Спосіб одержання нікелю /іі/ азотнокислого чистоти реактивних кваліфікацій

Изобретение относится к области получения химических реактивов технологического назначения, а именно, никеля азотнокислого, применяемого в промышленности для производства никелевых катализаторов и ряда други х соединений никеля, для никелирования металлических изделий, в керамической промышленности, в аналитической химии. Наиболее близким к заявляемому является способ получения никеля /II/ азотнокислого чистоты реактивной квалификации, включающий взаимодействие оксида никеля /II/ с азотной кислотой, отделение непрореагировавшего оксида никеля от полученного раствора, упаривание последнего, кристаллизацию и отделение кристаллов целевого продукта от маточного раствора (1). Недостатком способа является невозможность получения никеля /II/ азотнокислого чистоты реактивной квалификации при использовании в качестве исходного сырья технического оксида никеля и, вследствие этого, невозможность снижения себестоимости продукции. Задачей изобретения является создание способа получения никеля /II/ азотнокислого реактивной квалификации взаимодействием технического оксида никеля /II/ производства цветной металлургии с азотной кислотой при их определенном соотношении, упариванием полученного раствора до плотности, позволяющей предотвратить загрязнение выпавших кристаллов никеля /II/ примесямию. В результате повышается качество продукта за счет более эффективной очистки от примесей Сu, Сd, Сl, снижается себестоимость продукции и затраты по сырью. Поставленная задача решается тем, что в способе получения никеля /II/ взаимодействие никеля с азотной кислотой проводят при массовом соотношении ингредиентов (в пересчете на никель) 1,0:(1,6-1,8) соответственное последующим упариванием до плотности раствора 1,62-1,63 г/см 3 и кристаллизацией при охлаждении. При этом осуществляют возврат маточного раствора и непрореагировавшего оксида никеля на стадию взаимодействия. При осуществлении данного способа обеспечивается создание рН среды, при котором происходит адсорбция примесей на поверхности нерастворившейся части оксида никеля, что способствует очистке раствора никеля азотнокислого от примесей без дополнительных затрат. Упаривание раствора до плотности 1,62-1,63 г/см 3 не приводит к полному выделению кристаллов, что позволяет предотвратить загрязнение выпавших кристаллов Ni(NО3)2.6Н20 примесями, частично оставшимися в растворе и исключить инкрустацию поверхности реактора. После отделения кристаллов маточный раствор снова возвращает в цикл на стадию взаимодействия, где происходит адсорбция примесей на поверхности нерастворившегося оксида никеля /II/ и т. д. Пример. В стеклянный стакан вместимостью 1000 мл наливают 257 мл азотной кислоты с плотностью 1,355 г/см 3, при перемешивании прибавляют порциями 150 г никеля /II/ оксида. Используемый никель /II/ оксид - технический продукт цветной металлургии - отвечает следующим требованиям (мас. %): Никеля /II/ оксид (NiO) сульфаты (SO4) железо (Fe) алюминий (Al) кобальт (Со) кремний (Si) сумма натрия, калия, кальция, магния (Na+K+Ca+Mg Температура растворения 98 0,1 0,2 0,05 0,05 0,05 0,1 (75±5)°С. После полного прибавления никеля /II/ оксида объем полученного раствора 370 мл. Прибавляют 200 мл дистиллированной воды и при перемешивании и нагревании выдерживают в течение 3-3,5 часов, поддерживая объем раствора 570 мл, при температуре 100-115°С. При достижении рН 4,7 отфильтровывают нерастворившуюся часть никеля /II/ оксида. Отфильтрованный раствор упаривают до плотности 1,6254 см 3. Перед кристаллизацией прибавляют азотную кислоту до рН = 2 и проводят кристаллизацию, охлаждая до температуры 19-20°С. Выпавшие кристаллы никеля /II/ азотнокислого 6-водного отжимают на центрифуге. Выход кристаллов Ni(NО3)2.Н20 - 190 г. Твердый остаток 30,1 NiO и маточный раствор объемом 160 мл возвращают в голову процесса. Предыдущие параметры выполнялись аналогично, изменялось только соотношение реагирующи х компонентов. Полученные результаты приведены в табл. 1. 2. Из приведенных примеров видно, что при использовании технического никеля /II/ оксида полученный никель азотнокислый соответствует квалификации чистоты "ч" и "чда" ГОСТ 4055-77. Изменение массового соотношения оксида никеля и азотной кислоты в сторону уменьшения количества Ni 2+ приводит к ухудшению качества продукта за счет неполной очистки от примесей. Дальнейшее повышение содержания оксида никеля /II/ в указанном соотношении приводит к образованию плохо фильтрующейся суспензии, что удлиняет технологический процесс. При этом использование в качестве никельсодержащего компонента технического оксида никеля производства цветной металлургии в предлагаемых режимах, по сравнению с прототипом, снизит себестоимость продукции, несмотря на некоторое удорожание энергетических затрат (см. табл. 3). Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит: - повысить качество продукта за счет более эффективной очистки от примесей Сu, Сd, Сl, нерастворимых веществ; - значительно снизить затраты по сырью; - снизить себестоимость продукта. Таблица 1 № п/п Наименование показателей 1 Соотношение компонентов Ni2+ : НNО3 Массовая доля /II/ азотнокислого 6-водного Ni(NО3)2.6Н2О, %, не менее Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более Массовая доля хлорида (Cl), %,не более Массовая доля сульфатов (SO4), %, не более Массовая доля железа (Fе), %, не более Массовая доля кобальта (Со), %, не более Массовая доля меди (Сu), %, не более Массовая доля кадмия (Сd), %, не более Массовая доля свинца (Рb),%, не более Массовая доля цинка (Zn), %, не более Массовая доля калия, натрия, кальция, (К+Na+Са+Мg), %, не более рН 5%-ного раствора препарата 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Качество никеля (II) азотнокислого 6водного по примерам Пример 1 Пример 2 Пример 3 1:1,6 1:1,7 1:1,8 98,9 99,8 98,0 следы 0,0004 следы 0,0004 0,003 0,0005 0,01 0,0006 0,0006 0,0005 0,001 0,0004 0,001 0,0005 0,01 0,0003 0,001 0,0005 0,001 0,0007 0,002 0,0005 0,02 0,0005 0,001 0,0005 0,002 0,03 0,04 0,05 4.7 4,0 3,5 Таблица 2 Загружено Азотная кислота NiO, г Ni, г мл, d=1,355 г/см 3 г, 100% 150 150 117,9 117,9 253 260 1953 203,5 1:1,6 1:1,7 30,1 28 340 375 Содер жание никел я в рре Ni(NО 3)2, г/л 259,7 240 150 117 270 212,2 1:1,8 23,5 380 190 149,3 302 237,3 1:1,6 48,0 380 Вес Соотн. тверд Ni2+ : ого НNО3 остатк а, г Объе м р-ра после упари вания , мл Плотн Степе Масса ость рнь криста ра извле Примечани ллов Ni(NО3 чения е Ni(NО )2, проду 3)2, г г/см 3 кта, % 1,625 1,620 437,2 445,3 97,04 94,9 254,8 1,63 483,7 98,8 283,4 1,695 533,2 97,4 Неполная кристаллиз ация, маточный р-р возвращаю т в цикл на стадию растворени я Полученны й продукт не соответств ует реактивной квалифика ции, содержит. мас. %: нераствор. в воде в-ва - 0,02 Со - 0,03 Zn - 0,003 Таблица 3 № п/п 1. Наименование статей затрат 1. Сырье и материалы Никель оксид (100%) Ед зим. т т Цена единицы 3650-00 6923-00 По заявляемой технологии расх. сумма коєф. 0,1918 По прототипу расх. коэф. сумма 0,2596 1797-21 729-27 2. 3. 4. 5. 6. 7. Кислота азотная, раствор II. Вспомогательные материалы III. Энергетические затраты Электроэнергия Пар Вода оборотная Вода оборотная Вода обессоленая Итого т 60-00 0,8486 руб квтч Гкал м3 м3 м3 50-92 0,9602 21-98 0-01542 6-70 0-0192 0-048 0-39 220 1,5 826 28,8 1,2 3-39 10-05 15-86 1-38 0-47 833-33 57-61 21-98 110 0,8 826 28,8 1,2 1-69 5-36 15-86 1-38 0-47 1900-76 -1067-74