بازیابی الکترولیتی نیکل از محلولهای سولفاتی کم‌عیار با الکترولیت در گردش

هر ساله مقادیر قابل توجهی از محصولات نیکلی مورد استفاده در فرآیندهای مختلف شیمیایی و مصارف عمومی با سپری شدن عمر مفید کاری از چرخه مصرف خارج می‌شوند که به علت دارا بودن محتوی نیکل بالا، منبع با ارزشی برای بازیابی نیکل به شمار می‌روند. تهیه نیکل فلزی از منابع ثانویه عموماً به روش هیدروالکترومتالورژی انجام می‌گیرد. با توجه به اینکه بیشتر محلول‌های حاصل از فرآوری مواد ثانویه نیکل‌دار از عیار نسبتاً پایینی برخوردارند، فرآیند بازیابی الکترولیتی نیکل از این محلول‌ها با چالش‌ رو‌به‌رو است؛ به‌ویژه آنکه غلظت نیکل در صنعت الکترووینینگ عموماً بالاتر از 80 گرم بر لیتر است. در این پژوهش الکترووینینگ نیکل از محلول‌های ‌سولفاتی کم‌عیار به‌صورت پیوسته، با انتخاب چهار متغیر دما، سرعت جریان ویژه الکترولیت، چگالی‌جریان و غلظت نیکل به کمک طرح عاملی کامل دو سطحی مورد آزمایش قرار گرفته و تاثیر این عوامل بر روی بازده‌جریان و مصرف ویژه انرژی بررسی شده است. از تجزیه و تحلیل آماری نتایج معلوم شد که افزایش همه متغیرهای آزمایش موجب بهبود بازده جریان شده است، در حالیکه سرعت جریان ویژه الکترولیت، چگالی جریان و غلظت نیکل تاثیر کاهشی بر مصرف ویژه انرژی داشته‌اند. در نهایت با استفاده از مدل‌های آماری به دست آمده، شرایط بهینه الکترووینینگ جهت دستیابی به محصول نیکل ورقه‌ای با بازده جریان بالا و حداقل مصرف انرژی، به صورت دمای °c 55، چگالی جریان a/dm2 3، سرعت جریان ویژه الکترولیت h−1 3 و غلظت نیکل g/l30 تعیین شد.

Continuous electrowinning of nickel from dilute sulfate solutions

Significant amounts of nickel products used in different chemical processes and general applications leave them a valuable source of nickel at the endoflife. Production of nickel from secondary sources is generally performed through hydroelectrometallurgical methods. The resulting solutions from treatment of secondary nickeliferous resources are generally of low Ni concentration and electrowinning of them is challenging, particularly since Ni concentration in commercial operations is usually more than 80 g/L. In this paper, the continuous electrowinning of nickel from dilute sulfate solutions has been investigated. The effects of four variables of temperature, specific flow rate of electrolyte, current density, and nickel concentration on current efficiency and specific energy consumption were studied by a twolevel full factorial design. From the statistical analysis of the results, it was found that current efficiency increases by rising all variables, while specific energy consumption decreases with specific flow rate of electrolyte, current density, and nickel concentration. By using the obtained statistical models, the optimum conditions to achieve a nickel deposit with high current efficiency as well as lowest energy consumption are determined to be 55 °C of temperature, 3 A/dm2 of current density, 3 h−1 of electrolyte specific flow rate, and 30 g/L of nickel concentration.