Способ получения никеля сернокислого

(19 011 359 С 25 В 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г(71) Томский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Крас-.ного Знамени политехнический институт им. С.И.Кирова(56) 1. Производство никеля сернокислого ЧДА, ХЧ беэ кобальта. Технологический регламент Ставропольского завода химреактивов и люминоФоров, 1979, с. 5-7,:(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИКЕЛЯСЕРНОКИСЛОГО, включакщий растворение порошка металлического никеляв серной кислоте с концентрацией35-40 при 85-110 С, очистку раствора от примесей, упаривание доплотности 1540-1560 кг/мф с последуизцей кристаллизацией и отделением кристаллов, их сушку, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюускорения процесса, растворение порошка металлического никеля ведутэлектрохимически с использованиемникелевых электродов при плотноститока 0,75-1,5 А/см при одновремен"ном наложении на электроды магнитно-го поля, еТемпература раствора,фС 0,48 75-100 28,4 48,9 68,2 43 60 25 35 88,6100 70 45 50 88 Н 5-105 0,76 28,4 45,4 10 15 25 40 59,1 20 73,9 65 25 78 88,6 30 100 33 Изобретение относится к технологии электрохимических продуктов, в частности к способам получения неорганических веществ.Известен способ получения никеля сернокислого, включающий растворение порошка металлического никеля в серной кислоте с концентрацией 3540 при 85-110 С, очистку раствора от примесей, упаривание до плотности 1540-1560 кг/мЗ с последующей кристаллизацией, отделением кристал- . лов и их сушкой С 11.Недостатком известного способа является большая длительность процесса, периодичность его проведения. 15Цель изобретения - ускорение процесса.Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу получения никеля сернокислого, включакщему раство рение порошка металлического никеля . в серной кислоте с концентрацией 35- 40 при 85-110 С, очистку раствора от примесей, упаривание до плотности 1540-1560 кг/смз с последующей крис таллизацией, отделением кристаллов, их сушку, растворение порошка металлического никеля ведут электрохимически с использованием никелевых электродов при плотности тока 0,75- ,1,5 А/см при одновременном наложении на электроды магнитного поля.П р и м е р. Растворение порошка никеля в серной кислоте концентрацией 35 проводят в трубчатом реакторе иэ фторопласта. По торцамтрубчатого реактора установленыдва никелевых электрода, являкщих"ся продолжением сердечника электромагнита, а в средней части реактора - кольцевой никелевый электрод.В реактор подают раствор сернойкислоты, а в приэлектродные зоныпорошок никеля, Под действием поляпорошок никеля притягивает к электродам, с помощью которых к порошкуникеля и раствору серной кислотыподводится переменный электрическийток заданной плотности. При прохождении переменного электрического токачерез полученную реакционную массупроисходит нагрев раствора и резковозрастает скорость электрохимического растворения порошка никеля всерной кислоте.При проведении экспериментов вкачестве исходных веществ используются порошок никеля марки ПНК ГОСТ 9722- 61 раствор серной кислотыконцентрацией 35, приготовленныйиз серной кислоты марки "хч"ГОСТ 177-55, никелевые электроды,изготовленные из никеля НП 1 ГОСТ 492-52.Результаты исследования влияниявремени на процесс растворенияникеля в серной кислоте при различ-ной плотности тока приведены втабл. 1,%при концентрации серной кислоты, %; 25 35 . 50 , 65 80 41,6 32 ю 5 0,48 Оф 76 55 г 4 58,9 51 ф 2 86 ф 2 88,3 47,7 83,7 69,8 145 юО 1,50 160 фО 147 ф 9 124 ф 2 102 ю 6 Скорость электрохимического .растворения, г/м ч,2при температуре электролита, С Плотность тока, л/ 70 80 90 100 110 67 Оф 48 Оф 76 59 86 104 120 132 1 ф 50 157 180 201 217 236. Растворение металлического никеля происходит наиболее быстро при плотностях тока выше 0,75 А/смй Повышение плотности тока выше 1,5 А/см нецелесообразно, так как при этом показатель глубинной коррозии электродов становится выше предельно допустимого, что приводит к преждевременному выходу иэ строя рабочих электродов.Проведение процесса в интервале параметров способа. обусловлено тем, что при концентрации серной кислоты 35-40 на стадии раствореюВ табл. 2 показана зависимость скорости электрохимического растворения порошка никеля марки ПНКГОСТ 9722-61 от концентрации серной кислоты при различной плотности тока на рабочих электродах и температуре электролита 70 С. ния никеля достигается максимальная скорость электрохимическогорастворения порошкообразного никеля, которая составляет 58,9, 89;3,160,2 г/мф ч при плотности тока наэлектродах 0,46, 0,76, 1,50 А/смф 20 соответственно табл. 21. Уменьшение или увеличение концентрациисерной кислоты от интервала 35-40приводит к падению значений скорости электрохимического растворения 25 порошкообразного никеля, причем с. увеличением плотности тока на рабочих электродах более значительно.Таблица 2 Температура 85-110 фС на стадиирастворения никеля обусловленатем, что при температуре ниже 85 Сснижается эффект ускорения растворения никеля под действием переменного электрического тока, каквидно из данных табл. 3.50Таблица 31070214 Составитель Л,вальков1 ехредМ.Тепер Корректор И.Эрдейи Редактор Н. Безроднач Заказ 11652/29, Тираж 633, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Верхний предел температуры элект ролита 110 С взят из тех соображений, что температура никеля 35 и 40-ного раствооа серной кислоты составляет 110,5 и 113,9 соответственно. Кипение, электролита приводит к уносу порошка никеля парогазовыми продуктами реакции растворения за счет флотационных эффектов, что отрицательно сказывается на качестве готового продукта и экономических 10 показателях процесса. С ростом температуры электролита линейно возрастает скорость электрохимического растворения порошка никеля, причем с увеличением плотности тока на 15 рабочих электродах более значительно,В табл. 3 показана зависимость скорости электрохимического растворения порошка никеля марки ПНК"1 ГОСТ 9722-61 от температуры электролита при различной плотности тока на рабочих электродах в 40-ном растворе серной кислоты.Конечная плотность упаренного раствора сернокислого никеля 1540- 1560 кг/м обусловлена тем, что насышенный раствор сернокислого никеля при 20 С содержит 38 Б 180 я и имеет плотность 1540-1560 кг/м в зависимости от остаточного содержания серной кислоты 5-25 г/л соответственно. Упаривание раствора сер" нокислого никеля до более высокой плотности приводит по мере охлаждения раствора к процессам инкрустации теплопередающих поверхностей и кристаллизации раствора в техноло" гических линиях и аппаратах. Это вызывает необходимость применения обогреваемых трубопроводов и требует значительных затрат на совершенствование КИПиА процесса управления, что иэ технологических н экономических соображений нецелесообразно.Применение предлагаемого способа получения сернокислого никеля позволяет ускорить процесс, сократить время растворения никеля в серной кислоте с 9-10 ч до 17-33 мин, т,е, в 20-30 раз. повысить качество готового продукта за счет применения в качестве электродного и конструкционного материала - никеля НП 1 ГОСТ 492-52 или электродного угля, организовать непрерывный процесс получения сульфата никеля.