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

Б. Э. Затицкий, старший научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, эл. почта: ZatitskiyBE@nornik.ru

О. А. Трубина, ведущий инженер лаборатории гидрометаллургии

В рамках реконструкции рафинировочных мощностей компании ПАО «ГМК «Норильский никель» реализуется производство никеля и предусматривается увеличение производства меди электроэкстракцией из растворов выщелачивания продуктов переработки файнштейна. Основная масса селена и значительная доля теллура в новом производстве будут выводиться с обжиговыми газами в сернокислотное производство. Сохранившиеся после обжига микропри меси распределяются между продуктами выщелачивания. Из-за наличия циркулирующих между никелевым и медным производствами оборотных полупродуктов селен и теллур могут накапливаться в продукционных растворах, снижая качество товарных металлов. В настоящей работе рассматривается поведение селена и теллура при электро экстракции меди и формулируются требования к медному электролиту, обеспечивающие получение товарных медных катодов высшей марки по этим микро примесям. Показано, что разряд селена (IV) и теллура (IV) при их низкой концент рации в медном электролите подчиняется закономерностям диффузионной кинетики, т. е. идет на предельном токе, совместно с катодным восстановлением меди, а содержание селена и теллура в меди изменяется пропорционально концентрации халькогенитов в растворе. Параллельно катодному восстановлению на свинцовом аноде селен (IV) и теллур (IV) окисляются до не осаждающихся совместно с медью селена (VI) и теллура (VI) и накапливаются в цирку ли рующих растворах. Показано, что концентрация халько генитов имеет минус первый порядок от съема меди из единичного объема электролита, поэтому загрязнение катодной меди селеном и теллуром быстро снижается с увеличением съема меди. Приведены данные для оценки допус тимого содержания вредных микропримесей в питающем электролите, обеспечивающего заданную чистоту меди.

1. Braun T. B., Rawling J. R., Richards K. J. Factors affecting the quality of electrorefined cathode copper. International Symposium on Copper Extraction and Refining. Las Vegas, 22–26 February 1976. Vol. 1. New York : AIME, 1976. pp. 521–524.
2. GOST 859–2001. Сорреr. Grаdes. Introduced: 01.03.2002.
3. Feyaerts K., Huybrechts P., Schamp J., van Humbeeck J., Verlinden B. The effects of impurities on the recrystallization behavior of tough-pitch hot rolled copper rod. Wire Journal International. 1996. Vol. 26, No. 11. pp. 68–76.
4. Altushkin I. A., Korol Yu. A., Levin V. V., Bakin A. V. Extraction of copper from the Gumeshev mine waters. Tsvetnye Metally. 2019. No. 6. pp. 13–19. DOI: 10.17580/tsm.2019.06.02.
5. International Copper Study Group. The World Copper Factbook 2018. Available at: https://www.icsg.org/index.php/component/jdownloads/finish/170/2876.
6. Robinson T. G., Sole K. C., Sandoval S., Moats M. S., Siegmund A., Davenport W. G. Copper electrowinning: 2013 world tankhouse operating data. Global Cu EW survey spreadsheet. Proceedings of Copper-Cobre 2013. Santiago, Chile, 2013. Vol. V. pp. 3–14.
7. Lian-Kui Wu, Chao-Chao Li, Ze-Feng Zhang, Hua-Zhen Cao, Jin Xue, Guo-Qu Zheng. Effect of tellurium on copper electrodeposition in copper sulfate-sulfuric acid system. Journal of The Electrochemical Society. 2017. Vol. 164, No. 7. pp. D451–D456.
8. Carezonnelle P., Lamberts L. Electrochemical study of the copper-selenium system using carbon paste electrode. Electrochmica Acta. 1992. Vol. 37, No. 8. pp. 1321–1325.
9. Carbonelle P., Lamberts L. A voltammetric study of the electrodeposition of the Cu + Se system. Electroanalytical Chemistry. 1992. Vol. 340, No. 1-2. pp. 53–71.
10. Koczykla K., Kowalik R., Mech K., Zabiski P. Electrochemical deposition of selenium on copper. Key Engineering Materials. 2016. Vol. 682. pp. 189–196. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.682.189.
11. Baral A., Sarangi C. K., Tripathy B. C., Bhattacharya I. N., Subbaiah T. Copper electrodeposition from sulfate solutions – Effects of selenium. Hydrometallurgy. 2014. Vol. 146. pp. 8–14.
12. Safizadeh F., Lafront A.M., Ghali E., Houlachi G. An investigation of the influence of selenium on copper deposition during electrorefining using electrochemical noise analysis. Hydrometallurgy. 2012. Vol. 111. pp. 29–34.
13. Kowalik R. Microgravimetric studies of selenium electrodeposition onto different substrates. Archives of Metallurgy and Materials. 2014. Vol. 59, No. 3. pp. 871–877.
14. Ngandu F. Investigating the effect of selenium and thiourea concentration on copper electrowinning : thesis … for the degree of master of engineering. Stellenbosch University, 2016.
15. Rudnik E., Kozowski J. Electrochemical studies on the codeposition of copper and tellurium from acidic nitrate solution. Electrochimica Acta. 2013. Vol. 107. pp. 103–110.
16. GOST R 57061–2016. Copper. Measurement of impurities mass fraction in copper by an inductively coupled plasma mass spectrometry method. Introduced: 01.07.2017.
17. Buketov E. A., Ugorets M. Z. Hydrochemical oxidation of chalcogens and chalcogenides. Alma-Ata : Nauka, 1975. 326 p.
18. Mokmeli M. Kinetics of selenium and tellurium removal with cuprous ion from copper sulfate-sulfuric acid solution : thesis ... for the degree of doctor of philosophy. British Columbia, Vancouver, 2014.