187560. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nikkel-szulfát előállítására
1 187 560 2 10 A találmány tárgya eljárás nikkel-szulfát előállítására fémnikkelnek kénsav- és salétromsav tartalmú savkeverékben történő oldása útján. Ismeretes, hogy a nikkel-szulfát ipari szempontból rendkívül fontos só, ezért előállításával már korábban is foglalkoztak. Ismeretes továbbá, hogy a fémnikkelt a kénsav csak lassan oldja, ezért a nikkel-szulfát nagyipari előállítása során az oldási sebesség növelése érdekében a kénsavhoz salétromsavat is adagolnak. A szakirodalomból ismert, hogy MOSHKIN, A. [Maslob. Zhir Delo 10, 16 (1934)] és TURBIN, G. [Maslob. Zhir Delo 10, 14 (1934)] vizsgálták a kénsavhoz adagolt salétromsav hatását az oldás sebes-,' 15 ségére, és azt tapasztalták, hogy az oldódás sebest ge többszörösére emelkedett a tiszta kénsavban mérthez képest. Az általuk alkalmazott savkeverék összetétele a következő volt: 2 dm3 37 Bé°-os (44,28%-os) kénsav és 300 cm3 26 Bé°-os (35,28%os) salétromsav, oldat. E savkeverékben történő oldáskor nitrózus gázok fejlődését is észlelték. BERG. T. G. O. [Corrosion 16, 198, (I960)] azt mutatta ki, hogy a savkeverék alkalmazásakor ammónia is keletkezhet. KALINICHENKO, I. I. és munkatársai [Zh. Neorgan. Khim. 4, 2443 (1959)] azt állítják, hogy az oldás mellékfolyamataiban ammónia és nitrogén is keletkezik. A nikkel oldásának sebességét megpróbálták különféle anyagok, így például Se02, NaN02, (NH4)2S04, Cu2+, Fe2+, CIO3-, IO3-, Br03~ stb. adagolásával is gyorsítani, azonban kiderült, hogy mindegyiknél hatékonyabb a salétromsav. Ezért az ismert és iparilag is alkalmazott technológiák a fémnikkel oldására a kénsavhoz minden esetben salétromsavat is adagolnak, meggyorsítva ezzel a nikkel oldási sebességét. A gyakorlatban a nikkel oldása savkeverékben nem zajlik egyenletes sebességgel, vagyis kezdetben az oldási folyamat heves, majd a salétromsav koncentrációjának nagymértékű csökkenésével a folyamat teljesen leáll. Ilyen esetben általános ipari technológiai gyakorlat, hogy salétromsav újabb és újabb adagolásával gyorsítják az oldás folyamatát. A salétromsav ismételt adagolása azonban nem minden esetben hoz kielégítő eredményt. Az eddigi ismeretekkel szemben ugyanis azt tapasztaltuk, hogy bizonyos esetekben a salétromsav koncentrációjának növelése nemhogy elősegíti, de kifejezetten gátolja az oldást. Ilyenkor az oldási sebesség csökkenése és a salétromsav fajlagos felhasználásának romlása jelentősen csökkenti a termelékenységet, illetve növeli a termelési költségeket. A találmány célja az eddig ismert technológiák hátrányainak kiküszöbölésével olyan gyártási eljá rás biztosítása, amely egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé nikkel-szulfát előállítását. A találmány alapja az a felismerés, hogy amikor a nikkel oldásánál alkalmazott kénsav és salétromsav tartalmú savkeverék kénsavkoneentrációja 290 g/1 érték alá süllyed, a fémnikkel oldási sebessége folyamatosan lecsökken, ha egyidejűleg a salétromsav koncentrációja meghaladja az 55 g/1 értéket. Ez a felismerés azért meglepő, mert a technika állása szerint az volt várható, hogy a koncentrált 20 25 30 35 40 45 55 60 kénsavban rosszul oldódó fémnikkel oldási sebessége a kénsav koncentrációjának csökkenésével növekedni fog különösen akkor, ha a fémnikkelt kitünően oldó salétromsav koncentrációja 55 g/1 érték fölött marad. Fentiek alapján a találmány szerinti eljárás nikkel-szulfát előállítására fémnikkelnek legfeljebb 520 g/1 kénsavat és legfeljebb 120 g/1 salétromsavat tartalmazó forró savkeverékben történő oldása útján, amely abban áll, hogy a kénsav koncentrációjának 290 g/1 érték alá csökkenésekor a salétromsav koncentrációját 55 g/1, előnyösen 45 g/1 érték alatt tartjuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy a kiindulási savkoncentrációkat választjuk meg úgy, hogy amikor az oldás során a kénsav koncentrációja eléri a 290 g/1 értéket, akkora salétromsav koncentrációja 55 g/1 érték alatt legyen. Ha a kénsav koncentrációja 290 g/1 értékre csökken és egyidejűleg a salétromsav koncentrációja 55 g/1 érték felett marad, előnyösen két módon is eljárhatunk, mert vagy tömény kénsavval emeljük 290 g/1 érték fölé a kénsav koncentrációját, vagy pedig híg kénsav adagolásával csökkentjük a salétromsav koncentrációját 55 g/1 érték alá. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: aj A gyakorlatban előnyösen alkalmazható 520g/l-nél kisebb bármilyen kénsavkoncentráció mellett maximális oldási sebességet biztosít, vagyis kiküszöböli az egyes esetekben eddig észlelt oldódási sebesség csökkenést. b) Optimális fajlagos salétromsav-felhasználást tesz 'ehetővé. c) Nagyüzemi technológiaként is könnyen és olcsón megvalósítható. d) Minimális nitráttartalmú terméket ad. e) Egyenletessé teszi a termelést. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg: 7. példa Visszafolyató hűtővel ellátott 500 ml-es üveglombikba bemérünk 50 g fémnikkelt, és lassú ütemben üvegtölcséren át hozzáadagolunk 100 g olyan savkeveréket, amely 400 g/1 kénsavat és 73 g/1 salétromsavat tartalmaz. A reakcióelegyet forrásig melegítjük, amire az oldási reakció hevesen megindul. Az oldás 65 perc elteltével gyakorlatilag leáll, és az oldás befejeződik anélk ül, hogy közben a savkoncentrációkat módosítani kellett volna. Az oldás után 26,5 g fémnikkel marad vissza. Az oldatból kristályosítással 108 g NiS04-7H20-t nyerünk. ami fémnikkelre vonatkoztatva 96%-os kitermelésnek felel meg. Ellenpélda az 1. példához Mindenben az 1. példa szerint járunk el, azzal a különbséggel, hogy a kiindulási savkeverék 73 g/1 2
