Нікель із вторинної вольфрамвмісної сировини

Зміст

Вступ

Нікель із вторинної вольфрамвмісної сировини. Особливості здобування

Висновки

Література

Вступ

На підставі фізико-хімічних досліджень визначена кінетика вилучення нікеля із вторинної вольфрамвмісної сировини, зокрема зі сплаву ВНЖ-90. Зроблено висновок про те, що процес вилучення нікеля перебігає переважно у дифузійній області і лише на початковій стадії - у кінетичній.

Нікель із вторинної вольфрамвмісної сировини. Особливості здобування

На сьогоднішній день внутрішня економічна політика України вимагає застосування заходів щодо перероблення вторинних сировинних ресурсів, зокрема таких, що містять нікель, кобальт, титан, вольфрам тощо. Найбільш розповсюдженими представниками останніх є сплави типу ВНЖ-90, Т₅ К₁₀ , ВТ₅ , ВК₁₃ та інші.

Слід зазначити, що наразі не розроблено технології їхнього комплексного перероблення, тому будь-які позитивні рішення у цьому напрямку є досить актуальними. їхньою особливістю є те, що крім вольфраму, основного компонента вказаних видів вторинної сировини, не менш коштовними, як уже зазначалось, є також титан, кобальт і нікель, що можуть входити до її складу.

Основні труднощі, що виникають під час перероблення вказаної сировини, полягають у тому, що вибірково витягти якийсь один із вказаних компонентів досить важко [1] через те, що найбільш прийнятним рішенням є оброблення сировини мінеральними кислотами, але, на жаль, при цьому одразу вилучаються декілька компонентів.

Так, при переробленні, наприклад, відпрацьованого сплаву ВНЖ-90 будь-якою із кислот НСl, HN0₃ , H₂ S0₄ можуть одночасно переходити у розчин у вигляді відповідних сполук і нікель, і ферум.

При цьому в залежності від вмісту та природи металу швидкість їхнього вилучення може бути різною. У даній роботі авторами зроблено акцент на дослідженнях кінетики вилучення невольфрамвмісних компонентів, перш за все, нікель, тому що він по відношенню до заліза є більш дефіцитнім і коштовним, хоча у той же час менш активним металом.

Реагентом для вилучення невольфрамвмісних компонентів була обрана розведена нітратна кислота через те, що як ферум, так і нікель у концентрованій нітратній кислоті пасивуються, тому обробку сплаву проводилиHN0₃ , масова частка якої не перевищувала 40%.

Підготовка сировини до процесу вилучення полягала у попередньому подрібненні її до розмірів 70-100 мкм за допомогою фрикційного пресу та відцентрово-ударного млина. Далі зразки масою 0,1 кг завантажували у реактор і з метою прискорення взаємодії їх з нітратною кислотою процес проводили за нагрівання.

Для визначення оптимальної концентрації нітратної кислоти й температури масову частку варіювали у діапазоні 25-40%, а температуру - в інтервалі 318-363 К. За більш високих їхніх значень має місце сильне термічне розкладання нітратної кислоти, а, отже, і втрати через утворення нітроген оксидів. Результати проведених досліджень наведені на рис.1.

Досліди проводили з використанням установки, описаної в [2], відмінна риса якої полягала у тому, що для абсорбції нітрогену оксидів, що утворюються як побічний продукт, застосовували поряд із розчином гідрогену пероксиду й розчин калію гідроксиду, а зразки вторинної вольфрамвмісної сировини (розміром 70-100 мкм) подавали через спеціальну лійку, з'єднану з реактором, схема якої наведена на рис.2.

Дослідження починали з того, що у кварцовий реактор, обладнаний повітродувкою й зворотним холодильником, заливали розчин нітратної кислоти заданої концентрації, достатньої для повного витягнення нікельу, відповідно до рівняння реакції:

3Ni+8HN0_{3 ( p 03 B )} =3Ni (N0₃ ) ₂ +2NO↑ +4Н₂ 0 (1)

При включеній повітродувці, мішалці й працюючому водяному холодильнику у реакторі, вставленому у термостаті, доводили температуру розчину нітратної кислоти до заданого значення.

Після встановлення відповідної температури за допомогою спеціальної лійки завантажували зразки сплаву ВНЖ-90 масою 0,1 кг і проводили процес його оброблення.

Через певні проміжки часу проби зразків відбирали з реактора, ретельно промивали дистилятом, висушували за температури 393 К і аналізували на вміст нікель за допомогою лазерного масспектрометра ЕМАЛ-2 для визначення ступеня його вилучення.

Оброблення експериментальних даних проводили за допомогою математичного пакетуStatistics. Отримана залежність ступеня вилучення нікель від температури й тривалості обробки відпрацьованого сплаву ВНЖ-90 нітратною кислотою задовільно описується рівнянням, коефіцієнт кореляції (R) якого становить 0,96:

φ = 4, 205τ + 2,6153Т+0,0019τТ- (0,0635τ² + +0,0033τ² +493,6689), (2)

де φ - ступінь вилучення нікель, %;

τ - термін обробки сплаву нітратною кислотою, хв;

Т - температура обробки, К.

На рис. З наведена залежність ступеня вилучення нікеля від терміну контактування відпрацьованого сплаву ВНЖ-90 із нітратною кислотою.

Отримані результати, що стосуються ступеня вилучення нікель із відпрацьованого сплаву ВНЖ-90 нітратною кислотою, були оброблені за рівнянням:

1- (1-φ) ^1/3 = кτ, ( 3)

де к - константа

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать