реэкстракции с получением раствора хлорида железа(III), который может быть использован на стадии обработки отходов.In another embodiment, the purification of the solution of nickel chloride from iron is carried out by liquid extraction to obtain a purified raffinate and extract. Iron is recovered from the extract by aqueous stripping to obtain a solution of iron (III) chloride, which can be used in the waste treatment stage.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем испрашиваемой правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of the requested legal protection and sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.
Обработка отходов железосодержащим раствором хлорида никеля с концентрацией 2-5 г/л железа(III) позволяет проводить растворение никеля при заданной величине ОВП с достаточно большой скоростью и без поступления в атмосферу газообразного хлора. При концентрации железа(III) менее 2 г/л скорость растворения существенно снижается, а содержание железа(III) более 5 г/л не ведет к увеличению скорости растворения никеля, но требует дополнительных затрат на его последующее извлечение из никелевого раствора.Waste treatment with an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 2-5 g / l of iron (III) allows nickel to be dissolved at a given ORP value at a sufficiently high speed and without gaseous chlorine entering the atmosphere. When the concentration of iron (III) is less than 2 g / l, the dissolution rate is significantly reduced, and the content of iron (III) more than 5 g / l does not increase the dissolution rate of nickel, but requires additional costs for its subsequent extraction from the nickel solution.
Обработка отходов при подаче газообразного хлора и поддержании ОВП в пределах 550-800 мВ обеспечивает присутствие большей части железа в растворе в высокой (+3) степени окисления. При ОВП менее 550 мВ большая часть железа находится в восстановленной форме, и поэтому оно не обеспечивает растворение никеля. Поддержание ОВП более 800 мВ нецелесообразно из-за перерасхода окислителя и возможного выделения газообразного хлора в атмосферу.Waste treatment with the supply of chlorine gas and maintaining the ORP in the range of 550-800 mV ensures the presence of most of the iron in the solution in a high (+3) oxidation state. With an ORP of less than 550 mV, most of the iron is in reduced form, and therefore it does not provide dissolution of nickel. Maintaining an ORP of more than 800 mV is impractical due to the overconsumption of the oxidizing agent and the possible release of gaseous chlorine into the atmosphere.
Обработка отходов железосодержащим раствором хлорида никеля до обеспечения плотности раствора 1,52-1,61 г/дм3 позволяет получить концентрированный по никелю раствор, который пригоден после охлаждения для кристаллизации хлорида никеля без дополнительного упаривания. При плотности раствора менее 1,52 г/дм3 получается недостаточно концентрированный по никелю раствор, который требует упаривания, а при плотности раствора более 1,61 г/дм3 возможна неконтролируемая кристаллизация хлорида никеля при выщелачивании или при очистке раствора от железа.The treatment of the waste with an iron-containing solution of nickel chloride to ensure a solution density of 1.52-1.61 g / dm 3 allows one to obtain a nickel-concentrated solution that is suitable after cooling for crystallization of nickel chloride without additional evaporation. If the density of the solution is less than 1.52 g / dm 3, an insufficiently concentrated solution of nickel is obtained that requires evaporation, and if the density of the solution is more than 1.61 g / dm 3, uncontrolled crystallization of nickel chloride during leaching or when cleaning the solution from iron is possible.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении чистоты получаемого хлорида никеля, снижении энергоемкости и уменьшении числа операций, а также в повышении безопасности способа.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the purity of the obtained Nickel chloride, reducing energy intensity and reducing the number of operations, as well as to increase the safety of the method.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following operations and operating parameters are preferred.
Использование металлических отходов производства катодного никеля в качестве исходного сырья позволяет снизить затраты на получение товарного хлорида никеля.The use of metal waste from the production of cathode nickel as a feedstock allows to reduce the cost of obtaining salable nickel chloride.
Обработка отходов железосодержащим раствором хлорида никеля с концентрацией 50-230 г/л никеля позволяет проводить растворение никеля с достаточно большой скоростью и получать растворы, пригодные для последующей кристаллизации. При концентрации никеля менее 50 г/л скорость растворения существенно снижается, а содержание никеля в растворе более 230 г/л требует использования значительных объемов исходного раствора выщелачивания.Waste treatment with an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 50-230 g / l of nickel allows nickel to dissolve at a fairly high speed and to obtain solutions suitable for subsequent crystallization. When the nickel concentration is less than 50 g / l, the dissolution rate is significantly reduced, and the nickel content in the solution of more than 230 g / l requires the use of significant volumes of the initial leaching solution.
Проведение обработки отходов при температуре 40-90°С способствует повышению скорости растворения никеля и обеспечивает возможность получения достаточно концентрированных растворов хлорида никеля, не требующих дополнительного упаривания. Проведение обработки отходов при температуре менее 40°С может привести к началу кристаллизации соли при последующей очистке раствора, а проведение обработки при температуре более 90°С нецелесообразно из-за высоких энергозатрат на нагрев раствора.Carrying out waste treatment at a temperature of 40-90 ° C helps to increase the dissolution rate of nickel and provides the possibility of obtaining sufficiently concentrated solutions of nickel chloride, which do not require additional evaporation. Waste treatment at a temperature of less than 40 ° C can lead to the onset of salt crystallization during subsequent cleaning of the solution, and processing at a temperature of more than 90 ° C is impractical due to the high energy consumption for heating the solution.
Очистка раствора хлорида никеля путем его нейтрализации карбонатом или гидроксидом никеля до рН=2,5-3,5 при температуре 60-80°С позволяет проводить глубокую очистку раствора от железа без введения дополнительных примесей в виде щелочных металлов. Нейтрализация до рН менее 2,5 не обеспечивает полноту извлечения железа из раствора, а при нейтрализации до рН более 3,5 происходит значительное соосаждение никеля в гидратный железистый кек и требует повышенного расхода нейтрализующего реагента. Проведение очистки раствора при температуре менее 60°С приводит к снижению скорости фильтрования гидратного железистого кека, а очистка при температуре более 80°С нецелесообразна из-за высоких энергозатрат на нагрев и последующее охлаждение раствора.Purification of a solution of nickel chloride by neutralizing it with carbonate or nickel hydroxide to pH = 2.5-3.5 at a temperature of 60-80 ° C allows for deep cleaning of the solution from iron without introducing additional impurities in the form of alkali metals. Neutralization to a pH of less than 2.5 does not ensure the complete extraction of iron from the solution, and when neutralized to a pH of more than 3.5, nickel significantly co-precipitates into hydrated gland cake and requires an increased consumption of a neutralizing reagent. Carrying out the cleaning solution at a temperature of less than 60 ° C leads to a decrease in the rate of filtration of hydrated ferrous cake, and cleaning at a temperature of more than 80 ° C is impractical due to the high energy consumption for heating and subsequent cooling of the solution.
Растворение гидратного железистого кека в соляной кислоте обеспечивает полный перевод железа(III) в раствор хлорного железа.The dissolution of hydrated ferrous cake in hydrochloric acid provides a complete transfer of iron (III) to a solution of ferric chloride.
Очистка раствора хлорида никеля путем жидкостной экстракции органической смесью на основе трибутилфосфата или третичного амина при температуре 40-70°C с получением рафината в виде очищенного раствора хлорида никеля и экстракта, который подвергают водной реэкстракции с получением реэкстракта в виде раствора хлорного железа, позволяет наиболее полно извлечь железо(III) из раствора и дополнительно очистить раствор от микропримесей меди и кобальта. Проведение экстракции железа(III) при температуре менее 40°С приводит к образованию вязких растворов и третьей фазы, что затрудняет проведение очистки, а при температуре более 70°С увеличивается растворимость экстрагента и снижается безопасность процесса.Purification of a solution of nickel chloride by liquid extraction with an organic mixture based on tributyl phosphate or a tertiary amine at a temperature of 40-70 ° C to obtain a raffinate in the form of a purified solution of nickel chloride and an extract that is subjected to aqueous stripping to obtain a stripping solution in the form of a solution of ferric chloride allows the most complete remove iron (III) from the solution and additionally clean the solution of trace elements of copper and cobalt. Carrying out the extraction of iron (III) at a temperature of less than 40 ° C leads to the formation of viscous solutions and the third phase, which complicates the purification, and at a temperature of more than 70 ° C, the solubility of the extractant increases and the safety of the process decreases.
Использование раствора хлорного железа на стадии обработки металлических никельсодержащих отходов железосодержащим раствором хлорида никеля позволяет использовать железо в обороте, что снижает затраты на реагенты, повышая эффективность способа.The use of a solution of ferric chloride at the stage of processing metallic nickel-containing wastes with an iron-containing solution of nickel chloride allows the use of iron in circulation, which reduces the cost of reagents, increasing the efficiency of the method.
Проведение кристаллизации хлорида никеля при температуре очищенного раствора 10-20°С обеспечивает высокий выход кристаллического хлорида никеля из очищенного раствора. Проведение кристаллизации при температуре раствора менее 10°С требует дополнительных энергозатрат на охлаждение раствора, а при температуре более 20°С будет иметь место пониженный выход кристаллического хлорида никеля.The crystallization of Nickel chloride at a temperature of the purified solution of 10-20 ° C provides a high yield of crystalline Nickel chloride from the purified solution. Carrying out crystallization at a solution temperature of less than 10 ° C requires additional energy for cooling the solution, and at a temperature of more than 20 ° C there will be a reduced yield of crystalline nickel chloride.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения повышения чистоты получаемого хлорида никеля, снижения энергоемкости и уменьшения числа операций при повышении безопасности способа.The above particular features of the invention allow the method to be carried out in an optimal mode from the point of view of increasing the purity of the resulting nickel chloride, reducing energy intensity and reducing the number of operations while increasing the safety of the method.
Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими Примерами.The essence of the proposed method and the achieved results can be more clearly illustrated by the following Examples.
Пример 1. Берут 1 кг измельченных отходов производства катодного никеля в виде стружки, содержащих 99,9 мас. % Ni и загружают в 5 л железосодержащего раствора хлорида никеля с концентрацией 50 г/л Ni и 5 г/л Fe(III). Обработку отходов ведут в течение 4 часов при температуре 90°С и подаче газообразного хлора, поддерживая в растворе ОВП в пределах 550-750 мВ, до достижения плотности получаемого раствора хлорида никеля 1,52.Example 1. Take 1 kg of crushed waste production of cathode nickel in the form of chips containing 99.9 wt. % Ni and loaded into 5 l of an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 50 g / l Ni and 5 g / l Fe (III). Waste treatment is carried out for 4 hours at a temperature of 90 ° C and the supply of gaseous chlorine, maintaining in the ORP solution in the range of 550-750 mV, until the density of the resulting solution of Nickel chloride 1.52.
Затем осуществляют очистку раствора хлорида никеля при температуре 80°С путем его нейтрализации карбонатом никеля до рН=2,5 с получением 0,06 кг гидратного железистого кека (на сухой вес) состава, мас. %: 44,4 Fe, 3,0 Ni, 0,003 Со, 0,006 Cu. Очищенный раствор охлаждают при перемешивании до температуры 10°C с кристаллизацией хлорида никеля. Получают 3,8 кг хлорида никеля NiCl2⋅6H2O состава, мас. %: 24,1 Ni, 0,003 Fe, 0,005 Со, 0,004 Cu, и 1,8 л маточного раствора состава, г/л: 188 Ni, 0,002 Fe, 0,016 Со, 0,001 Cu.Then carry out the purification of a solution of Nickel chloride at a temperature of 80 ° C by neutralizing it with Nickel carbonate to pH = 2.5 to obtain 0.06 kg of hydrated ferrous cake (dry weight) composition, wt. %: 44.4 Fe, 3.0 Ni, 0.003 Co, 0.006 Cu. The purified solution is cooled with stirring to a temperature of 10 ° C with crystallization of Nickel chloride. Get 3.8 kg of Nickel chloride NiCl 2 ⋅ 6H 2 O composition, wt. %: 24.1 Ni, 0.003 Fe, 0.005 Co, 0.004 Cu, and 1.8 L of the mother liquor composition, g / l: 188 Ni, 0.002 Fe, 0.016 Co, 0.001 Cu.
Пример 2. Берут 1 кг отходов производства катодного никеля по Примеру 1 и загружают в 10 л железосодержащего раствора хлорида никеля с концентрацией 200 г/л Ni и 3 г/л Fe(III). Обработку отходов ведут в течение 4,5 часов при температуре 80°С и подаче газообразного хлора, поддерживая в растворе ОВП в пределах 650-800 мВ, до достижения плотности получаемого раствора хлорида никеля 1,55 г/дм3.Example 2. Take 1 kg of waste production of cathode Nickel according to Example 1 and load into 10 l of an iron-containing solution of Nickel chloride with a concentration of 200 g / l Ni and 3 g / l Fe (III). Waste treatment is carried out for 4.5 hours at a temperature of 80 ° C and the supply of chlorine gas, maintaining in the ORP solution in the range of 650-800 mV, until the density of the resulting solution of Nickel chloride of 1.55 g / DM 3 .
Затем осуществляют очистку раствора хлорида никеля при температуре 70°С путем его нейтрализации карбонатом никеля до рН=3,0 с получением 0,08 кг гидратного железистого кека (на сухой вес) состава, мас. %: 40,4 Fe, 3.6 Ni, 0,003 Со, 0,006 Cu. Очищенный раствор охлаждают при перемешивании до температуры 18°C с кристаллизацией хлорида никеля. Получают 8,8 кг хлорида никеля NiCl2⋅6H2O состава, мас. %: 24,2 Ni, 0,001 Fe, 0,006 Со, 0,003 Cu, и 3,9 л маточного раствора состава, г/л: 230 Ni, 0,002 Fe, 0,016 Со, 0,001 Cu.Then, a solution of nickel chloride is purified at a temperature of 70 ° C by neutralizing it with nickel carbonate to pH = 3.0 to obtain 0.08 kg of hydrated ferrous cake (on dry weight) composition, wt. %: 40.4 Fe, 3.6 Ni, 0.003 Co, 0.006 Cu. The purified solution is cooled with stirring to a temperature of 18 ° C with crystallization of Nickel chloride. Get 8.8 kg of Nickel chloride NiCl 2 ⋅ 6H 2 O composition, wt. %: 24.2 Ni, 0.001 Fe, 0.006 Co, 0.003 Cu, and 3.9 L of the mother liquor, g / L: 230 Ni, 0.002 Fe, 0.016 Co, 0.001 Cu.
Пример 3. Берут 1 кг отходов производства катодного никеля по Примеру 1 и загружают в 5 л железосодержащего раствора хлорида никеля с концентрацией 100 г/л Ni и 4 г/л Fe(III), для получения которого используют маточный раствор, образовавшийся при кристаллизации, и раствор хлорного железа, полученный при растворении железистого кека в соляной кислоте. Обработку отходов ведут в течение 4,5 часов при температуре 70°С и подаче газообразного хлора, поддерживая в растворе ОВП в пределах 600-800 мВ, до достижения плотности получаемого раствора хлорида никеля 1,57.Example 3. Take 1 kg of waste production of cathode nickel according to Example 1 and load into 5 l of an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 100 g / l Ni and 4 g / l Fe (III), for which the mother liquor formed during crystallization is used, and a solution of ferric chloride obtained by dissolving glandular cake in hydrochloric acid. Waste treatment is carried out for 4.5 hours at a temperature of 70 ° C and the supply of chlorine gas, maintaining in the ORP solution in the range of 600-800 mV, until the density of the resulting nickel chloride solution reaches 1.57.
Затем осуществляют очистку раствора хлорида никеля при температуре 70°С путем его нейтрализации гидроксидом никеля(П) до рН=3,5 с получением 0,06 кг гидратного железистого кека (на сухой вес) состава, мас. %: 36,4 Fe, 5,8 Ni, 0,002 Со, 0,002 Cu. Гидратный кек растворяют в соляной кислоте с получением 0,25 л раствора, содержащего 80 г/л железа и 12,7 г/л никеля, который присоединяют к маточному раствору, и добавляют воду до объема 5 л, после чего используют на стадии обработки отходов производства катодного никеля. Очищенный раствор охлаждают при перемешивании до температуры 15°C с кристаллизацией хлорида никеля. Получают 4,1 кг хлорида никеля NiCl2-6H20 состава, мас. %: 24,1 Ni, 0,0001 Fe, 0,005 Со, 0,003 Cu, и 2,2 л маточного раствора состава, г/л: 218 Ni, 0,001 Fe, 0,016 Со, 0,001 Cu.Then carry out the purification of the solution of Nickel chloride at a temperature of 70 ° C by neutralizing it with Nickel hydroxide (P) to pH = 3.5 to obtain 0.06 kg of hydrated ferrous cake (dry weight) composition, wt. %: 36.4 Fe, 5.8 Ni, 0.002 Co, 0.002 Cu. The hydrated cake is dissolved in hydrochloric acid to obtain 0.25 L of a solution containing 80 g / L of iron and 12.7 g / L of nickel, which is attached to the mother liquor, and water is added to a volume of 5 L, after which it is used in the waste treatment stage cathode nickel production. The purified solution is cooled with stirring to a temperature of 15 ° C with crystallization of Nickel chloride. Obtain 4.1 kg of Nickel chloride NiCl 2 -6H 2 0 composition, wt. %: 24.1 Ni, 0.0001 Fe, 0.005 Co, 0.003 Cu, and 2.2 L of the mother liquor composition, g / l: 218 Ni, 0.001 Fe, 0.016 Co, 0.001 Cu.
Пример 4. Берут 1 кг отходов производства катодного никеля по Примеру 1 и загружают в 12 л железосодержащего раствора хлорида никеля с концентрацией 230 г/л Ni и 5 г/л Fe(III). Обработку отходов ведут в течение 5 часов при температуре 70°С и подаче газообразного хлора, поддерживая в растворе ОВП в пределах 650-800 мВ, до достижения плотности получаемого раствора хлорида никеля 1,58 г/дм3.Example 4. Take 1 kg of waste production of cathode nickel according to Example 1 and load into 12 l of an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 230 g / l Ni and 5 g / l Fe (III). Waste treatment is carried out for 5 hours at a temperature of 70 ° C and the supply of chlorine gas, maintaining in the ORP solution in the range of 650-800 mV, until the density of the resulting solution of Nickel chloride of 1.58 g / DM 3 .
Затем осуществляют очистку раствора хлорида никеля путем жидкостной экстракции органической смесью состава, об. %: 30 - триизооктиламин, 20 - октанол и 50 - инертный разбавитель (Эскайд) при температуре 70°С и O : В = 1:1 в течение 2 минут. Получают рафинат в виде очищенного раствора хлорида никеля, который направляют на кристаллизацию, и экстракт, содержащий хлорное железо. Очищенный раствор охлаждают при перемешивании до температуры 20°C с кристаллизацией хлорида никеля. Получают 10,4 кг хлорида никеля NiCl2⋅6H2O состава, мас. %: 24,1 Ni, 0,002 Fe, 0.0001 Со, 0,0001 Cu, и 5 л маточного раствора состава, г/л: 244 Ni, 0,001 Fe, 0,001 Со, 0,001 Cu. Экстракт направляют на водную реэкстракцию, которую проводят при O : В = 1:0,8 на трех ступенях противоточной реэкстракции в течение 5 минут с получением 10,6 л раствора хлорного железа состава, г/л: 6,2 Fe, 0,13 Ni, 0,06 Со, 0,011 Cu.Then carry out the purification of a solution of Nickel chloride by liquid extraction with an organic mixture of the composition, vol. %: 30 - triisooctylamine, 20 - octanol and 50 - inert diluent (Escaid) at a temperature of 70 ° C and O: B = 1: 1 for 2 minutes. The raffinate is obtained in the form of a purified nickel chloride solution, which is sent for crystallization, and an extract containing ferric chloride. The purified solution is cooled with stirring to a temperature of 20 ° C with crystallization of Nickel chloride. Get 10.4 kg of Nickel chloride NiCl 2 ⋅ 6H 2 O composition, wt. %: 24.1 Ni, 0.002 Fe, 0.0001 Co, 0.0001 Cu, and 5 L of the mother liquor composition, g / l: 244 Ni, 0.001 Fe, 0.001 Co, 0.001 Cu. The extract is directed to aqueous reextraction, which is carried out at O: B = 1: 0.8 at three stages of countercurrent reextraction for 5 minutes to obtain 10.6 l of a solution of ferric chloride, g / l: 6.2 Fe, 0.13 Ni, 0.06 Co, 0.011 Cu.
Пример 5. Берут 1 кг отходов производства катодного никеля по Примеру 1 и загружают в 5 л железосодержащего раствора хлорида никеля с концентрацией 120 г/л Ni и 2 г/л Fe(III), который получают путем смешения маточного раствора, образовавшегося при кристаллизации, и раствора хлорного железа, полученного при реэкстракции. Обработку отходов ведут в течение 5 часов при температуре 40°С и подаче газообразного хлора, поддерживая в растворе ОВП в пределах 650-800 мВ до достижения плотности получаемого раствора хлорида никеля 1,61 г/дм3.Example 5. Take 1 kg of waste production of cathode nickel according to Example 1 and load into 5 l of an iron-containing solution of nickel chloride with a concentration of 120 g / l Ni and 2 g / l Fe (III), which is obtained by mixing the mother liquor formed during crystallization, and a solution of ferric chloride obtained by reextraction. Waste treatment is carried out for 5 hours at a temperature of 40 ° C and the supply of chlorine gas, maintaining in an ORP solution in the range of 650-800 mV to achieve a density of the resulting Nickel chloride solution of 1.61 g / DM 3 .
Затем осуществляют очистку раствора хлорида никеля путем жидкостной экстракции органической смесью состава, об. %: 80 - трибутилфосфат, 20 - разбавитель (Solvesso 150) при температуре 40°С и O : В = 1:1 в течение 2 минут с получением рафината в виде очищенного раствора хлорида никеля, который направляют на кристаллизацию, и экстракта, содержащего хлорное железо. Экстракт направляют на водную реэкстракцию, которую проводят на 2 ступенях при O : В = 3:1 с получением 1,8 л реэкстракта в виде раствора хлорного железа состава: 5,8 г/л Fe, 0,62 г/л Ni, 0,043 г/л Со, 0,014 г/л Cu, который используют на стадии обработки металлических никельсодержащих отходов. Очищенный раствор охлаждают при перемешивании до температуры 20°C с кристаллизацией хлорида никеля. Получают 4,2 кг хлорида никеля NiCl2⋅6H2O состава, мас. %: 24,3 Ni, 0,0001 Fe, 0,0007 Со, 0,0001 Cu, и 2,4 л маточного раствора состава, г/л: 244 Ni, 0,001 Fe, 0,0021 Со, 0,005 Cu. Маточный раствор смешивают с реэкстрактом, добавляют воду до объема 5 л и подают на стадию обработки отходов производства катодного никеля.Then carry out the purification of a solution of Nickel chloride by liquid extraction with an organic mixture of the composition, vol. %: 80 - tributyl phosphate, 20 - diluent (Solvesso 150) at a temperature of 40 ° C and O: B = 1: 1 for 2 minutes to obtain raffinate in the form of a purified solution of nickel chloride, which is sent for crystallization, and an extract containing chlorine iron. The extract is sent to aqueous reextraction, which is carried out in 2 steps at O: B = 3: 1 to obtain 1.8 l of reextract in the form of a solution of ferric chloride composition: 5.8 g / l Fe, 0.62 g / l Ni, 0.043 g / l Co, 0.014 g / l Cu, which is used at the stage of processing metal nickel-containing waste. The purified solution is cooled with stirring to a temperature of 20 ° C with crystallization of Nickel chloride. Obtain 4.2 kg of Nickel chloride NiCl 2 ⋅ 6H 2 O composition, wt. %: 24.3 Ni, 0.0001 Fe, 0.0007 Co, 0.0001 Cu, and 2.4 L of the mother liquor composition, g / l: 244 Ni, 0.001 Fe, 0.0021 Co, 0.005 Cu. The mother liquor is mixed with a reextract, water is added to a volume of 5 l and fed to the waste processing stage for the production of cathode nickel.
Из вышеприведенных Примеров видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает получение более чистого хлорида никеля. В способе отсутствует энергоемкая операция упаривания для кристаллизации хлоридных солей никеля и не происходит выделения водорода, который образует с воздухом взрывоопасные смеси. Способ согласно изобретению может быть реализован с применением стандартного оборудования и использован для эффективной переработки отходов металлического никеля.From the above Examples it is seen that the proposed method in comparison with the prototype provides a cleaner nickel chloride. In the method there is no energy-intensive evaporation operation for crystallization of chloride salts of Nickel and there is no evolution of hydrogen, which forms explosive mixtures with air. The method according to the invention can be implemented using standard equipment and used to efficiently process waste metal nickel.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019122228A RU2711068C1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Nickel chloride production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019122228A RU2711068C1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Nickel chloride production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2711068C1 true RU2711068C1 (en) | 2020-01-15 |
Family
ID=69171508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019122228A RU2711068C1 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Nickel chloride production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2711068C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4241031A (en) * | 1979-02-16 | 1980-12-23 | Amax Inc. | Dissolution of nickeliferous sulfide material in HCl |
| SU298181A1 (en) * | 1968-12-03 | 1981-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов | Method of pyrifying nickel sulphate solution |
| JPS57205326A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Purifying method for aqueous nickel chloride solution |
| EP0608098A1 (en) * | 1993-01-19 | 1994-07-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Process for the recovery of nickel and/or cadmium and apparatus therefor |
| US5853692A (en) * | 1993-07-02 | 1998-12-29 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Process for manufacturing high purity nickel chloride by recycling waste nickel anode |
| RU2506328C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-02-10 | Рафаэль Арташевич Оганян | Method for extraction of nickel and cadmium from used alkali accumulators and batteries |
-
2019
- 2019-07-11 RU RU2019122228A patent/RU2711068C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU298181A1 (en) * | 1968-12-03 | 1981-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов | Method of pyrifying nickel sulphate solution |
| US4241031A (en) * | 1979-02-16 | 1980-12-23 | Amax Inc. | Dissolution of nickeliferous sulfide material in HCl |
| JPS57205326A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-16 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Purifying method for aqueous nickel chloride solution |
| EP0608098A1 (en) * | 1993-01-19 | 1994-07-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Process for the recovery of nickel and/or cadmium and apparatus therefor |
| US5853692A (en) * | 1993-07-02 | 1998-12-29 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Process for manufacturing high purity nickel chloride by recycling waste nickel anode |
| RU2506328C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-02-10 | Рафаэль Арташевич Оганян | Method for extraction of nickel and cadmium from used alkali accumulators and batteries |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3093354B1 (en) | Scandium recovery method | |
| JP5904459B2 (en) | Manufacturing method of high purity nickel sulfate | |
| US2576314A (en) | Extracting of nickel values from nickeliferous sulfide material | |
| CN107406906B (en) | Process for producing magnesium compounds and various byproducts using sulfuric acid in HCl recovery loop | |
| US9284624B2 (en) | Process for recovering zinc and/or zinc oxide II | |
| EP2832700B1 (en) | Method for producing high-purity nickel sulfate | |
| CN108707748B (en) | Method for purifying stone coal pickle liquor and recovering aluminum, potassium and iron | |
| CN112375910B (en) | Recovery processing method of waste power battery powder | |
| CN110835683B (en) | Method for selectively extracting lithium from waste lithium ion battery material | |
| JP6986997B2 (en) | Lithium carbonate manufacturing method and lithium carbonate | |
| CN101831542B (en) | Method for extracting metallic elements of ferrum, magnesium and calcium from molybdenum milltailings | |
| US10570480B2 (en) | Method for recovering scandium | |
| CN101693554A (en) | Method for extracting vanadium pentoxide from stone coal ores | |
| JP2004285368A (en) | Method for refining cobalt aqueous solution | |
| RU2711068C1 (en) | Nickel chloride production method | |
| KR102576690B1 (en) | Method for separating high-purity valuable metals from used batteries using solvent extraction | |
| CN115976324A (en) | Method for extracting aluminum-gallium-lithium system from coal gangue | |
| CN103667706B (en) | The separating and purifying method of gold in a kind of plation waste material | |
| Clark et al. | Heavy metals in the environment. Part VI: Recovery of cobalt values from spent cobalt/manganese bromide oxidation catalysts | |
| KR20230136948A (en) | Selective recovery method of valuable metals using solvent extraction from lithium secondary battery waste | |
| JP7347083B2 (en) | Manufacturing method of high purity scandium oxide | |
| CN117642519A (en) | Production of high purity nickel and cobalt compounds | |
| CN211545970U (en) | System for producing nano zinc oxide by industrially recycling zinc | |
| KR20000001579A (en) | Separation and recovery of nickel, vanadium, and molybdenum from waste catalyst of vacuum residue desulfurization | |
| JP7347084B2 (en) | Manufacturing method of high purity scandium oxide |