Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Введение Развитие и усовершенствование технологии комбината «Североникель» АО «Кольская ГМК» сопровождается образованием новых, а также изменениями в составе существующих некондиционных промежуточных продуктов и растворов. В то же время одной из наиболее актуальных проблем остается присутствие в них цинка, повышенное содержание которого приводит к снижению качества товарной продукции. В настоящее время концентрированные хлоридные никелевые растворы основной технологии никеля очищаются от микропримесей цинка путем жидкостной экстракции с использованием третичных аминов. В процессе противоточной экстракции наблюдается частичная соэкстракция хлорокомплексов меди, кобальта и железа. Вследствие различной устойчивости хлоридных комплексов металлов их извлечение из органической фазы происходит последовательно: в первом противоточном каскаде из экстракта селективно извлекаются медь, кобальт и железо(ІІ), во втором с помощью подкисленной серной кислотой воды — железо(Ш) и частично цинк. Первый реэкстракт возвращается в оборот, а из второго (реэкстракт-2) производится гидролитическое осаждение металлов концентрированным раствором соды, в результате чего образуются цинксодержащие кеки, которые в настоящее вывозятся на переработку за пределы предприятия. В данной работе исследована возможность применения сорбционного способа для извлечения цинка на различных стадиях очистки никелевых растворов, а именно в качестве альтернативного гидролитическому способу очистки реэкстракта-2, а также для глубокого извлечения цинка из растворов сернокислотной переработки цинксодержащих кеков в случае ее организации на предприятии. Анализ литературных источников и практики действующих предприятий свидетельствует о перспективности применения для сорбции цинка из кислых растворов как анионитов [1-4], так и катионитов [5-9]. Однако обоснованность их выбора должна определятся в каждом конкретном случае в зависимости от постановки задачи, состава и объемов растворов, а также с учетом целесообразности с точки зрения экономики и экологии. Опробованы доступные аниониты отечественного производства, содержащие в качестве функциональных групп амины различного строения: пористый сильноосновный анионит АМП -п (бензилпиридиновые группы), гелевый сильноосновный анионит ЭДЭ-10П (вторичные, третичные и четвертичные алифатические аминоногруппы), гелевый слабоосновный анионит АН -31 (вторичные и третичные алифатические аминогруппы), а также гелевый сильнокислотный катионит Ку-2-8 (сульфогруппы). Результаты Предварительные эксперименты по сорбции цинка в статических условиях из реэкстракта-2, отобранного на установке экстракционной цинкоочистки, показали недостаточную эффективность применения анионообменных смол. В связи с этим исследовано влияние хлорид-иона, который вводили в раствор в виде хлорида натрия. Установлено, что низкое содержание Cl-не позволяет создать приемлемый анионный фон для количественного перевода цинка в формы, лабильные к сорбции. Однако при концентрации 25 г/л и выше в случае применения анионита АМП-п остаточное содержание цинка составило <0,5 мг/л, что соответствует его извлечению более 92 %. Глубокое извлечение цинка при данной исходной его концентрации достигалось также при использовании катионита Ку-2-8 без дополнительного введения хлорид-иона (табл. 1). Анализ на содержание никеля и примесей показал, что при использовании катионита наблюдается высокая степень извлечения цветных металлов и железа (табл. 2), а это препятствует использованию раствора в действующем производстве в качестве никельсодержащего и усложняет регенерацию сорбента. После проведения сорбционной очистки реэкстракта-2 с помощью смолы АМП-п он может быть направлен в никелевое производство или на осаждение кека, не содержащего цинк. Таким образом, выбор сорбента зависит от постановки задачи и последующей утилизации полученных промежуточных продуктов. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 149-153. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 149-153. © Арешина Н. С., Касиков А. Г., Тимощик О. А., Шевцов А. В., 2025 150