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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 49-55. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 49-55. Funding: State task on the topic of research No FMEZ-2025-0059. For citation: Production of nickel sulfate from substandard products of Kola Mining and Metallurgy Company / A. G. Kasikov [et al.] // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 49-55. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.008. Введение В настоящее время увеличение производства сульфата никеля является приоритетным направлением в металлургии никеля из-за высокого спроса на эту соль. Данная тенденция продиктована тем, что сульфат применяют в гальванотехнике при никелировании металлов, в производстве источников постоянного тока, для изготовления аккумуляторов, для производства твердых сплавов, в жировой и парфюмерной промышленности, для изготовления катализаторов [1]. Потребление сульфата никеля существенно увеличилось в процессе поступления на рынок электромобилей нового типа аккумуляторов — NMC-батарей 811 (никель-марганцевых-кобальтовых), имеющих более высокую плотность энергии при более низкой стоимости по сравнению с традиционными литий-ионными источниками [2]. Считается, что к 2030 г. производство сульфата никеля может удвоиться. В 2024 г. размер рынка сульфата никеля был оценен в 2,3 миллиарда долларов США, и, по прогнозам, он будет расти, достигнув в 2033 г. 4,5 миллиарда долларов США [3]. Для получения сульфата никеля широкое распространение получили методы осаждения из предварительно очищенных сульфатных растворов. Такой способ в настоящее время используется на ОАО «Уралэлектромедь» [4]. Процесс производства никеля сернокислого организован в две стадии: получение некондиционных кристаллов никеля сернокислого в черновом цикле; получение товарных кристаллов никеля сернокислого в чистовом цикле. В черновом цикле в процессе выпарки- кристаллизации на выпарном вакуум-кристаллизаторе получают некондиционные кристаллы никеля сернокислого, которые после разделения на центрифуге растворяют, раствор подвергают гидролитической очистке от примесей железа, меди и цинка. Однако данный способ не позволяет получать достаточно чистый сульфат, в котором нуждаются многие производства. Для получения чистого сульфата никеля нашел применение метод жидкостной экстракции, с использованием которого в Финляндии на заводе “Harjavalta” получают в год более 6 тыс. т чистого сульфата никеля [5; 6]. Также эту соль получали путем экстракционной конверсии никеля из сульфатно-хлоридных растворов в сульфатные и последующего получения сульфата никеля [7; 8]. Однако вовлечение в процесс производства сульфата никеля предварительно очищенных католитов оказалось экономически невыгодным. В связи с этим были продолжены исследования, направленные на поиск более рентабельных путей получения сульфата никеля, а именно на использование в качестве сырья более дешевых промпродуктов Кольской ГКМ. Так, снизить затраты на производство сульфата никеля, вероятно, возможно в случае использования более дешевого исходного раствора и при экстракции из него не основного компонента никеля, а примесных элементов. Однако в электролитах Кольской ГМК присутствует большое количество хлорид-ионов и ионов натрия, отделение которых от никеля затруднено. Источником сульфатных растворов, не содержащих значительных примесей ионов хлора, являются сульфатные медно-никелевые отсечные электролиты медного производства, однако после закрытия в Кольской ГМК медного производства этот источник стал недоступен. В никелевом производстве раствор, не содержащий макропримесей натрия и хлора, в настоящее время получается только при водном выщелачивании тонкой пыли от обжига никелевого концентрата в печах кипящего слоя (КС) [9]. Однако, кроме 52-86 г/л никеля, он содержит значительное количество железа, цветных металлов, селена, теллура и микропримеси благородных металлов (табл. 1), поэтому для получения высокочистой соли сульфата никеля их переработка также требует значительных затрат. Но главным ограничением для использования этого промежуточного продукта для получения солей заключается в его недостаточном количестве. Тем не менее переработка этих растворов представляется перспективной, поскольку в них содержатся теллур и благородные металлы. 50 © Касиков А. Г., Белогурова Е. А., Тюкин Д. П., Щербаков С. В., Николаев Д. Е., Шевцов А. В., Тюкин А. П., 2025