ООО «Институт Гипроникель» (Санкт-Петербург, Россия)
Абрамова У. В., младший научный сотрудник Сектора технологий рафинирования лаборатории готовой продукции, abramovauv@nornik.ru
Григорьева В. А., старший научный сотрудник Сектора технологий рафинирования лаборатории готовой продукции
Грейвер М. Б., заведующий Сектором технологий рафинирования лаборатории готовой продукции
Клименко И. В., старший научный сотрудник Сектора технологий рафинирования лаборатории готовой продукции
Данилова О. С., научный сотрудник лаборатории пирометаллургии
АО «Кольская ГМК» (Мончегорск, Россия)
Платонов И. С., начальник гидрометаллургического отделения цеха электролиза никеля № 2
Переход цеха электролиза никеля № 2 АО «Кольская ГМК» на технологию хлорного выщелачивания никелевого порошка с последующей электроэкстракцией катодного никеля сопровождался необходимостью корректировки режимов работы отдельных переделов, в том числе стадии цементационной очистки растворов от меди. Одной из технологических проблем передела медеочистки является периодическое снижение скорости фильтрации пульпы после отделения цементной меди. Анализ осадков с поверхности фильтрующих элементов показал значительное содержание соединений кремния и алюминия, что позволило предположить их влияние на фильтрационные характеристики растворов. Исследованы особенности поведения соединений кремния и алюминия в концентрированных хлоридно-сульфатных никелевых растворах разной кислотности. На модельных растворах показано, что с ростом pH от 0 до 2,5 увеличивается переход SiO2 и Al2O3 в твердую фазу, при этом фильтруемость раствора снижается. На технологических растворах передела медеочистки установлено, что поддержание повышенной кислотности непосредственно в процессе цементации нецелесообразно, поскольку приводит к снижению глубины очистки раствора от меди, повышает риск выделения водорода и ухудшает фильтрационные характеристики пульпы. Показано, что для улучшения фильтруемости достаточно подкисления взвесьсодержащей пульпы после завершения цементации, непосредственно перед фильтрацией. На основании полученных данных рекомендовано подкисление пульпы серной кислотой в сборниках перед фильтрацией до содержания свободной кислоты 4–10 г/дм3, что соответствует диапазону pH от –0,1 до 0,1 и обеспечивает повышение скорости фильтрации без ухудшения показателей медеочистки.
1. Цветные металлы 2013 : сборник докладов пятого международного конгресса, Красноярск, 04–06 сентября 2013 г. – Красноярск : Версо, 2013. – 692 с.
2. Клименко И. В., Сундуров А. В., Павлов А. Ю., Тарасенко Н. М. Результаты исследований в области перспективного производства никеля высокопремиальных марок // Цветные металлы. 2024. № 11. С. 24–31.
3. Рябушкин М. И., Цымбулов Л. Б., Пахомов Р. А., Озеров С. С. Анализ работы пирометаллургического участка по получению металлизированного никелевого порошка в АО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2022. № 11. С. 17–25.
4. Рябушкин М. И., Пахомов Р. А., Цымбулов Л. Б., Савинова Ю. А. Поведение SiO2 при реализации новой технологии переработки никелевого концентрата от разделения файнштейна на предприятии АО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2021. № 12. С. 14–24.
5. Большакова О. В., Большаков С. В., Белоусова Н. В., Синько А. В. Изучение кинетики процесса цементации меди активным никелевым порошком // Цветные металлы. 2018. № 6. С. 77–83.
6. Лукьянова Н. Ю. Физико-химические закономерности процесса гелеобразования в системе алюмосиликат – соляная кислота : автореф. дис. … канд. хим. наук. – Уфа, 2000. – 23 с.
7. Crundwell F. K. The mechanism of dissolution of minerals in acidic and alkaline solutions: Part II Application of a new theory to silicates, aluminosilicates and quartz // Hydrometallurgy. 2014. Vol. 149. P. 265–275.
8. Gorrepati E. A., Wongthahan P., Raha S., Fogler H. S. Silica precipitation in acidic solutions: mechanism, pH effect, and salt effect // Langmuir. 2010. Vol. 26, Iss. 13. P. 10467–10474.
9. Scott S., Galeczka I., Gunnarsson I., Arnórsson S., Stefánsson A. Silica polymerization and nanocolloid nucleation and growth kinetics in aqueous solutions // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2024. Vol. 371. P. 78–94.
10. Lefler H., Zhang Y., Zak Fang Z., Free M., Huang Z. Removal of silicon from highly acidic HCl medium to produce purified TiO2 // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 173. P. 218–223.
11. Queneau P., Berthol C. E. Silica in hydrometallurgy: an overview // Canadian Metallurgical Quarterly. 1986. Vol. 25. № 3. P. 201–209.
12. Tsaousi G.-M., Aikaterini T., Bempelou A., Kotsanis D. et al. Control of silica gel formation in the acidic leaching of calcium aluminate slags with aqueous HCl for Al extraction // Sustainability. 2023. Vol. 15, Iss. 21. 15462. DOI: 10.3390/su152115462
13. Davis C. C., Hsiao-Wen Chen, Edwards M. Мodeling silica sorption to iron hydroxide // Environmental science & technology. 2002. Vol. 36, Iss. 4. P. 582–587.
14. Dol Hamid R., Swedlund P. J., Song Y., Miskelly G. M. Ionic strength effects on silicic acid (H4SiO4) sorption and oligomeri zation on an iron oxide surface: an interesting interplay between electrostatic and chemical forces // Langmuir. 2011. Vol. 27, Iss. 21. P. 12930–12937.
15. Zhong S., Chen J., Weng W., Lu Q. et al. Well-tuned filtration performance of the H2SO4-leached copper slag pulp and ultrasonic-enhanced leaching of valuable metals // Separation and Purification Technology. 2026. Vol. 384. 136215. DOI: 10.1016/j.seppur.2025.136215
16. Yijiang Li, Wencheng Xia, Baofeng Wen, Guangyuan Xie. Filtration and dewatering of the mixture of quartz and kaolinite in different proportions // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. Vol. 555. P. 731–739.
17. Chan H. A review on solubility and polymerization of silica // Geothermics. 1989. Vol. 18, Iss. 1–2. P. 49–56.
18. Bush J. A., Vanneste J., Gustafson E. M., Waechter C. A. et al. Prevention and management of silica scaling in membrane distillation using pH adjustment // Journal of Membrane Science. 2018. Vol. 554. P. 366–377.