РАЗДЕЛЕНИЕ МЕДИ И НИКЕЛЯ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ФАЙНШТЕЙНА

Обоснован способ переработки сульфидно-металлических расплавов, включающий их грануляцию и последующий электролиз гранул. Кристаллизация с высокой скоростью обеспечивает образование ультрадисперсной структуры и стабилизацию нестехиометрических высокотемпературных фаз, что ведет к увеличению реакционной способности гранул при последующей гидрометаллургической переработке. В растворе серной кислоты электролизом гранулированного медно-никелевого файнштейна, имеющего соотношение меди к никелю, равное 1 : 1, на катоде выделен порошок меди, а на аноде – серосульфидный (NiS–Сu9S5–Cu7S4–S) шлам. Оценено влияние плотности тока и продолжительности процесса на показатели электролиза и качество выделяемого медного порошка. Серосульфидный шлам (содержащий более 50 % серы) образует на поверхности гранул пассивирующий слой, препятствующий подводу реагентов и отводу продуктов реакций из зоны взаимодействия. При анодной плотности тока до 100 А/м2 обеспечен перевод металлов в раствор и формирование на катоде медного порошка, отвечающего марке ПМС-1. Порошок представлен частицами дендритной и осколочной форм размером от 1 до 100 мкм. Качественный медный порошок образован при насыщении электролита по никелю до 28,0 г/дм3 . Анодный выход по току по сере равен 37 %, а катодный по меди – 92,8 %. Процесс рекомендован для разделения меди и никеля при переработке сульфидно-металлических сплавов. Содержание меди в растворе в ходе электролиза колебалось в пределах 0,4–2,0 г/дм3 .

файнштейн, грануляция, сульфиды, медь, никель, сера, электролиз, электрохимическое окисление, плотность тока, электролит

1. Чижиков Д.М., Гуляницкая З.Ф., Плигинская Л.В., Субботина Е.А. Электрометаллургия медно-никелевых сульфидных сплавов в водных растворах. М.: Наука, 1977.

2. Nechvoglod O.V., Selivanov E.N., Mamyachenkov S.V. The electrolysis of granulated copper-nickel matte // Metals and materials processing in clean environment. Aqueous, low temperatures and electrochemical processing: Fray Intern. Symp. (Cancun, 27 Nov. — 1 Dec. 2011). Wilmington: FLOGEN Technologies Inc., 2012. Vol. 6. P. 601—620.

3. Selivanov E.N., Nechvoglod O.V., Lobanov V.G. The effect of the nickel sulphide alloys structure on their electrochemical oxidation parameters // 15th IFAC Symp. on control, optimization and automation in mining, minerals and metal processing proceedings (San-Francisco, 25— 28 Aug. 2013). Wilmington: FLOGEN Technologies Inc., 2013. P. 259—262.

4. Фокеева И.Г., Цымбулов Л.Б., Ерцева Л.Н., Нафталь М.Н., Фомичев В.Б. Выбор оптимального режима охлаждения файнштейна с повышенным содержанием меди // Цвет. металлы. 2005. No. 7. С. 42—45.

5. Selivanov E.N., Nechvoglod O.V., Udoeva L.Yu., Lobanov V.G., Mamyachenkov S.V. Electrochemical oxidation of coppernickel metal-sulfide alloys // Metall. Nonferr. Met. 2009. Vol. 6. P. 577—581.

6. Ерцева Л.Н., Цемехман Л.Ш., Цымбулов Л.Б., Фомичев В.Б. О строении твердых штейнов никелевого производства // Цвет. металлы. 2008. No. 3. С. 21—23.

7. Нафталь М.Н., Шестакова Р.Д., Петров А.Ф. Особенности технологии выщелачивания высокомедистого файнштейна // Цвет. металлы. 2000. No. 6. С. 44—49

8. Ремень Т. Ф., Рябко А.Г., Кострицын В.Н., Иванова А.Ф. Способы переработки медно-никелевых файнштейнов // Цвет. металлургия (Бюл. ЦИИН). Сер. Пр-во тяжелых цветных металлов. 1982. Вып. 7. С. 1—36.

9. Nechvoglod O.V., Selivanov E.N., Mamyachenkov S.V. Effect of structure on the electrochemical oxidation rate of copper and nickel sulfides // Defect Diffus. Forum. 2012. Vol. 326—328. P. 383—387.

10. Травничек М.И., Масляницкий И.Н. Изменение структуры медно-никелевых файнштейнов в зависимости от режима их охлаждения // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1970. No. 1. С. 31—34.

11. Ayers M.D. Production of powders, strip and other metal products from refined molted: Pat. 3502446 (USA). 1967.

12. Tsantrizos P.G., Francois A., Ehtezarian M. Method and apparatus for production metal powders: Pat. 08515425 (USA). 1995.

13. Чантурия В.А., Вигдергауз В.Е. Электрохимия сульфидов. Теория и практика флотации. М.: Руда и металлы, 2008.

14. Каковский И.А., Набойченко С.С. Кинетика окисления и растворения халькогенидов цветных металлов. М.: Наука, 1986.

15. Peters E. Direct leaching of sulfides: chemistry and application // Metall. Trans. B. 1976. Vol. 7B. P. 505—517.

16. Ghali E., Maruejouls A., Deroo D. Electrodissolution de la millérite en milieu chlorhydrique // J. Appl. Electrochem. 1980. Vol. 10. P. 709—719.

17. Price D.C., Davenport W.G. Anodic reactions of Ni3S2, β-NiS and nickel matte // J. Appl. Electrochem. 1982. Vol. 12. P. 281—290.

18. Watling H.R. The bioleaching of nickel-copper sulfides // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 91. Iss. 1—4. P. 70—88.

19. Durga I.K., Srinivasa S.R., Reddy A.E., Chandu V., Gopi M., Kim H. Achieving copper sulfide leaf like nanostructure electrode for high performance super capacitor and quantum-dot sensitized solar cells // Appl. Surf. Sci. 2018. Vol. 435. P. 666—675.

20. Набойченко С.С. Порошки цветных металлов. М.: Металлургия, 1997.

21. Кляйн С.Э., Селиванов Е.Н., Воронов В.В., Нечвоглод О.В., Набойченко С.С. Способ извлечения элементной серы из серосодержащих материалов: Пат. 2427529 (РФ). 2011.

22. Frank K.C., Michael S.M., Venkoba R., Timothy G.R., William G.D. Extractive metallurgy of nickel, cobalt and platinum-group metals. 2-nd ed. Oxford: Elsevier, 2011.

23. Schlesinger M.E., Mattew J.K., Kathryn C.S., Davenport G.W. Extractive metallurgy of copper. 2-nd ed. Oxford: Elsevier, 2011.