Очистка никелевых растворов от меди
Имеется сравнительно небольшое число исследований по очистке никелевых растворов, направляемых на электролиз, от меди цементацией никелем. Наиболее, значимыми в этой области являются исследования, проведенные Б.В. Дроздовым, в которых рассматриваются вопросы как кинетики, так и механизма процессов. Изучена зависимость скорости цементации меди никелевым порошком от следующих факторов: начальной кислотности, поверхности никелевого порошка, температуры и скорости перемешивания.
В указанной работе показано, что при t < 70°С энергия активации процесса равна 81,6 кДж/моль, в то время как при t > 70°С оно составляет 15,9 кДж/моль. В связи с этим перемешивание раствора по-разному сказывается на кинетике процессов в разных диапазонах температур. Так, если при 60°С перемешивание практически не влияет на скорость процесса, то при 95°С оно играет существенную роль. Кроме того, было установлено, что при высоких температурах осадки меди на поверхности никелевых зерен получаются рыхлыми и поэтому мало тормозят процесс цементации. При температурах 150-155 С можно получить цементные осадки меди, содержащие менее 0,5 % №.
Предлагают при цементации меди никелем вводить в раствор добавку тиосульфата натрия (Na2S203) из расчета 0,1-10 ч. (по массе) серы на каждые 100 ч. (по массе) меди в растворе. В присутствии тиосульфата натрия цементные осадки меди легко отслаиваются от поверхности никеля, в результате чего процесс цементации ускоряется. Показано, что при этом способе происходит попутное осаждение до следов примесей других металлов: свинца, мышьяка, сурьмы, висмута, селена. Приведены количественные зависимости остаточного содержания меди в растворе, отходящем из лабораторного реактора с кипящим слоем частиц никелевого порошка, от различных факторов. Схема установки приведена на рис. 26.
Отходящий раствор меньше, чем больше t, GJ и чем меньше v и См. Анализ уравнения (92) на экстремум в условиях ограничений показывает, что минимальное со. держание меди в отходящем растворе достигается при следующих значениях факторов: t = 80°С; G = 0,30 т/м3; v = 0,02 м/с- I = 24,0-104 Вт/м2.