ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия:

Е. В. Шульга, начальник лаборатории, Центр инженерного сопровождения производства
А. И. Юрьев, директор, Центр инженерного сопровождения производства, эл. почта: ems@nk.nornik.ru

ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия:

Е. М. Соловьев, старший научный сотрудник лаб. металлургии

Саратовский государственный технический университет им. Ю. А. Гагарина, Саратов, Россия:
Н. Д. Соловьева, профессор каф. «Химические технологии»

Выбор оптимального коллоидного режима — важнейшего технологического параметра, определяет технико-экономические показатели процесса электролиза и качество катодной меди. В технологии электрорафинирования меди, используемой в Заполярном филиале ПАО «ГМК «Норильский никель», предусмотрено использование комплекса добавок мездрового клея, тиомочевины и ионов хлора. Существенным недостатком применения тиомочевины в качестве добавки в медный электролит является включение в катодный металл сульфидной серы, оказывающей отрицательное влияние на показатель удлинения спирали. С целью снижения концентрации тиомочевины в электролите предложено использовать дополнительную добавку Авитон А. В ее состав входит шестивалентная сера, которая практически не переходит в катодную медь. Исследовано влияние тиомочевины и добавки Авитон на катодную поляризацию медного электрода в сульфатном сернокислом медно-никелевом электролите. Представлены катодные поляризационные кривые для различных концентраций коллоидных добавок. Установлено, что при низких концентрациях тиомочевины происходит деполяризация катода, а увеличение концентрации Авитона ингибирует катодное осаждение меди. Проведены лабораторные и опытно-промышленные испытания с целью подбора режима дозирования поверхностно-активных веществ путем плавной корректировки концентраций тиомочевины и Авитона. Использование добавки Авитон в сочетании с мездровым клеем и тиомочевиной при проведении лабораторных испытаний привело к снижению содержания серы в катодных осадках до (5–6)·10^–4 % без ухудшения технологических показателей процесса. Рекомендованный по результатам опытно-промышленных испытаний коллоидный режим, г/т меди: 84 клей мездровый; 50 тиомочевина; 15 Авитон А — позволил улучшить качество медных катодов по внешнему виду, химический состав и показатель спирального удлинения катодной меди.

1. Лошкарев Ю. М. Некоторые вопросы теории и практики электроосаждения металлов и сплавов в условиях адсорбции ПАВ на электродах // Электрохимия. 1977. Т. 13, № 7. С. 1020–1025.
2. Джакипбекова Н. О., Сакибаева С. А., Иса А. Б., Еркебаева Г. Ш., Тасанбаева Н. Е. Исследование процесса электроосаждения меди в присутствии водорастворимых ПАВ // Фундаментальные исследования. 2013. № 10-3. С. 539–542.
3. Nakano H., Oue H. S., Fukushima H., Kobayashi S., Tomioka K. Synergistic Effects of Thiourea, Polymer Additives and Chloride Ions on Copper Electrorefining // Proceedings of Copper 2010. — Hamburg. Germany, 6–10 june 2010. Vol. 4. Electrowinning and — refining. Р. 1531–1545.
4. Надиров Е. Г., Айдымбаева Ж. А. Влияние органических добавок на качество осадка меди при электролизе // Universum: Технические науки: электрон. науч. журн. 2014. № 7 (8). URL: http://7universum.com/en/tech/archive/item/1464
5. Muhlare T. A., Groot D. R. The effect of electrolyte additives on cathode surface quality during copper electrorefining // The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2011. Vol. 111. P. 371–378.
6. Stelter M. Purer cathodes by new additives in copper electrorefining // Proceedings of Copper 2013. — Santiago, Chile, 1–4 december 2013. Vol. 4. Electrowinning and Electrorefining.
7. Колбасов А. М., Александров А. В., Панов Н. А., Катерова Н. А. Определение радиохимическим методом содержания серы, внесенной тиомочевиной в катодную медь // Цветные металлы. 1969. № 11. С. 22, 23.
8. Stelter M., Bombach H. Chemisches und elektrochemisches Verhalten verschiedener Additive bei der Kupferraffinationselektrolyse // Erzmetall. 2012. Vol. 65, No. 2. Р. 94–100.
9. Козлов С. Л., Юдин Е. В., Юрьев А. И., Салимжанова Е. В., Шульга Е. В. Улучшение физико-механических характеристик катодной меди // Цветные металлы. 2013. № 6. С. 73–78.
10. Четверкин А. Ю., Соловьев Е. М., Волков Л. В., Горячкин Ю. Н. Опыт внедрения добавки Авитон в цехе электролиза меди СП «Панком-Юн» // Цветные металлы. 2008. № 4. С. 43–45.
11. Пат. 2106620 РФ, МПК G 01 N 27/26. Способ измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током / Гайдаренко О. В., Чернышов В. И., Чернышов Ю. И. ; заявитель и патентообладатель ТОО Инновационное предприятие «Тегран» ; заявл. 26.04.1996 ; опубл. 10.03.1998.
12. ГОСТ Р 8.590–2001. Медь. Марки. — Введ. 2002–01–07.
13. Шульга Е. В., Кузьмина И. С., Рябинин В. В., Юрьев А. И. Влияние тиомочевины на показатели процесса электрорафинирования меди в сульфат-хлоридном электролите // Научный вестник Арктики. 2017. № 1. С. 6–10.
14. Шульга Е. В., Рябинин В. В., Саверская Т. П., Юрьев А. И. Влияние мездрового клея на электрохимические характеристики процесса электрорафинирования меди в медно-никелевом сульфатном электролите // VIII Всероссийская научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» : тезисы докладов. — Плес, Ивановская обл., 19–23 сентября 2016. С. 168.