ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

И. В. Клименко, старший научный сотрудник, эл. почта: KlimenkoIV@nornik.ru
У. В. Абрамова, инженер II категории
М. Б. Грейвер, заведующий сектором

АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия
И. С. Платонов, начальник отделения

Стремление АО «Кольская ГМК» производить высококачественную никелевую продукцию марок Plating Grade и High Purity, отличающуюся жесткими требованиями по содержанию железа (<40 ppm и <30 ppm соответственно), а также изменение состава поступающего сырья в сторону увеличения содержания в нем железа требует существенной интенсификации действующих мощностей железоочистки АО «Кольская ГМК». Изыскание возможностей к увеличению эффективности очистки от железа никелевых растворов и подбор оптимальных режимов и параметров ведения этого процесса в промышленной практике возможны при условии глубокого понимания протекающих процессов, качественной и количественной их оценки. Для сбора этих данных АО «Кольская ГМК» инициировала работу по моделированию процесса железоочистки никелевых хлоридных растворов в целях поиска путей увеличения производительности передела железоочистки. В вышедшей ранее первой части статьи были описаны некоторые полученные в рамках проведенных исследований результаты, включая оценку влияния интенсивности перемешивания, сведения о порядке реакции окисления железа по кислороду и по железу, а также рассмотрение температурного влияния на процесс. В рамках второй части статьи представлена методика проведения лабораторных экспериментов, оценено влияние ионной силы и соотношения концентраций хлорид- и сульфат-ионов на кинетику окисления железа и растворимость кислорода, определен порядок реакции по меди. Изучено влияние изменения pH раствора на кинетику окисления железа и приведены данные о растворимости Fe³⁺ при разных уровнях кислотности концентрированного никелевого раствора. Информация будет интересна широкому кругу специа листов в области гидрометаллургии никеля и хлоридных гидрометаллургических технологий в целом.

1. Клименко И. В., Грейвер М. Б., Калашникова М. И., Вострикова Н. М. Влияние различных факторов на окисление железа в высококонцентрированных хлоридных никелевых растворах // Цветные металлы. 2024. № 10. С. 47–54.
2. Weisenberger S., Schumpe A. Estimation of gas solubilities in salt solutions at temperatures from 273K to 363K // AIChE Journal. 1996. Vol. 42. P. 298–300.
3. Posner A. M. The kinetics of autoxidation of ferrous ions in concentrated HCl solutions // Trans Faraday Soc. 1953. Vol. 49. P. 382–388.
4. Bouboukas G., Gaunand A., Renon H. Oxidation of Fe (II) by oxygen in concentrated NaCl solutions: prediction of stirred gasliquid reactor performance from homogeneous kinetic data // Hydrometallurgy. 1987. Vol. 19. P. 25–35.
5. Nicol M. J., Colborn R. P. An investigation into the kinetics and mechanism of the oxidation of iron (II) by oxygen in aqueous chloride solutions // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1973. Vol. 73, Iss. 9. P. 281–289.
6. Masao Iwai, Hiroshi Majima, Toshio Izaki. A kinetic study on the oxidation of ferrous ion with dissolved molecular oxygen // Denki Kagaku. 1979. Vol. 47. P. 409–414.
7. Jaramilo K., Montes G., Vargas T. Kinetics and mechanism of oxidation of iron (II) and copper (I) by oxygen in acid NaCl solution at 75 ^oC // Social Science Research Network. 2022. 4245561.
8. 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 engeneering / Stellenbosch University, 2015.
9. Yao Meng, Allen J. Bard. Measurement of temperaturedependent stability constants of Cu(I) and Cu(II) chloride complexes by voltammetry at a Pt ultramicroelec trode // Anal. Chem. 2015. Vol 87, Iss. 6. DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00052
10. Xiangyong Zhang, Hua Wei, Shizhen Li, Baohui Ren et al. Manipulating coordination environment for a high-voltage aqueous copper chlorine battery // Nat. commun. 2023. Vol. 14, Iss. 6738. DOI: 10.1038/s41467-023-42549-z
11. Daskalopoulou E., Hartley J. M., Rivera R. M., Zante G., Abbott A. P. Anion effect on the redox properties of copper ions in ionic liquids and deep eutectic solvents // Phys. Chem. Vol. 25, Iss. 4854. 2023. DOI: 10.1039/d2cp04389k
12. Цапах С. Л., Мальц И. Э., Четверкин А. Ю., Смирнов П. В. Железоочистка высокохлори дных никелевых растворов // Цветные металлы. 2019. № 11. С. 61–66.
13. Shao W., Pattanaik G., Zangari G. Influence of chloride anions on the mechanism of copper electrode position from acidic sulfate electrolytes // Journal of the Electrochemical Society. 2007. Vol. 154, Iss. 4. DOI: 10.1149/1.2434682
14. Lacarbonara G., Faggiano L., Porcu S., Ricci P. C. et al. Copper chloro-complexes concentrated solutions: an electrochemical study // Batteries. 2021. Vol. 7, Iss. 4. DOI: 10.3390/batteries7040083
15. Yufan Chen, Yong Feng, Huaqiang Chu, Deli Wu, Yalei Zhang. Cu(II)-enhanced activation of molecular oxygen using Fe(II): Factors affecting the yield of oxidants // Chemosphere. 2019. Vol. 221. P. 383–391.