Kirish adabiyotlar taxlili

А.А.Колмаков, А.И.Рюмин, Г.Н.Шиврин, И.В. Кунаева, Н.А. Мальсев va Г.Г.Медведева. Красноярский ордена Трудового Красного Знамени институт цветных металлов им.CCCР 23.04.1979 https://yandex.ru/patents/doc/SU1275055A1_19861207 [7].
1.8. Nikel(II) sulfat tuzlarini olish.

Nikelni tovar mahsuloti sifatida olish elektrolitli ishlab chiqarish bosqichining yakuniy pallasi hisoblanadi.

Mis sulfat olish texnologiyasining yakuniy eritmasi 50-60 g/dm³ Cu, 70-80 g/dm³ Ni, 40-50 g/dm³ H₂SO₄, 25-30 g/dm³ As va 10 g/dm³ gacha Sb tarkiblariga ega bo’ladi. Ushbu tarkibdan nikel sulfat tuzlarini olishda Cu:Ni:H₂SO₄ noqulay nisbatda bo’ladi, mishyakning yuqori miqdorda bo’lishi va sifatga bo’lgan talabning yuqoriligi ishni qiyinlashtiradi.

Ushbu sharoitlarda mis sulfatini olish texnologiyasining yakuniy eritmalaridan misni elektroekstraksiyalash, nikel sulfatining konditsiyalanmagan kristallarini olish, ular eritilishidan olingan eritmalar qorishmalari (Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ ) dan tozalashni va nikel sulfati kristallarini bug’lantirish-kristalizatsiyalash jarayoni bilan olish operatsiyalaridan iborat bo’lgan uslublar anchayin qulaydir.

Mis sulfati va nikel sulfatining “Уралэлектромедь” ОАЖ olinishi.

Shu sababli xam elektroekstraksiyalashda misni cho’ktirish uchun elektr energiyasi sarfi elektr rafinajlashga qaraganda 10 barobar yuqori.

Konditsiyalangan nikel sulfatini olishning yopiq sikli (bosqichi) texnologik eritmalarda qorishmalar (Cu, Zn, Fe, Ca, Mg, Na, N) to’planib qolishiga olib keladi, bu esa olinayotgan kristallarning keyinchalik o’z ta’sirini o’tkazadi.

Eritmani tozalash bosqichida nikel sulfati konditsiyalanmagan kristallari sodasi erishi yoki seperalangan meldan foydalanish nikelning keklar bilan birgalikda (30%gacha) nikelning erimaydigan tuzlari ko’rinishida yo’qotilishiga olib keladi.

Reagent sifatida mel pastasidan foydalanish kekning chiqishini 18% ga kamaytirish va shuning bilan birga nikelning yo’qotilishini 4% gacha tushirish imkonini beradi.

Separlangan melni qo’llagan holda eritmani qorishmalardan (Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺) tozalashda dastlab sulfat kislotasining neytralizatsiyalanish reaksiyasi kechadi:

H₂SO₄ + CaCO₃ = CaSO₄↓ + CO₂↑ + H₂O (1.8.1)

Keyin temirning havodagi kislarod bilan oksidlanib Fe(OH)₃ gidroksidi yuzaga kelishi bilan kechadigan reaksiya yuz beradi:

Fe₂+O₂+2Н+ → Fe³⁺ + 2ОН^– (1.8.2)

Keyinesa eritmaning mis va ruxdan tozalanishi va ruxning kam eriydigan tuzlari hosil bo’lioshi amalga oshadi.

Nikel sulfati sifatini oshirish va nikel yo’qotilishini qisqartirishning yo’llaridan biri nikel korbanati va fosfor kislotasining separlangan mel o’rninga nikelli eritmalardan mis, temir va ruxdan tozalash operatsiyalarida qo’llash hisoblanadi.

Bunda dastlab siqilgan havo yoki vadarod peroksid (H₂O₂) yuborilganda Fe²⁺ temirning Fe³⁺ gacha oksidlanish jarayoni kechadi.

Eritmaning mis, temir va ruxdan tozalanishi erimaydigan fosfatlarning nikel korbanati bilan neytralizatsiyalashdagi ta’siridan рН=5 gacha quydagi reaksiyalar asosida hosil bo’lishiga asoslangan:

3CuSO₄ + 3NiCO₃ + 2H₃PO₄ = Cu₃(PO₄)₂ ↓ + 3NiSO₄ + 3CO₂ + 3H₂O (1.8.3)

3ZnSO₄ + 3NiCO₃ + 2 H₃PO₄ =Zn₃(PO₄)₂ ↓ + 3NiSO₄ + 3CO₂ + 3H₂O (1.8.4)

Fe₂(SO₄)₃ + 3NiCO₃ + 2H₃PO₄ = 2FePO₄ ↓ + 3NiSO₄ + 3CO₂ + 3H₂O (1.8.5)

Nikel sulfat ishlab chiqarishning yopiq sikli bosqichi texnologik eritmalarda kalsiy, magniy, kaliy, natriy va azot kabi qorishmalar hosil bo’lishiga sabab bo’ladi, bu esa keying bosqichlarda nikel sulfatining Tovar tuzi sifatida ishqor va yer ishqor metallarida tushib ketishiga olib keladi.

Nikel suklfat tuzini olish texnologiyasida kalsiy va magniyni chiqarib yuborish uchun ularni vadarodftarit kislotasi (HF) va nikel ftaridida(NiF₂) ftor tarkibli reogentlarni 60-65°С haroratda va рН = 4,5–5,5 da qo’llagan holda cho’ktirish usullari mavjud.

Kalsiy va magniy ftaridlarning erimaydigan birikmalarini hosil qilish kalsiy va magniy sulfatlarning ftor tarkibli reogentlar bilan birga ta’sirida quydagi reaksiyalar bo’yicha kechadi:

МеSO₄ + 2HF = МеF₂ + H2SO₄ (1.8.6)

МеSO₄ + NiF₂ = МеF₂ + NiSO₄ (1.8.7)

Solfat kislotasini neytralizatsiyalash uchun separlangan mel(bo’r) qo’llaniladi

H₂SO₄ + CaCO₃ = CaSO₄ + CO₂ + H₂O (1.8.8)

Kalsiy va magniydan tozalash 90% gachani tashkil qiladi. Hosil bo’layotgan cho’kmalar bilan birgalikda 20% gacha nikelning yo’qotilishi, shuningdek ftor ioni bilan eritmalarni boyitish uning natijasida ishlatilayotgan uskuna-jixozni futerovkalash yoki korroziyaga bardoshli materialdan tayorlangan uskuna-jixozlardan foydalanish zaruryatining tug’ilishi salbiy jihatlardan hisoblanadi.

Reekstragent sifatida azot kislotasini qo’llagan holda nikel sulfatli eritmalarni magniy va kalsiydan tozalashning ekstraksiyon uslubi ham ancha mashxur va malum. Ammo lekin, azot kislotasidan foydalanish nikel sulfatning konditsion tuzlarida azot paydo bo’lishiga olib keladi, uning tarkib miqdori ГОСТ 4465 (davlat standarti) bilan nuvofiqlashtiriladi.

Ushbu barcha texnologiyalar eritmalarni Mg vaCa dan tozalash imkonini beradi, lekin boshqa qorishma (azot, kaliy, natriy) dan kompleks ravishda tozalash masalasini hal qilmaydi.

Shu munosabat bilan nikel sulfatli eritmalarni tozalagan holda nikel tuzlarini (nikel gidrati achitqisi, nikel korbanati) olish va ularni keying bosqich eritish va nikelning texnologik sxemaga qaytarilishiga ko’p nisbat beriladi

Reagentlar sifatida NaOH, Na₂CO₃ yoki Ca(OH)₂ ni qo’llash mumkin.

Nikelning cho’ktirilishi jarayoni ishqorli muxitda erimaydigan birikmalarning hosil bo’lishiga asoslangan: nikeln gisrooksidining (ПP=2・10^-15) va nikel korbanatining (ПР = 1,3 ・ 10^-7).

Nikelning ishqorli reagentlar bilan cho’ktirilishi quydagi reaksiyalar bo’yicha kechadi:

МеSO₄ + Na2CO₃ → МеCO₃↓ + Na₂SO₄ (1.8.9)

МеSO₄ + Ca (ОН)₂ → Ме (ОН)₂↓ + CaSO₄↓ (1.8.10)

МеSO₄ + 2 NaОН → Ме (ОН)₂↓ + Na₂SO₄ (1.8.11)

Nikel bilan birgalikda shuningdek kalsiy va magniy xam cho’kmaga o’tadi.

Elementlarning cho’kish to’liqligi рН ning miqdoriga bog’liq bo’ladi, u esa quydagicha

— Ni (ОН)₂ = 6,6–9,5;

— Mg (ОН)₂ = 9,4–12,4.

Nikel va magniyning nikel tuzlariga o’tish darajasining рН miqdori, turli ishqorli reagentlar qo’llanilgan holda cho’ktirilishi berilgan.

Aniqlanishicha, reagentning turidan qatiy nazar:

—haroratning 323–328 К dan 368–370 К gacha ko’tarish nikelning cho’kmaga saralanishiga ta’sir qilmaydi, aqmmo lekin kalsiyning cho’kmaga o’tishini ∼ 6 % va magniyni esa 15 % ga oshiradi;

—рН muxiti 7,0 dan 8,0 gacha oshirilishi bilan magniyning cho’kmaga o’tishi 25-40% ga ortadi.

Natriy karbonati qo’llanilganda cho’kma bilan nikelning yo’qotilishi 10% dan ortiqni tashkil etmaydi, kalsiy gidrooksidlari yoki natriy qo’llanilganda nikelning yo’qotilishi 54-57% gacha ortadi.

Hosil bo’lgan cho’kmalar strukturasi bo’yicha farqlanadi, bu filtirlash jarayonining ko’rsatgichlarida aks etadi. Kalsiy gidrooksidlari va natriy qo’llanilib cho’ktirilishdan keyin filtirlanish tezligi o’zaro nisbatlarda teng va 0,2–0,5 m³/m² soatni tashkil qiladi, natriy gidrooksidi qo’llanilganida bir pog’ana tartibiga kam.

Olingan ma’lumotlar va reagentlarning baxosini e’tiborga olgan holda reagent sifatida natriy korbanati qo’llanishi samaralidir.