Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН), Москва:

В. А. Брюквин, зав. лаб., эл. почта: brukvin@imet.ac.ru

А. О. Больших, вед. инженер

ОАО «ГМК «Норильский никель», Норильск

В. Т. Дьяченко, нач. департамента инновационного развития

Московский государственный университет тонких химических технологий, Москва:

Т. Б. Елемесов, аспирант каф. химии и технологии редких и рассеянных элементов

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

Е. А. Скрылёва, вед. науч. сотр. каф. материаловедения полупроводников и диэлектриков

Методом линейной вольтамперометрии проведен физико-химический анализ электрохимического поведения металлического никеля в растворах серной кислоты при различных потенциалах его поляризации постоянным током с установлением поляризационной протяженности областей его активного анодного растворения и пассивации. Для установления механизма пассивации анализировали химический состав поверхности пластин никелевых электродов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Согласно результатам анализа компонентного состава пленки, анодно блокирующей поверхность никелевого электрода, в ней содержится до 54 % О, 40 % Ni и 4,5 (ат.) % S. По совокупности данных о энергии связи спектров высокого разрешения Ni_2p3, O_1s и S_2p можно рассматривать пассивацию никелевого электрода как следствие анодного окисления его до трехвалентного состояния с образованием на его реакционной поверхности гидросульфата состава Ni_х(OH)_уSO_z, блокирующего границу фазового раздела никелевого электрода с электролитом. Протяженность области пассивации никеля ограничивается потенциалом поляризации никеля до достижения им трехвалентного состояния и разложения воды с образованием кислорода, которым окисляется образованный гидросульфат, чем обеспечивается депассивация поверхности электрода, сопровождаемая переходом никеля в раствор электролита. Установленные закономерности поляризационного поведения никеля могут быть использованы для обоснования механизма и режимно-параметрического обеспечения процессов гидрометаллургической сернокислотной переработки минерального сульфидного и оксидного никельсодержащего сырья в зависимости от значения окислительного потенциала реакционной системы твердое – жидкое.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 13–08–00200) и Минобрнауки России на оборудовании ЦКП «Материаловедение и металлургия» на базе Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

1. Коррозия металлов и сплавов / редкол. Н. Д. Томашов, А. И. Голубев, Р. М. Альтовский, Е. Н. Миролюбов. — М. : Государственное науч.-техн. изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1963. — 386 с.
2. Воробьева Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. — М. : Химия, 1973. — 816 с.
3. Болобов В. И., Шнеерсон Я. М., Лапин А. Ю. Коррозионная стойкость хромоникелевых сплавов в процессе высокотемпературного выщелачивания золотосодержащего сульфидного сырья // Цветные металлы. 2013. № 5. С. 73–78.
4. Abdallah M., El-Etre A. Y. Corrosion inhibition of nickel in sulfuric aicid using tween surfactants // Portugalial Electrochimica Acta. 2003. Vol. 21. P. 315–326.
5. Шейн А. Б., Иванова О. С., Минх Р. Н. Влияние анионов на анодное растворение силицида никеля в сернокислом электролите // Вестник Удмуртского университета. Химия. 2006. № 8. С. 62–74.
6. Подобоев А. Н., Реформатская И. И. Начальные стадии пассивации и растворения никеля в кислых сульфатных растворах // Защита металлов. 2006. Т. 42. С. 73–75.
7. Deo K., Melendale S. G., Vehkatachalam S. Electrochemical dissolution of nikel in sulphuric acid by alternating current // J. Applied Electrochemistry. 1976. Vol. 6. P. 37–43.
8. Справочник по электрохимии / под ред. А. М. Сухотина. — Л. : Химия, 1988. — 488 с.
9. Брюквин В. А., Скрылева Е. А., Елемесов Т. Б., Левин А. М., Больших А. О. Механизм анодной пассивации 3D переходных металлов VIII группы в растворах серной кислоты. Сообщение 1. Никель // Металлы. 2013. № 6. С. 26–29.
10. Калашникова М. И., Волков Л. В., Кескинова М. В. Особен ности взаимодействия оксидов никеля с растворами серной кислоты при выщелачивании промышленных огарков обжига никелевого концентрата // Цветные металлы. 2011. № 3. С. 43–46.
11. Волков Л. В., Калашникова М. И. Механизм растворения оксидов никеля растворами серной кислоты в окислительных условиях // Цветные металлы. 2011. № 8/9. С. 101–104.