ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

И. В. Клименко, младший научный сотрудник, эл. почта: KlimenkoIV@nornik.ru
М. Б. Грейвер, заведующий сектором технологий рафинирования никеля

АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия

А. Н. Шелопутов, старший технолог цеха электролиза никеля

При переходе цеха электролиза никеля АО «Кольская ГМК» к производству никелевых катодов методом электроэкстракции сильно изменились потоки и составы никелевых растворов на очистных операциях, таких как передел железоочистки. Изменения в режиме работы данного передела спровоцировали ряд проблем в его работе: повышенное содержание цветных металлов в кеке, ухудшение фильтрации, неудовлетворительно высокое содержание железа в растворе после железоочистки из-за проскока частиц кека сквозь фильтры. Ранее изученный в лабораторном масштабе процесс очистки никелевого раствора от железа и предложенные на этом этапе решения по температурным режимам, дробной подаче реагента-осадителя, переходу на подачу более концентрированной по окислительному агенту (кислороду) газовой смеси были отработаны в пилотном масштабе. Для проверки эффективности этих мер и сравнения перспективной схемы с существующей также были проведены эксперименты, моделирующие актуальную на тот момент схему работы передела. Описана методика проведения и показаны результаты пилотных испытаний, выполнено сравнение достигнутых показателей работы обеих схем. После отработки в пилотном масштабе были проведены мероприятия по внедрению проверенных решений в промышленную практику, что позволило достичь регламентных показателей очистки от железа, улучшить фильтрацию на переделе и снизить потери цветных металлов с отвальным кеком. Перечислены конкретные меры по оптимизации работы передела железоочистки, осуществленные на основе анализа событий пускового периода работы передела в новых условиях и по результатам пилотных испытаний, а также показана динамика изменения основных показателей работы передела железоочистки за период с 14 января 2020 г. по 14 июня 2021 г., включающая в себя дан ные до и после предложенных мер по оптимизации работы передела.

1. Цветные металлы 2013 : сборник докладов V Международного конгресса, 4–6 сентября 2013 г., Красноярск / ред.: Г. Л. Пашков, П. В. Поляков. — Красноярск : Версо, 2013. — 691 с.
2. Цапах С. Л., Мальц И. Э., Четверкин А. Ю., Смирнов П. В. Железоочистка высокохлоридных никелевых растворов // Цветные металлы. 2019. № 11. С. 61–67.
3. Masao Kiyama, Toshikazu Akita, Toshio Takada. Oxidation of iron(II) in acidic chloride solutions // Bulletin of the Institute for Che mical Researh, Kyoto University. 1983. Vol. 61, No. 5-6. P. 335–339.
4. Akilan C., Nicol M. J. Kinetics of the oxidation of iron(II) by oxygen and hydrogen peroxide in concentrated chloride solutions – A re-evaluation and comparison with the oxidation of copper(I) // Hydrometallurgy. 2016. Vol. 166. P. 123–129. DOI: 10.1016/j.hydromet.2016.10.014
5. 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. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.01.052
6. Nicol M. J. A comparative study of the kinetics of the oxidation of iron(II) by oxygen in acidic media – mechanistic and practical implications // Hydrometallurgy. 2020. Vol. 192. 105246. DOI: 10.1016/j.hydromet.2020.105246
7. Masao Iwai, Hiroshi Majima, Toshio Izaki. A kinetic study on the oxidation of ferrous ion with dissolved molecular oxygen // Denki Kagaku. 1979. Vol 47, No. 7. P. 409–414.
8. Cohen B., Shipley D. S., Tong A. R., Casaroli S. J. G., Petrie J. G. Precipitation of iron from concentrated chloride solutions: Literature observations, challenges and prelimi nary experimental results // Minerals Engineering. 2005. Vol. 18, Iss. 13-14. P. 1344–1347. DOI: 10.1016/j.mining.2005.07.013
9. Dousma J., de Bruyn P. L. Hydrolysis-precipitation studies of iron solutions. I. Model for hydrolysis and precipitation from Fe(III) nitrate solutions // Journal of Colloid and Interface Science. 1976. Vol. 56, No. 3 . P. 527–539.
10. Dutrizac J. E., Riveros P. A. The precipitation of hematite from ferric chloride media at atmospheric pressure // Metallurgical and Materials Transactions. B. 1999. Vol. 30. P. 993–1001.
11. 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 engineering. — Stellenbosch University, 2015.
12. Tasawar Javed, Edouard Asselin. Fe(III) precipitation and copper loss from sulphate-chloride solutions at 150 ^oC: a Statistical approach // Metals. 2020. Vol. 10, Iss. 5. 669. DOI: 10.3390/met10050669
13. Tianxiang Nan, Jianguang Yang, Chaobo Tang, Weizhi Zeng et al. Reaction kinetics of shearing-enhanced goethite process for iron removal from zinc solution // Hydrometallurgy. 2021. Vol. 203. DOI: 10.1016/j.hydromet.2021.105624

14. Ruiz M. C., Jerez O., Padilla R. Kinetics of the cupric catalyzed oxidation of Fe(II) by oxygen at high temperature and high pressure // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016. Vol. 37, Iss. 3. P. 160–167. DOI: 10.1080/08827508.2016.1168412
15. Wermink W. N., Spinu D., Versteeg G. F. The oxidation of Fe(II) with Cu(II) in acidic sulphate solutions with air at elevated pressures // Chemical Engineering Communications. 2018. Vol. 206, Iss. 4. P. 454–475. DOI: 10.1080/00986445.2018.1499017
16. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. — М. : Наука, 1986. — 205 с.