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

С. Л. Цапах, ведущий научный сотрудник, лаб. гидрометаллургии, канд. хим. наук, эл. почта: TsapakhSL@nornik.ru

А. Ю. Четверкин, научный сотрудник

АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия:

И. Э. Мальц, заместитель начальника контрольно-аналитического центра по научно-исследовательской работе — начальник научно-исследовательской части

П. В. Смирнов, начальник гидрометаллургического отдела научно-исследовательской части контрольно-аналитического центра

Перевод производства никеля в Кольской горно-металлургической компании на хлорную технологию определяет использование высококонцентрированных растворов хлорида никеля, очистка которых от железа требует принципиальной модификации и интенсификации существующего процесса. В работе определены скорости окисления ионов железа (II) с использованием в качестве окислителя воздуха, кислорода и кислородо-воздушных смесей (КВС). Экспериментальные результаты аппроксимированы расчетными зависимостями, выполненными на основе уравнения обратимой реакции, контролируемой скоростью переноса заряда. Определены скорости окисления меди (I) и железа (II) в монопримесных растворах и при их совместном присутствии. Оценено влияние концентрации железа в растворе и перехода от воздуха к кислороду на скорость процесса окисления. Показано ускорение процесса окисления в условиях осаждения железа (III). Отмечено, что большая часть железа осаждается за 20–30 мин, а достижение глубокой очистки требует существенно большего времени. Определены параметры гидролитической железоочистки (окислительно-восстановительный потенциал, рН) с использованием КВС, обеспечивающие требуемую глубину очистки и получение хорошо фильтрующихся железистых кеков. Показано, что осаждение большей части железа следует вести в области рН 1,4–2,0 и ОВП 380–430 мВ, а завершающую стадию процесса реализовать при ОВП не ниже 450–500 мВ и рН не выше 3,0. Показана возможность глубокой железоочистки с высокой скоростью при использовании хлора в отсутствие ионов меди в растворе с получением хорошо фильтрующегося осадка.

1. Subagja R. Nickel extraction from nickel matte // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 285. P. 1–9.
2. Peek E. Chloride Metallurgy. Process Technology Development // Chloride 2011 : Practice and Theory of Chloride-Based Metallurgy. — San Diego, California, 27 February – 3 March 2011.
3. Harris G. B., White C. W., Demopoulos G. P. Iron control in high concentration chloride leach processes // Third International Symposium on Iron Control in Hydrometallurgy. — Montreal, Canada, 1–4 October 2006.
4. Хейфец В. Л., Грань Т. В. Электролиз никеля. — М. : Металлургия, 1975. — 334 с.
5. Masambi S. Evaluation of precipitation processes for the removal of iron from chloride-based copper and nickel leach solutions : thesis for the degree of master of engineering. — Stellenbosch University, 2015.
6. Field K. L. Atmospheric leaching of a saprolytic nickel laterite ore in chloride solutions : thesises for the degree of master of science. — University of Cape Town, 2008.
7. Millero F. J., Pierrot D. The activity coefficients of Fe (III) hydroxide complexes in NaCl and NaClO4 solutions // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2007. Vol. 71. P. 4825–4833.
8. Standard potentials in aqueous solutions / ed. A. J. Bard, R. Parsons. — Boca Raton : CRC Press, 1985. — 848 p.
9. Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. — 4-е изд. — М. : Высшая школа, 1984. — 463 с.
10. Шаталов А. Я., Маршаков И. К. Практикум по физической химии. — М. : Высшая школа, 1968. — 224 с.
11. Смотраев Р. В., Манидина Е. А. Механизм окисления ионов железа (II) кислородом воздуха в присутствии диоксида серы // Selected publications from the Water Harmony project: Water Research and Technology. — Water Harmony project, 2015. P. 217–227.
12. Бемфорд К., Барб У., Дженкинс А., Оньон П. Кинетика радикальной полимеризации виниловых соединений / под ред. Ю. М. Малинского. — М. : Изд-во иностр. лит., 1961. — 347 с.