aalto1 untyped-item.component.html
The distribution of nickel in copper electrorefining
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
71
Series
Abstract
The main goal of this thesis was to study the behaviour of nickel-rich copper anodes in copper electrorefining. The aim was to determine how the nickel distributes between the electrolyte and the anode slime with different anode nickel concentrations. The anode nickel concentrations in this thesis were 0.178 – 0.902 wt.%, and the oxygen concentrations 0.217 – 0.286 wt.%. The experiments were conducted on a laboratory scale at temperatures 60˚C and 70˚C. For evaluating the reliability of the results, half of the experiments were repeated. The distribution of nickel between the electrolyte and the anode slime was analysed with flame-AAS. The mineralogy of the anodes and anode slimes was analysed with SEM-EDS.
The experimental results indicate that increasing the anode nickel content increases the proportion of nickel deporting to the anode slimes during electrorefining. As the anode nickel concentration increased from 0.178 wt.% to 0.902 wt.%, the deportment of nickel to the anode slimes increased from 2.1 % to 13.8 % at 70˚C. The effect of increasing nickel content on the deportment of nickel to the electrolyte was the opposite. With an anode nickel concentration of 0.178 wt.%, the deportment of nickel to electrolyte was around 100 %, and with anode nickel concentration of 0.902 wt.%, the deportment of nickel to the electrolyte was between 45 % and 60 %. Based on the SEM-EDS analysis, it was possible to conclude that higher nickel concentrations result in more octahedral NiO crystals in the slimes. The NiO crystals were clearly visible also in the SEM micrographs of some of the anodes.
The amount of anode slimes obtained from the experiments was small (70 – 145 mg), which can be assumed causing some uncertainty to the results. Larger uncertainty and error can be assumed to be caused by the NiSO4 lost during anode slime washing. Since the results obtained in this thesis show significant uncertainty, more investigation and experiments are needed.
Tässä työssä tutkittiin, miten korkean nikkelipitoisuuden sisältävät kuparianodit käyttäytyvät kuparin raffinointielektrolyysin aikana. Tutkimuksen päätarkoituksena oli selvittää, miten nikkeli jakautuu elektrolyytin ja anodiliejun välille erilaisilla anodin nikkelipitoisuuksilla. Tässä työssä käytetyt nikkelipitoisuudet olivat 0,178 – 0,902 wt.% ja happipitoisuudet 0,217 – 0,286 wt.%. Kokeet suoritettiin laboratoriomittakaavassa lämpötiloissa 60˚C ja 70˚C. Tulosten luotettavuuden arvioimiseksi puolet kokeista toistettiin. Nikkelin jakautumista elektrolyytin ja liejun välillä analysoitiin liekki-AAS:lla ja anodin sekä anodiliejun mineralogioita analysoitiin SEM-EDS:lla.
Tulosten perusteella anodin nikkelipitoisuuden kasvaessa anodiliejuun päätyvän nikkelin osuus kasvaa. Kun anodin nikkelipitoisuus kasvoi 0,178 wt.%:sta 0,902 wt.%:iin, anodiliejuun päätyvän nikkelin osuus kasvoi 2,1 %:sta 13,8 %:iin 70˚C:ssa. Nikkelipitoisuuden kasvattamisen vaikutus elektrolyyttiin päätyvän nikkelin osuuteen oli päinvastainen. Anodin nikkelipitoisuuden ollessa 0,178 wt.% elektrolyyttiin päätyvän nikkelin osuus oli noin 100 %, kun taas nikkelipitoisuudella 0,902 wt.% elektrolyyttiin päätyvän nikkelin osuus oli vain 45 – 60 %. SEM-EDS tuloksista pystyttiin toteamaan, että anodien suurempi nikkelipitoisuus johtaa liejussa esiintyvien oktaedrien NiO kristallien suurempaan määrään. NiO kristallit oli mahdollista havaita myös joidenkin anodien SEM-mikrokuvista.
Kokeista saadun anodiliejun määrä oli pieni (70 – 145 mg), joten sen voidaan olettaa aiheuttaneen pientä virhettä tuloksiin. Suuremman virheen arvioidaan aiheuttaneen anodiliejun pesuveden mukana poistunut NiSO4. Koska tämän työn tuloksissa esiintyy paljon epävarmuutta, lisätutkimusta ja toistokokeita tarvitaan.
Description
Supervisor
Aromaa, JariThesis advisor
Sahlman, MikaLatostenmaa, Petri