Труды КНЦ (Технические науки вып. 5/2023(14))

Введение При получении катодного никеля цинк является одной из наиболее проблемных примесей, присутствие которого в шихтах и растворах отрицательно влияет на качество товарных металлов [ 1 ]. Цинк не удаляется из раствора при проведении операций железоочистки, цементации меди и кобальтоочистки, а остается в никелевом электролите, разряжаясь совместно с никелем на катоде [ 2 ]. Ранее, в период работы плавильного цеха на комбинате «Североникель», тонкую цинксодержащую пыль никелевой ветки вывозили на переработку совместно с норильской рудой, что позволяло регулировать уровень цинка в никелевых анодах. В связи с закрытием плавильного цеха на площадке в г. Мончегорске и технологическими ограничениями по переработке пылей решение проблемы цинка и других примесей усложнилось [1]. Известно, что цинк эффективно извлекается посредством жидкостной экстракции [3, 4], в связи с чем на комбинате «Североникель» Кольской ГМК в 2018 г. запущена установка экстракционной цинкоочистки растворов гидрохлоридного выщелачивания [5]. Для извлечения цинка из никелевых хлоридных растворов на переделе цинкоочистки используются третичные амины (ТАА) [ 6 ]. Из-за высокой вязкости эти экстрагенты применяют в виде растворов в инертных разбавителях — смесях углеводородов, имеющих достаточно высокую температуру вспышки (более 61 °C). К ним относятся и импортные фирменные разбавители (Escaid 100, Shellsol 150). Кроме того, для улучшения растворимости солей ТАА в инертном разбавителе к ним добавляют модификаторы. В используемой экстракционной системе применяются высокомолекулярные алифатические спирты, что предотвращает образование при экстракции третьей фазы [5]. В процессе цинкоочистки применяется противоточная коллективная экстракция цинка из никелевых растворов совместно с медью, кобальтом и железом, которые разделяются на стадии реэкстракции. Из-за сложности применения импортных разбавителей проведены исследования по возможности их замены на аналоги российского производства. Цель настоящей работы — изучение влияния состава экстракционной смеси на извлечение цинка из концентрированных хлоридных никелевых растворов с использованием доступных реагентов. Экспериментальная часть В работе использовали технологический раствор гидрохлоридного выщелачивания никелевого порошка трубчатых печей (НПТП) после предварительной очистки от железа и меди, содержащий, г/л: Ni — 169, Co — 4,36, Cu — 1,99, а также Zn — 1,90 мг/л, предоставленный АО «Кольская ГМК». Модельные растворы готовили путем растворения точных навесок N i C t 6 H 2 O и ZnCh марки «ч.» («ЛенРеактив», Россия). В качестве экстрагента использовали свежеприготовленные 5-10 об. % смеси третичных аминов С 8 и С10 (Alamine 336, производитель BASF) в алифатических разбавителях РЖ-3, содержание ароматических углеводородов менее 5,5 % и Rusol D70, содержащий 98 % алифатических соединений («Евро Кемикалс», Россия), в смешанном разбавителе Escaid 100, содержащем 80 % алифатических и 18 % ароматических соединений (ExxonMobil, США), а также в ароматическом разбавителе Solgad 150, содержащем 99 % ароматических соединений («Евро Кемикалс», Россия). В качестве модификатора использовали 99 %-й октиловый спирт (Panreac, США), техническую смесь спиртов Св+Сш (октанол-1 (50 %) и деканол-1 (50 %), Crestmont Sdn.Bhd, Малайзия). Кроме того, для экстракции использовали оборотный экстрагент с передела цинкоочистки Кольской ГМК, содержащий около 10 % ТАА + 10 % смеси спиртов в разбавителе Escaid 100. Экстракцию проводили путем механического перемешивания в пробирках или делительных воронках при температуре 20 °С. Время контакта фаз при экстракции 5 мин. Соотношение объемов органической и водной фаз (О:В) составляло 1:1 и 1:2. Концентрацию металлов в водной фазе определяли атомно-абсорбционной спектрометрией на приборе КВАНТ АФА. Содержание металлов в органической фазе рассчитывали по разности концентраций металла в исходном растворе и рафинате. Результаты и обсуждение Чтобы изучить влияние состава экстракционной смеси на извлечение цинка из концентрированных хлоридных никелевых растворов, проведены исследования по экстракции из модельных растворов. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 5. С. 18-23. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 5. P. 18-23. © Варнавская А. О., Соколов А. Ю., Касиков А. Г., 2023 19