СПОСОБ ХЛОРОАММОНИЙНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ОКСИДОВ МЕДИ И НИКЕЛЯ ИЗ СЫРЬЯ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ИХ РАЗДЕЛЕНИЕМ
METHOD OF CHLORINE-AMMONIUM EXTRACTION OF OXIDES OF COPPER AND NICKEL OF RAW MATERIALS WITH ITS FOLLOWING SEPARATION

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо выделить и разделить оксид меди и оксид никеля.
Известен способ растворения и выщелачивания оксидов различных металлов путем взаимодействия их с соляной кислотой при кипячении. Недостатком этого метода является неудобство обращения с соляной кислотой вследствие повышенного давления паров хлороводорода над раствором и ее высокой химической агрессивностью [Ахметов Т.Г., Порфирьева Р.Т., Гайсин Л.Г., Хацринов А.И. Химическая технология неорганических веществ. В 2 кн. Кн. 2, М.: Высшая школа, 2002, с.427].
Известен способ (прототип) обработки никелевых руд с помощью хлорида аммония. Способ включает нагревание смеси руды с сухими аммонийными солями - хлористыми, сернокислотными и т.п.при температуре, не превышающей температуры возгонки аммонийных солей. Последующей отгонки аммонийных солей водным выщелачиванием горячего сплава на холоду, в результате которого в раствор переходят соли никеля, меди, железа. Из раствора никель осаждается сернистым натром или электролизом. Отогнанные аммонийные соли поступают на смешение с новыми порциями руды (А.с. №50401, опубл. 31.01.1937 г.). Недостатком этого метода является загрязненность конечного продукта соединениями железа.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка нового технологического способа разделение медно-никелевого сырья на индивидуальные компоненты с возвратом в процесс всех вспомогательных реагентов.
Медно-никелевый концентрат после окислительного обжига помимо основных компонентов оксидов меди и никеля, может содержать примеси - оксиды алюминия, кремния и железа.
Поставленная задача достигается тем, что смешивают концентрат с хлоридом аммония и выдерживают при температуре 320-350°С. Количество используемого хлорида аммония составляет 100-120% мольных от стехиометрического количества. Реакции идут согласно следующим формулам:
4
2
3
2
CuO+2NHCl=CuCl+2NH+НO;
4
2
3
2
NiO+2NHCl=NiCl+2NH+НO;
2
3
4
3
3
2
FeO+6NHCl=2FeCl+6NH+3HO.
В результате взаимодействия смеси оксидов получаются твердые хлориды меди и никеля и газообразные хлорид железа, аммиак и вода.
Далее смесь подвергают водному выщелачиванию, в результате которого в раствор переходят хлориды меди и никеля. Примесные оксид кремния и алюминия фильтрационно отделяют. При добавлении в раствор недостатка (70-90% от стехиометрического) аммиачной воды из раствора выпадает гидроксид меди, который фильтрационно отделяют и сушат до получения оксида меди. Раствор, содержащий аммиакат никеля и хлорид аммония, подвергают кипячению до разрушения аммиаката никеля, который в виде гидроксида фильтрационно отделяют и сушат до получения оксида никеля. Оставшийся раствор упаривают для получения хлорида аммония, который поступает на вскрытие следующей партии сырья.
Преимущество использования хлорида аммония заключается в селективном действии его на оксиды металлов. Хлорид аммония не реагирует с оксидами кремния и алюминия, которые часто составляют основу рудного минерального сырья. В отличие от соляной кислоты хлорид аммония при нормальных условиях является неагрессивным и неядовитым веществом, т.е. не создает повышенных требований к технике безопасности.
В общем виде процесс можно представить схемой, приведенной на чертеже.
Пример 1
Медно-никелевый концентрат, содержащий оксид меди в количестве 8 г и оксид никеля в количестве 9 г, смешивают с 28 г хлорида аммония и нагревают до температуры 350°С. Выдерживают в течение 0,5 часа. Полученная масса представляет собой шихту, содержащую хорошо растворимые хлориды меди и никеля. Шихту подвергают водному выщелачиванию, происходило растворение хлоридов. К раствору приливают 62 г аммиачной воды (20% содержания аммиака). В результате выпал гидроксид меди, который отфильтровывают, сушат, масса полученного оксида меди составила 8,06 г примесь оксида никеля составила 0,75%. Оставшийся раствор подвергают кипячению до разрушения аммиаката никеля, твердую фракцию отфильтровывают, сушат, масса полученного оксида никеля составила 8,93 г.
Пример 2
Отличается от Примера 1 тем, что реакцию проводят в изохорических условиях (в автоклаве) при температуре 350°С. При этом уменьшается потеря хлорида аммония за счет испарения и десублимации, и увеличивается скорость процесса. Масса полученного оксида меди составила 8,06 г, масса полученного оксида никеля составила 8,93 г.