2. Составы электролитов для электроэкстракции никеля

2.1 Электролиты электроэкстракции никеля

2.2Сульфатный электролит

Самое широкое распространение на сегодняшний день имеют сульфатные электролиты. Они обладают рядом существенных преимуществ перед хлоридными и аммонийными. Это простота, хорошая электропроводность и отсутствие выделения ядовитых газов на электродах и необходимости их отвода. Выход по току в таких электролитах колеблется в пределах от 70 до 96 % .

В состав сульфатных электролитов обязательно входит сульфат никеля и серная кислота. В качестве добавок в некоторых электролитах используют борную кислоту и сульфат натрия. Увеличение концентрации ионов никеля увеличивает выход по току и снижает удельный расход электроэнергии. Так, например, при увеличении концентрации ионов никеля с 60 до 130 г/л выход по току увеличивается на 12 %, а удельный расход электроэнергии снижается на 17%. Но слишком высокая концентрация сульфата никеля может привести к его кристаллизации.

Серная кислота оказывает благотворное влияние на электропроводность и исключает гидратообразование на катоде, однако её избыток снижает выход по току никеля и усиливает выделение водорода.

Серная кислота используется для доведения уровня pH.

Существует 3 типа сульфатных электролитов для электроэкстракции никеля:

• электролиты, содержащие сульфат никеля и серную кислоту;

• электролиты, содержащие сульфат никеля, сульфат натрия и серную кислоту;

• электролиты, содержащие сульфат никеля, сульфат натрия, серную и борную кислоты.

2.3 Хлоридный электролит

Обычно хлоридный электролит используют в процессе электрорафинирования никеля с растворимыми анодами. В процессах электроэкстракции хлоридные электролиты используются редко, так как на нерастворимых анодах выделяется газообразный хлор и возникает необходимость в его отводе.

Борная кислота играет роль буферной добавки, немного увеличивает катодную поляризацию и удельную электропроводность.

2.4 Аммонийный электролит

В аммонийном электролите никель присутствует в виде аммонийного комплекса, этот электролит в отличие от сульфатного и хлоридного имеет щелочную среду, рН в нем поддерживается примерно на уровне 9. Аммонийный электролит считается перспективным для электроэкстракции никеля из электролитов с низкой концентрацией ионов никеля. В состав этого электролита входят сульфат или хлорид никеля, сульфат или хлорид аммония и аммиак.

На электродах происходят следующие реакции:

На катоде

[Ni(NH₃)₆]²⁺ + 2e → Ni + 6NH₃

2H₂0 + 2e → H₂ + 2OH^-

На аноде

4OH^- → O₂ + 2H₂O + 4e

2.5 Выбор электролита

На основании обзора литературных источников можно заключить, что одним из наиболее перспективных электролитов для электроэкстракции никеля является сульфатный электролит, поскольку он дает высокий выход по току, позволяет работать при высоких плотностях тока и не требует дополнительных приспособлений для работы ванны.

3.Расчет материального баланса ванны электроэкстракции

Составление материального баланса ванны электроэкстракции позволяет определить изменение состава электролита за счет протекания электродных процессов.

Результаты материального баланса позволяют рассчитать режим корректировки электролита.