DE866099C - Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Nickel - Google Patents

Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Nickel

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DE866099C
DE866099C DEF4736A DEF0004736A DE866099C DE 866099 C DE866099 C DE 866099C DE F4736 A DEF4736 A DE F4736A DE F0004736 A DEF0004736 A DE F0004736A DE 866099 C DE866099 C DE 866099C
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Ter Anton Martin Groennings
Bertin G Hommeren
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Falconbridge Nikkelverk AS
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese
    • C25C1/08—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions or iron group metals, refractory metals or manganese of nickel or cobalt

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Description

  • Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Nickel Die Erfindung bezieht sich auf die elektrolytische Raffination von Nickel und insbesondere auf die Reinigung von Nickelelektrolyten, und sie bezweckt gewisse Verbesserungen des Verfahrens zur Reinigung von -Nickelelektrolyten, die bei der elektrolytischen Raffination von Nickel benutzt «-erden.
  • w Bei der elektrolytischen Raffination von Nickel, d. h. bei der Herstellung von Feinnickel in Form von Nickelkathoden, wie sie jetzt beispielsweise nach dem Hybinette-Verfahren durchgeführt wird, verbleibt beim Schmelzen eine schädliche Menge Eisen in dem Nickel und gelangt dann in die Elektrolyse. Unreines Nickel wird als Anoden benutzt. Während der Elektrolyse gehen dann die Anoden in Lösung, und die meisten ihrer Verunreinigungen. wie Eisen, Blei, Arsen und Kupfer, gelangen somit in den Elektrolyt, der gewöhnlich aus einer wäßrigen Lösung von Nickelsulfat besteht. Der so verunreinigte Elektrolyt wird einer Reinigung unterworfen, ehe er für die elektrolytische Abscheidung von Nickel benutzt wird. Obgleich praktisch alle Verunreinigungen, durch die bisher angewendeten Verfahren aus dem Elektrolyt entfernt werden können, bleiben doch von einigen dieser Verunreinigungen so große Spuren zurück, daß durch sie für gewisse Sonderzwecke die Qualität der erhaltenen Kathoden und die aus ihnen hergestellten Produkte schädlich beeinflußt werden können. Es besteht daher ein Bedürfnis an Nickel noch größerer Reinheit.
  • Um die Kathoden eisenfrei zu erhalten, ist es erforderlich, das Eisen aus den Elektrolyten zu entfernen. Ein bekanntes Verfahren hierfür besteht darin, in den Elektrolyt Luft einzublasen, um das Eisen zu oxydieren und es als Ferrihydroxyd auszufällen. Mit der Bildung des Ferrihydroxyds wird jedoch Säure in Freiheit gesetzt. Da die Azidität des Elektrolyts zunimmt, wird ein Punkt erreicht, an welchem das Ferrihydroxyd sich in dem Elektrolyt aufzulösen beginnt oder an dem kein Ferrihydroxyd mehr gebildet wird. Um das Auflösen des Ferrihydroxyds zu vermeiden und die Bildung weiterer Mengen Ferrihydroxyds zu ermöglichen, ist es üblich, dem Elektrolyt ein Neutralisierungsmittel wie Nickelcarbonat zuzusetzen, um die frei gewordene Säure zu neutralisieren.
  • Der Zusatz von Neutralisierungsmitteln wie Nickelcarbonat zum Elektrolyt ist jedoch kostspielig, zumal ein Überschuß angewendet werden muß. Je niedriger die Temperatur des Elektrolyts ist, um so länger dauert es aber; um die überschüssige Säure zu neutralisieren. Gewisse Mengen des überschüssigen Nickelcarbonats mischen sich zwangsläufig auch mit dem Ferrihydroxyd und werden mit diesem entfernt. Das. Verfahren wird außerdem kompliziert, wenn außer dem Nickelelektrolyt keine geeignete Quelle -für Nickel wie° Nickelsulfat zur Verfügung steht, aus dem das Nikelcarbonat herzustellen ist. Wenn aber der Nickelelektrolyt die Nickelquelle für die Herstellung des Nickelcarbonats ist, so kann der Nickelgehalt des Elektrolyts so weit verringert werden, daß die Qualität des auf den Kathoden abgeschiedenen Nickels nachteilig beeinflußt wird. Durch Verwendung von Neutralisierungsmitteln werden zwangsläufig auch fremde lösliche Salze in den Elektrolyt eingeführt, die nach gewisser Zeit infolge zu hoher Konzentration dieser Salze gewisse Schwierigkeiten verursachen können.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile behoben werden können. Der von den elektrolytischen Zellen kommende unreine Elektrolyt wird so behandelt, däß er nur eine kleine Menge Eisen enthält, so daß, wenn er mit Luft behandelt wird, praktisch das ganze schädliche Eisen oxydiert und zu Ferrihydroxyd umgewandelt wird, ehe so viel Säure in Freiheit gesetzt wird; daß das bisher benutzte Neutralisieren erforderlich wird. Der Elektrolyt enthält also mit anderen Worten, ehe er mit Luft behandelt wird, praktisch nicht mehr 'Eisen in Lösung, als lediglich durch die Luftbehandlung ausgefällt werden kann. Auf diese Weise fällt das Erfordernis des Zusatzes von Neutralisierungsmitteln zum Elektrolyt weg, und der Elektrolyt wird daher nicht durch das Vorhandensein von zu großen Mengen fremder löslicher Salze verunreinigt.
  • Es ist in der Technik auch bekannt, daß das durch die Luftbehandlung erhaltene F errihydroxyd als Reinigungsmittel wirkt, da die weiteren Verunreinigungen in dem Elektrolyt, wie Blei, Arsen und Kupfer, auf dem Ferrihydroxydniederschlag adsorbiert und aus dem Elektrolyt gleichzeitig mit dem Entfernen des Ferrihydroxyds, das gewöhnlich durch Filtrieren erfolgt, mit abgeschieden werden. Der auf diese Weise gereinigte Nickelelektrolyt enthält jedoch noch immer kleine Mengen zurückgebliebenes Blei, Arsen und Kupfer.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, von diesen restlichen Verunreinigungen noch eine wesentliche Menge zu entfernen. Zu diesem Zweck wird der gereinigte Elektrolyt der zusätzlichen Reinigungswirkung von zugesetztem Ferrihydroxyd unterworfen, das außerhalb des Elektrolyts durch Fällung auf nassem Weg für sich hergestellt wird, und das aus der Fällung stammende noch nasse Ferrihydroxyd wird dem Elektrolyt in einer so ausreichenden Menge zugesetzt, daß auf ihm eine wesentliche Menge der restlichen Verunreinigung adsorbiert wird. Die Azidität des von der vorausgehenden Reinigung mit Luft kommenden Elektrolyts reicht hierbei nicht aus, das zugesetzte Ferrihydroxyd aufzulösen. Das zugesetzte Ferrihydroxyd und die von ihm adsorbierten restlichen Verunreinigungen werden von dein Elektrolyt getrennt, und der so gereinigte Elektrolyt wird dann der Elektrolyse zwecks Herstellung reiner Nickelkathoden unterworfen.
  • In dem Elektrolyt werden unreine Nickelanoden in gleichem Ausmaß gelöst, wie die praktisch reinen Nickelkathoden hergestellt werden, und der erhaltene unreine Elektrolyt, der die kleinen Mengen Eisen enthält, wird den genannten Verfahrensstufen unterworfen. Obgleich Ferrihydroxyd in den Elektrolyt eingeführt wird, befindet es sich doch in einer Form, durch die der Elektrolyt nicht schädlich beeinflußt wird; da der pH-Wert des Elektrolyts ein solcher ist, daß das zugesetzte Ferrihydroxyd nicht in Lösung geht. Der zugesetzte Ferrihydroxydniederschlag wirkt somit im wesentlichen als ein inertes festes Reinigungsmittel, durch das eine wesentliche Menge der zurückgebliebenen metallischenVerunreinigungen,wieBlei,Arsen und Kupfer, aus dem Elektrolyt entfernt werden, indem sie auf dem zugesetzten Ferrihydroxydnieder:schlag adsorbiert und aus: dem Elektrolyt zusammen mit dem Ferrihydroxydniederschlag entfernt werden.
  • Wie bereits angegeben, wird der von der Elektrolysenzelle oder den Elektrolysenzellen kommende Elektrolyt so eingestellt, daß er nur eine kleine Menge Eisen in Lösung enthält, so daß; wenn der Elektrolyt der Behandlung mit Luft unterworfen wird, praktisch das gesamte Eisen in Ferrihydroxyd umgewandelt wird; das dann aus; den Elektrolyten als Niederschlag entfernt wird. Mit anderen Worten wird der Elektrolyt so angesetzt, daß er nicht mehr Eisen in Lösung enthält, als lediglich durch die Behandlung mit Luft entfernt werden kann, so daß das Erfordernis der Verwendung von Neutralisierungsmitteln, wie Nickelcarbonat, um die durch Hydrolyse des Eisens während der Luftbehandlung gebildete überschüssige Säure zu neutralisieren, hinfällig wird. Dieses erwünschte Resultat wird dadurch möglich, indem bei der Elektrolyse Nickelanoden benutzt werden, die ihrerseits nur eine kleine Menge Eisen enthalten, so daß, wenn die Anoden in Lösung gehen, keine größeren Mengen Eisen in den Elektrolyt gelangen, d. h. praktisch nicht mehr als lediglich durch die Luftbehandlung ausgefällt werden kann.
  • Zu- diesem Zweck werden bei der Herstellung der Nickelanoden besondere Maßnahmen angewendet. Zwecks Herstellung der Nickelanoden wird Nickel-Kupfer-Stein zerkleinert, geröstet, ausgelaugt und einem Schmelzverfahren unterworfen. Die Hauptmetalle Nickel, Kupfer und Eisen sind im Stein sowohl in metallischer als auch sulfidischer Form vorhanden. Der zerkleinerte Stein wird in Gegenwart von Luft geröstet, um die Hauptmenge des Schwefels zu oxydieren, so daß die metallischen und sulfidischen Formen des Nickels, Kupfers und Eisens in die Oxyde dieser Metalle umgewandelt werden. Eine kleine Menge der Sulfide bleibt jedoch zurück. Das geröstete Material wird gewöhnlich mit verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt, um die Hauptmengen des Kupfers als Kupfersulfat zu extrahieren. Die Arbeitsbedingungen sind dabei so, daß durch das Auslaugen im allgemeinen r20/0 Kupfer im Rückstand oder im ausgelaugten Stein verbleiben. Der ausgelaugte Stein kann dann in irgendeinem geeigneten Ofen geschmolzen werden.
  • Beispielsweise wird nach der gegenwärtigen Ausführungsform der Erfindung der ausgelaugte Stein in einem elektrischen Ofen geschmolzen, wobei Kohle, beispielsweise in Form von Anthrazitklein, als Reduktionsmittel benutzt und eine kleine Menge eines Flußmittels, wie Sand oder Kalk, der Kohle und dem ausgelaugten Stein zugesetzt wird. Die Kohle neigt zu einer ;selektiven Reduktion in folgender Reihenfolge: Kupfer, Nickel (und Kobalt) und Eisen. Es wird daher genügend Kohle benutzt, nicht nur, um das Kupfer und Nickel zu reduzieren, sondern auch eine wesentliche Menge des Eisens. Eine gewisse Menge des Eisens, geht in die Schlacke, so daß mit dem Entfernen der Schlacke eine gewisse Menge des Eisens entfernt wird. Das geschmolzene Anodenmetall, das das Nickel und das restliche. Kupfer sowie auch kleine Mengen Eisen und andere metallische Verunreinigungen enthält, wird dann zu unreinen Nickelanoden verschmolzen.
  • Während der Elektrolyse wird in jeder Elektrolvsenzelle eine Anzahl der unreinen Nickelanoden benutzt, so daß sie allmählich in gleicher Weise in dem Elektrolyt in Lösung gehen, wie das gewünschte Nickel als Nickelkathoden abgeschieden wird. Die Anoden enthalten vorzugsweise nicht mehr als etwa 0,3 bis 0,4% Eisen, und dies ist die Menge, die leicht lediglich durch Behandlung mit Luft entfernt werden kann.
  • Beim Schmelzen des ausgelaugten Steines muß daher angestrebt werden, Anodennickel zu erhalten, das nicht mehr als etwa 0,3 bis 0,4% Eisen enthält. Es kommt jedoch manchmal vor, daß einige der Nickelanoden eine etwas größere Menge Eisen enthalten, wie beispielsweise o,60/0 Eisen. Andererseits kommt es in anderen Fällen vor, daß durch den Schmelzvorgang Nickelanoden erhalten werden, die weniger Eisen, beispielsweise nur 0,2%, enthalten. Während die ausschließliche Verwendung von Anoden mit dem höheren Eisengehalt nachteilig sein würde, wird ein Elektrolyt mit dem besten Eisengehalt erhalten, indem gleichzeitig Anoden mit dem höheren und .solche mit dem niedrigeren Eisengehalt benutzt werden. Es wird also mit anderen Worten eine Nickelanode mit 0,6°/o Eisen gleichzeitig mit einer Nickelanode mit 0,2% Eisen benutzt. Auf diese Weise wird der mittlere Eisengehalt der Nickelanoden unter etwa o,5 % gehalten. Es werden also Nickelanoden benutzt, deren Eisengehalt zusammen praktisch nicht mehr beträgt, als er lediglich durch Behandlung mit Luft abgeschieden werden kann, wenn die Anoden in dem-Elektrolyt gelöst werden. Die Herstellung des, Nickelanodenmetalls wird also mit anderen Worten so geführt, daß nur eine bestimmte Menge Eisen anwesend ist. Diese bestimmte Menge richtet sich nach der Menge Eisen, die lediglich durch die Behandlung des von der elektrolytischen Zelle kommenden Elektrolyts mit Luft beseitigt werden kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem Nickelelektrolyt frisch hergestelltes, feuchtes und nicht getrocknetes Ferrihydroxyd zugesetzt und miteinander in Einwirkung gehalten, bis ein Adsorptionsgleichgewicht eingetreten ist und die maximale Menge der Verunreinigungen durch das Ferrihydroxyd adsorbiert wird. Das Ferrihydroxyd kann in irgendeiner geeigneten Stufe der Behandlung des Elektrolyts zugesetzt werden.
  • Zweckmäßig wird das Ferrihydroxyd einem Nickelelektrolyt zugesetzt, der bereits in üblicher Weise gereinigt worden ist, um praktisch alle in Frage stehenden. Verunreinigungen zu entfernen. Es wird also mit anderen Worten ein Nickelelektrolyt, der nur kleine Mengen der schädlichen Verunreinigungen enthält, der Behandlung mit Ferrihydroxyd unterworfen, um eine weitere Menge der zurückgebliebenen Verunreinigungen zu entfernen. Die Vorreindgung kann beispielsweise nach der amerikanischen Patentschrift r 986 967 durchgeführt werden, nach welcher der Elektrolyt zwecks Neutralisation und der Fällung von Kupfer der Wirkung von fein zerkleinertem, stark reaktionsfähigem metallischem Nickel unterworfen wird, das vorzugsweise durch Gasreduktion bei einer nur etwas über der zur Reduktion erforderlichen Temperatur erhalten worden ist. Das Nickel wird in einer solchen Menge und mit einem Reaktionsvermögen benutzt, daß das Kupfer und die Hauptmenge des vorhandenen Arsens ausfällt und der Elektrolyt neutralisiert wird, ohne daß ein Zusatz irgendeines anderen Neutralisiermittels erforderlich ist, d. h. der Elektrolyt wird nur leicht sauer. Das Gemisch wird dann filtriert, um die erhaltenen Feststoffe von dem Filtrat zu trennen. Der Filterschlamm oder der Filterkuchen wird dann in geeigneter Weise verarbeitet, um die in ihm enthaltenen Metalle zu gewinnen.
  • Das teilweise neutralisierte, als Elektrolyt dienende Filtrat wird dann mit Luft behandelt oder einer anderen Behandlung unterworfen, um praktisch das ganze schädliche Eisen durch Oxydation und Hydrolyse auszufällen, wobei gleichzeitig auch wesentliche Mengen von weiteren Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, mitausgefällt werden. Hierauf wird der Elektrolyt von neuem filtriert. Der Elektrolyt enthält, ehe er mit Luft behandelt wird, praktisch nicht mehr Eisen in Lösung, als lediglich durch die Luftbehandlung ausgefällt werden kann, und die Azidität des Elektrolyts reicht nicht aus, das .so-gebildete Ferrihydroxyd zu lösen. Der erhaltene Filterkuchen wird zweckmäßig mit Säure behandelt, um aus diesem das Nickel herauszulösen. Diese Lösung wird dem Nickelelektrolyt an irgendeiner geeigneten Stelle des Verfahrens wieder zugeführt.
  • Dem so gereinigten Elektrolyt wird dann frisch hergestelltes Ferrihydroxyd oder wenigstens: von seiner Fällung nach nasses herrihydroxyd zugesetzt; und beide werden miteinander in innigem Kontakt gehalten, bis das Adsorptionsgleichgewicht eingetreten ist, wodurch eine wesentliche Menge der zurückgebliebenen unerwünschten Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, auf dem Ferrihydroxyd adsorbiert werden. An dieser Stelle muß der Elektrolyt neutral sein oder darf nur sehr wenig sauer sein, damit das Ferrihydroxyd nicht gelöst wird.
  • Der Elektrolyt wird dann filtriert oder einer anderen Behandlung unterworfen, um den Niederschlag mit den an ihm haftenden Verunreinigungen abzuscheiden. Hierauf wird das Filtrat der Elektrolyse unterworfen, um in der üblichen Weise Nickelkathoden herzustellen.
  • Die schematische Zeichnung veranschaulicht eine zweckmäßige Arbeitsweise zur Durchführung der Erfindung, und sie veranschaulicht insbesondere, in welcher Weise die verschiedenen Stufen des Verfahrens zweckmäßig miteinander verbunden werden können. Aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung geht hervor, daß: gewisse Stufen des Verfahrens auch im Kreisprozeß durchgeführt werden können, was für die technische Anwendung sehr vorteilhaft ist.
  • Es ist zweckmäßig; die' Reinigung mit Ferrihydroxyd in mehreren Stufen durchzuführen. Wie bereits oben bemerkt, besteht die übliche Praxis darin, den Nickelelektrolyt r. einer Zementierung zu unterwerfen, um das Kupfer zu entfernen und den Elektrolyt zu nehtralisierenr, wobei gleichzeitig auch die Hauptmerge des Arsens entfernt wird, 2. den Elektrolyt mit Luft zu behandeln oder einer anderen Behandlung zu unterwerfen, um das Eisen auszufällen, und 3. zu filtrieren, um das Eisen zu entfernen, worauf das. gereinigte Filtrat nach den Elektrolysequellen geschickt wird.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die bisherige Eisenfällung in zwei Stufen unterteilt, wie es aus der folgenden Beschreibung hervorgeht.
  • Wie die Zeichnung veranschaulicht, wird der unreine Nickelelektrolyt, der von den.. Nickelabscheidungsbehältern (elektrolytischen Zellen) kommt und durch Auflösen von unreinen Anoden hergestellt worden ist, nach den Zementierbehältern geleitet, in denen er, wie oben bereits bemerkt, der Kupferfäll-und Neutralisierwirkung von hochreaktionsfähigem, fein zerkleinertem und durch Gas reduziertem Nickelpulver unterworfen wird: Das Gemisch wird dann zum Filtrieren nach einer Filterpresse geschickt. Der erhaltene Filterkuchen aus Zementkupfer wird nach einer Röstvorrichtung gebracht und zwecks Gewinnung des Kupfers weiterverarbeitet.
  • Das Filtrat des Nickelelektrolyts wird nach den Eisenfällbehältern geschickt, in denen es mit Luft behandelt wird. Durch diese Oxydation mit Luft wird nahezu das ganze in dem Elektrolyt vorhandene Eisen durch Hydrolyse als Ferrihydroxyd gefällt, und auf ihm werden auch einige weitere Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, ädsorbiert. Mit der Hydrolysierung des dreiwertigen Eisens geht ein Freiwerden von Säure einher, wodurch der pH-Wert verkleinert wird.
  • Das erhaltene Gemisch wird wieder durch eine Filterpresse geschickt. Der Filterkuchen, der das Eisen und die adsorbierten Verunreinigungen enthält, wird nach den Nickelexträktionsbehältern verbracht" in denen er mit Schwefelsäure oder angesäuertem Nickelelektrolyt behandelt wird, um praktisch das ganze vorhandene Nickel als Nickelsulfat zu extrahieren, während das die adsorbierten Verunreinigungen enthaltende Ferrihydroxyd ungelöst zurückbleibt. Dieses Gemisch wird filtriert. Der Filterkuchen aus dem Ferrihydroxyd und den adsorbierten Verunreinigungen wird verworfen, während die so gewonnene Nickelsulfatlösung dem unreinen Nickelelektrolyt zugesetzt wird, der von den Nickelabscheidebehältern nach den Zementierbehältern geht.
  • Der so erhaltene filtrierte Elektrolyt wird nach Adsorptionsbehältern geschickt, in denen er ein zweites: Mal mit Luft behandelt wird. Durch die wiederholte Behandlung mit Luft werden gewisse Mengen des zurückgebliebenen und in dem Elektrolyt gelösten Eisens oxydiert und gefällt. Zu diesem Zeitpunkt wird frisch hergestelltes Ferrihydroxyd der Lösung zugesetzt. Das zugesetzte und das in der Lösung gebildete Ferrihydroxyd werden mit dem Elektrolyt beispielsweise etwa 2 Stunden in innigem Kontakt gehalten, bis eine wesentliche Menge der zurückgebliebenen Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, auf den beiden Formen des Ferrihydroxyds adsorbiert worden sind.
  • Dieses Gemisch wird dann durch eine Filterpresse geschickt und filtriert. Der Filterkuchen wird nach einem Aufschlämmbehälter gebracht, in dem er im Nickelelektrolyt suspendiert wird, der aus einem Teil des Filtrats des Nickelelektrolyts besteht, das aus der unmittelbar auf die Zementierung folgenden Filtration erhalten wird. Die erhaltene Suspension aus Nickelelektrolyt und teilweise verbrauchtem Ferrihydroxyd wird nach dem Eisenfällbehälter geschickt und dem anderen Teil des Nickelelektrolytfiltrats zugesetzt, das aus der unmittelbar auf die Zementierung folgenden Filtration erhalten wird. Auf diese Weise kommt der Schlamm des frisch hergestellten Ferrihydroxyds erneut mit dem Hydroxyd zur Wirkung, das während der ersten Behandlung mit Luft in der Flüssigkeit gebildet worden ist, und wirkt somit als Adsorbiermittel.
  • Der Elektrolyt wird somit durch besonders zugesetztes Ferrihydroxyd zwecks. Adsorption der Verunreinigungen zur gleichen Zeit vorbehandelt, zu der das in dem Elektrolyt enthaltene Eisen zum erstenmal durch Luftbehandlung ausgefällt wird. Auf diese Weise wird eine größere Menge der Verunreinigungen abgeschieden, als es bei Luftbehandlung allein der Fall sein würde. Der Elektrolyt wird dann filtriert, um den die adsorbierten Verunreinigungen enthaltenden Eisenniederschlag zu entfernen, und der Filterkuchen wird zwecks Gewinnung von Nickel mit Säure oder angesäuertem Nickelelektrolyt extrahiert, wie es vorstehend bereits erwähnt worden ist. Das Filtrat wird nach den Adsorptionsbehältern geschickt, in denen es, wie oben angegeben, von, neuem mit Luft und frisch hergestelltem Ferrihydroxyd behandelt wird. Das erhaltene Gemisch wird filtriert und der Filterkuchen, wie oben angegeben, aufgeschlämmt.
  • Der Nickelelektrolyt wird somit der adsorbierenden Wirkung von Ferrihydroxyd in wenigstens zwei Stufen seiner Behandlung unterworfen, ehe er in den Elektrolysezellen der Elektrolyse unterworfen wird. Die letzte Reinigung mit frisch hergestelltem Ferrihydroxyd wird bei dem normalen pH-Wert des Elektrolyts durchgeführt, und sie verursacht keine wesentliche Änderung in dem pH-Wert des Elektrolyts. Das Verfahren kann bei der normalen Temperatur des Elektrolyts durchgeführt werden.
  • Der erhaltene gereinigte Nickelelektrolyt wird in die Nickelabscheidebehälter geschickt, die mit Hybinettebeuteln ausgestattet sind und in denen er in üblicher Weise der Elektrolyse zwecks Herstellung von Nickelkathoden unterworfen wird. Die Kathoden enthalten nur Spuren an Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung und dem Arbeitsschema geht hervor, daß die Erfindung von selbst dazu führt, eine Anzahl wichtiger Stufen im Kreisprozeß durchzuführen. Die Nickelabscheidebehälter werden fortlaufend mit hoch gereinigtem Elektrolyt gespeist, da die verschiedenen Stufen des Kreisprozesses eine nahezu vollkommene Beseitigung der in Frage stehenden Verunreinigungen gewährleisten.
  • Versuche haben ergeben, daß das frisch hergestellte Ferrihydroxyd eine größere Affinität insbesondere für das als Verunreinigung vorliegende Blei besitzt als das während der Luftbehandlung des Elektrolyts in diesem gebildete Ferrihydroxyd. Diese Tatsache scheint mit dem Unterschied in der Menge des durch die entsprechenden Ferrihydroxyde eingeschlossenen Nickelhydroxyds zusammenzuhängen. Durch das in der Lösung gebildete Ferrihydroxyd wird nämlich eine größere Menge an Nickelhydroxyden mit niedergeschlagen als durch das frisch hergestellte, dem Elektrolyt besonders zugesetzte Ferrihydroxyd, und das eingeschlossene Nickelhydroxyd scheint das Adsorptionsvermögen des, Ferrihydroxyds für Blei schädlich zu beeinflussen, und zwar vielleicht in einem gewissen Verhältnis zu der Menge des eingeschlossenen Nickelhydroxyds, Selbst wenn in der Flüssigkeit gefälltes Ferrihydroxyd weniger reaktionsfähig ist als reines, außerhalb des Elektrolyts hergestelltes Ferrihydroxyd, so würde es natürlich möglich sein, eine bessere Reinigung einfach dadurch zu erhalten, indem mehr Eisen in die Lösung eingeführt wird. Wenn aber nach dein eben beschriebenen Verfahren gearbeitet wird, so ist die Eisenmenge, die ausgefällt werden kann, infolge des Abfalles im pH-Wert genau begrenzt, und der Zusatz von Neutralisiermitteln ist entweder kostspielig, oder es können durch ihn fremde lösliche Salze in den Elektrolyt eingeführt werden, durch die nach gewisser Zeit infolge zu hoher Konzentration dieser Salze Schwierigkeiten auftreten können.
  • Der bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Grad der Reinigung hängt natürlich von der Menge des zugesetzten Ferrihydroxyds und der Art und Weise, in der der Nickelelektrolyt mit diesem behandelt wird, ab. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß, je größer die Menge des verwendeten Ferrihydroxvds ist, um so vollständiger auch die in Frage stehenden Verunreinigungen entfernt werden, aber andererseits sind auch für die zu verwendende Menge aus wirtschaftlichen Gründen Grenzen gegeben. Diese Grenzen müssen in jedem Fall bestimmt werden, und es lassen sich keine festen Regeln angeben. In jedem gegebenen Fall können die besten Arbeitsbedingungen durch einige Vorversuche schnell bestimmt werden. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Ferrihydroxyd entsprechend etwa .4o g Eisen je Kubikmeter Nickelelektrolyt benutzt.
  • Um den Wert des neuen Verfahrens festzustellen, wurden Nickelkathoden unter genau denselben Bedingungen elektrolytisch hergestellt mit dem Unterschied, daß in dem einen Fall der Elektrolyt einer Behandlung mit frisch hergestelltem Ferrihydroxyd, entsprechend q.o g Eisen je Kubikmeter Elektrolyt, unterworfen und im anderen Fall der Elektrolyt nicht mit Ferrihydroxyd behandelt wurde. Zur Herstellung der Nickelkathoden wurde ein Elektrolyt aus Nickelsulfat benutzt, der etwa 5o g Nickel je Liter, 2o bis 25 g Nätriumsulfat je Liter und 25 g Borsäure enthielt; der Elektrolyt hatte einen pH-Wert von 5,5, so wie er vom Zementieren und Neutralisieren kam. Der Elektrolyt hatte, als er in die Zelle ging, eine Temperatur von etwa 55r und wurde der Elektrolyse mit einer Stromdichte von etwa i Ampere je Quadratdezimeter unterworfen. Die Analyse von zwei Nickelkathoden ergab die folgenden Werte:
    Nickel aus dem Elektrolyt
    Behandelt mit Fe (0H)3 _ I Nicht behandelt mit Fe (0H)3
    As o,ooioo0,00q.0°.?
    Pb o,ooio0@0 0,00250,'a
    Cu o,00200,"0 0,00300;`0
    Fe o,oo2o°io 0,0020°j0
    Die Resultate zeigen, daß durch das Ferrihydroxyd nicht nur das Arsen und Blei entfernt wurden, sondern auch etwas Kupfer entfernt wurde. Die angegebenen Werte veranschaulichen auch, daß eine sehr wesentliche Menge des Arsens und Bleies entfernt wurden.
  • Außer den metallischenVerunreinigungen werden durch das Ferrihydroxyd auch einige organische Verunreinigungen adsorbiert; und es- kann daher auch benutzt werden, wenn der Elektrolyt mit zu großen Mengen derartiger Stoffe verunreinigt ist. Nickelelektrolyte der in Frage stehenden Art sind häufig mit Spuren von schädlichen organischen Verunreinigungen verunreinigt, und diese können bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung mit Vorteil entfernt werden.
  • Das zur Durchführung der Erfindung benutzte-Ferrihydroxyd kann in irgendeiner geeigneten Weise, in der ein genügend reines und reaktionsfähiges Produkt erhalten wird, hergestellt werden. So kann beispielsweise das Ferrihydroxyd hergestellt werden; indem Eisenschrott, in verdünnter Schwefelsäure gelöst, das Eisen in konzentrierter Lösung durch Salpetersäure zu Ferrieisen oxydiert, die erhaltene Ferrisulfatlösung verdünnt und das Eisen durch Ätznatron oder Ammoniak als Ferrihydroxyd gefällt wird. Wenn größere Mengen an Natrium- oder Ammoniumsulfat schädlich sind, so kann der größte Teil von ihnen auch entfernt werden, indem der erhaltene Ferrihydroxydschlamm mit Wasser gewaschen wird, bis das Ferrihydroxyd zur Verwendung geeignet ist. Das benutzte Ferrihydroxyd soll so wirksam wie möglich sein. Es soll daher vorzugsweise bei Temperaturen nicht über ao bis 30° gefällt werden, und das überschüssige Ätznatron oder Ammoniak soll so klein wie möglich sein. Das richtige Produkt hat eine dunkle rotstichigbraune Farbe, während das weniger wirksame Ferrihydroxyd eine viel hellere Farbe hat und selbst cremeartig gefärbt sein kann.
  • Das Ferrihydroxyd kann auch ganz oder teilweise durch andere Metallhydroxyde ersetzt werden, da ähnliche Hydroxyde in etwa gleicher Weise wirken. So wurde durch Versuche festgestellt, daß , z. B. Gemische der Hydrate von Nickel, Kobalt und Mangan in gleicher Weise benutzt werden können.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i: Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Nickel, nach welchem der von den Elektrolysezellen kommende unreine und eine gewisse Menge Eisen in Lösung enthaltende Nickelelektrolyt mit Nickel zementiert und neutralisiert wird, bis der Elektrolyt nur schwach sauer ist und auf diese Wise der größte Teil der Verunreinigungen, wie Kupfer und Arsen, ausgeschieden wird, die Feststoffe aus dem Elektrolyt entfernt und der Elektrolyt mit Luft behandelt wird, um praktisch das ganze Eisen als Ferrihydroxyd zu fällen und durch dieses auch gleichzeitig eine wesentliche Menge der Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, mitabzuscheiden, und wobei der Elektrolyt, ehe er mit Luft behandelt wird, praktisch nicht mehr Eisen in Lösung enthält, als lediglich durch die Luftbehandlung ausgefällt werden kann, und die Azidität des Elektrolyts so gering ist, daß das so gebildete Ferrihydroxyd nicht aufgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gereinigte Nickelelektrolyt zusätzlich der Reinigung mit Ferrihydroxyd unterworfen wird, das außerhalb des Elektrolyts durch nasse Fällung hergestellt und noch in nassem Zustand dem Elektrolyt in solcher Menge zugesetzt wird, daß auf ihm wesentliche Mengen der restlichen Verunreinigungen, wie Blei, Arsen und Kupfer, adsorbiert werden und hierbei die Azidität des Elektrolyts so niedrig gehalten. wird, daß das Ferrihydroxyd nicht gelöst wird, dann das Ferrihydroxyd und die von ihm adsorbierten restlichen Verunreinigungen aus dem Elektrolyt entfernt werden und der so gereinigte Elektrolyt zwecks Herstellung von Nickelkathoden hoher Reinheit der Elektrolyse unterworfen wird.,
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das besonders zugesetzte Ferrihydroxyd und die von ihm adsorbierten Verunreinigungen durch Filtrieren entfernt werden, der das zugesetzte Ferrihydroxyd und die adsorbierten Verunreinigungen sowie kleine Mengen Nickelelektrolyt enthaltende Filterkuchen aufgeschlämmt und das erhaltene Gemisch der Hauptmenge des Elektrolyts, die der ersten Eisenentfernung unterworfen werden soll, wieder zugesetzt wird, so daß das restliche Adsorptionsvermögen des zugesetzten, in dem Filterkuchen vorhandenen Ferrihydroxyds zur Adsorption weiterer Mengen der Verunreinigungen ausgenutzt wird.
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