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

Таблица 1 Содержание элементов в растворах проб водного выщелачивания пылей КС, третьих полей электрофильтров 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. Элемент 1 2 3 Элемент 1 2 3 Ni, г/л 86,2 52,0 54,6 Те, мг/л 876,6 282,8 800,2 Fe, г/л 4,4 2,5 3,25 Ag, мг/л 0,06 0,04 0,058 Co, г/л 2,2 1,14 1,25 Ru, мг/л 2,87 0,51 1,10 Cu, мг/л 4,71 3,55 3,14 Rh, мг/л 0,15 0,029 0,077 Zn, мг/л 6,4 0,43 0,86 Pd, мг/л 0,0046 0,0032 0,013 Pb, мг/л 19,0 6,26 11,8 Ir, мг/л 0,55 0,57 1,19 Se, мг/л 60,3 18,3 165,8 Pt, мг/л <0,0001 <0,0001 0,0183 Еще одним видом некондиционных никелевых продуктов являются металлические продукты в виде катодной обрези, а также металл низкого качества, покрытый питтингом или дендритами. Реализация такого металла затруднена или сопряжена со сбытом по более низкой цене. Металлические отходы никелевого производства имеют, по сравнению с никелевыми католитами, большие преимущества, так как они не содержат примесей хлора и натрия. Однако растворение никеля в серной кислоте представляет собой сложную задачу. Использование перекиси водорода для ускорения процесса выщелачивания никелевой стружки часто оказывается малоэффективным. Одним из перспективных подходов является электрохимический метод, в котором электрический ток выступает в качестве своеобразного катализатора, стимулирующего химическую реакцию и обеспечивающего эффективное растворение никеля. Преимуществом интенсификации процесса растворения никеля с использованием электрического тока является возможность растворения в серной кислоте не только порошка никеля, но и никелевых пластин. Вместе с тем анодному растворению никеля препятствует пассивация его поверхности, которая наблюдается, например, в 1 н растворе сульфата никеля при рН = 3 уже при плотности тока 1,5 10-5А/см2 [10]. Добавка 0,05-н раствора ионов хлора снимает пассивность, но при плотности тока 2,5'10-2 А/см2 поверхность никеля вновь начинает пассивироваться. Частично или полностью решить пассивацию при растворении никеля возможно также при использовании для растворения переменного тока. В работе [11] отмечено, что при одинаковых плотностях тока при использовании переменного тока напряжение почти в два раза ниже, чем при использовании постоянного тока. В работе [12] показано, что при плотности тока 0,035 А/см2никелевый электрод растворяется в 1 н серной кислоте без пассивации. При этом в анодный период происходит растворение никеля, а в катодный — выделение водорода. Однако при более высокой плотности тока (1,0 А/см2) даже в 1 н серной кислоте начинает происходить пассивация никеля. Таким образом, для эффективного электрохимического растворения никеля в серной кислоте необходимо тщательно контролировать параметры процесса, такие как плотность тока и состав электролита, чтобы избежать пассивации. В связи с этим данное исследование было направлено на изучение процесса растворения никелевых пластин и никелевой обрези в серной кислоте с целью оптимизации условий эффективного растворения никеля. Результаты В лабораторных условиях для электрохимического растворения использовали N i-катоды (марки Р-1 и Н-2) и обрезь никелевых катодов (рис. 1, 2), которую засыпали в анодные титановые корзины. В ходе экспериментов, где изучалось воздействие переменного тока, в качестве электродов (катода и анода) использовались никелевые пластины. При лабораторных испытаниях катод и анод помещали в электролитическую ячейку из полипропилена (размер 17,5х 13,0x20,0 см). Расстояние между анодом и катодом составляло 1,0—1,5 см, циркуляцию электролита осуществляли со скоростью 10 л/ч с помощью перистальтического насоса. В качестве электролитического раствора использовалась серная кислота 150-350 г/л марки х. ч. В ходе эксперимента проводилось поддержание уровня жидкости путем добавления дистиллированной воды. © Касиков А. Г., Белогурова Е. А., Тюкин Д. П., Щербаков С. В., Николаев Д. Е., Шевцов А. В., Тюкин А. П., 2025 51