ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия

Новикова Д. Д., главный специалист лаборатории инженерного сопровождения производства Медного завода Центра инженерного сопровождения производства, эл. почта: NovikovaDD@nornik.ru
Большакова О. В., начальник лаборатории инженерного сопровождения производства Медного завода Центра инженерного сопровождения производства, эл. почта: BolshakovaOV@nornik.ru
Арбузов Д. А., главный инженер Медного завода, эл. почта: ArbuzovDA@nornik.ru
Глибовец М. В., главный инженер ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель» – директор дирекции сопровождения производства, эл. почта: GlibovetsMV@nornik.ru

Одним из направлений повышения эффективности медерафинировочного производства является увеличение катодной плотности тока. Работа на высоких плотностях тока (300 А/м² и более) позволяет повысить производительность передела. Однако интенсивное ведение процесса оказывает негативное влияние на внешний вид катодной продукции и приводит к образованию н а поверхности полотна катода дефектов в виде дендритов и округлых наростов. Кроме того, наличие указанных дефектов значительно увеличивает риски повышения содержания примесных компонентов в катодном металле, что обусловлено рыхлой дендритной структурой катода, в которой могут скапливаться остатки электролита. Предложено техническое решение, позволяющее стаби лизировать регламентный внешний вид медных катодов при работе на высоких плотностях тока путем оптимизации расхода специальных коллоидных добавок и состава используемого электролита. В результате ранее проведенных исследований установлено, что сохранение качественных показателей при плотности тока до 340 А/м² может быть достигнуто при с ледующем составе электролита, г/дм³: 53–55 Cu; 160–170 H₂SO₄; 20–24 Ni; 0,050 Cl^–. Для подбора оптимального расхода коллоидных добавок проведены лабораторные исследования в диапазоне плотностей тока 300–340 А/м² и следующих расходах коллоидных добавок, г/т: 80–110 клея мездрового; 65–80 тио мочевины; 50–60 тиомочевины, предварительно выдер жанной в медном электролите при температуре 50–60 ^oC в течение 24 ч. Представлены оптимальные рас ходы коллоидных добавок для каждой из исследованных плот ностей тока, обеспечивающих минимальное число дефектов поверхности и оптимальное содержание при месей в медных катодах.

Особую благодарность за участие в работе авторы выражают начальнику цеха электролиза меди
МЗ ЗФ С. О. Тюленеву и начальнику технического отдела МЗ ЗФ К. Е. Воронину.

1. Крупнов Л. В., Цымбулов Л. Б., Малахов П. В., Озеров С. С. Работа автогенных агрегатов в Заполярном филиале компании «Норникель» при переработке сырья с пониженным энергетическим потенциалом // Цветные металлы. 2022. № 2. С. 40–48.
2. Крупнов Л. В., Малахов П. В., Озеров С. С., Мидюков Д. О. Обоснование выбора технологии переработки низкоэнергетического сырья // Металлургия цветных, редких и благородных металлов : сборник докладов XV Международной конференции имени члена-корреспондента РАН Геннадия Леонидовича Пашкова, Красноярск, 06–08 сентября 2022 года. — Красноярск : ООО «Научно-инновационный центр», 2022. С. 237–242.
3. Крупнов Л. В., Румянцев Д. В., Попов В. А. и др. Технические решения по улучшению условий эксплуатации печей Ванюкова при переработке техногенного сырья // Металлург. 2024. № 4. С. 106–111. DOI: 10.52351/00260827_ 2024_4_106
4. Крупнов Л. В., Пахомов Р. А., Каверзин А. В. и др. Изучение свойств промежуточного слоя печей Ванюкова при переработке медного никельсодержащего сырья // Цветные металлы и минералы-2024 : сборник тезисов докладов Двенадцатого Международного конгресса, Красноярск, 09–13 сентября 2024 года. — Красноярск : Научно-инновационный центр, 2024. С. 883–888.

5. Салимжанова Е. В., Девочкин А. И., Юдин Е. В., Карпушова Д. Д. Разработка и внедрение технических решений, обеспечивающих соответствие качества катодной меди ЗФ требованиям Лондонской биржи металлов // Цветные металлы. 2018. № 8. С. 44–51.
6. Новикова Д. Д., Шульга Е. В., Рендов А. С., Новосельцев В. А. Влияние различных факторов при электрорафинировании меди на физико-химические характеристики катодов // Цветные металлы. 2022. № 2. С. 58–63.
7. Новикова Д. Д., Большакова О. В., Юрьев А. И., Шеханов Р. Ф. Подбор оптимального состава электролита и расхода коллоидных добавок при работе на повышенных плотностях тока // XII Международная научная конференция Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии : сборник тезисов. Плёс, Россия, 2021. С. 54.
8. Вольхин А. И., Елисеев Е. И., Жуков В. П., Смирнов Б. Н. Анодная и катодная медь : Физ.-хим. и технол. основы. — Челябинск, 2001. — 430.
9. Волков Л. В., Калашникова М. И., Соловьев Е. М. Определение показателей качества катодной меди, влияющих на удлинение спирали, методом главных компонент // Цветные металлы. 2014. № 4. С. 56–61.
10. Девочкин А. И., Кузьмина И. С., Салимжанова Е. В., Петухова Л. И. Исследование зависимостей физико-химических характеристик сульфатного медного электролита от содержания компонентов и температуры // Цветные металлы. 2015. № 6. С. 67–70.
11. Кузьмина И. С. и др. Влияние состава и температуры на вязкость сернокислых медь-никельсодержащих растворов процесса электрорафинирования меди. — М. : Химическая технология, 2015. Т. 16. № 8. С. 448–451.
12. Красиков Ю. С., Астахова Р. К., Беленький А. Б., Ермаков С. С. и др. Применение поверхностно-активных веществ в процессах электроосаждения меди. — Л. : АН СССР, 1987. — 30 с.
13. Nevárez-Llamas E. D., Araneda-Hernández E. A., Parra-Sánchez V. R., Villagrán-Guerra E. A. Effect of glue, thiourea, and chloride on the electrochemical reduction in CuSO4– H2SO4 solutions // Metals. 2023. Vol. 13. 891.
14. Muhlare T. A., Groot D. R. The effect of electrolyte additives on cathode surface quality during copper electrorefining // The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2011. Vol. 111. P. 371–379.
15. Mohadesi A., Roohparvar R., Yaghoobi N. Thiourea as an additive in copper electrorefining process // Iranian Journal of Analytical Chemistry. 2024. Vol. 10, Iss. 2. P. 154–164.
16. Kang M. S., Kim S. K., Kim K., Kim J. J. The influence of thiourea on copper electrodeposition: adsorbate identification and effect on electrochemical nucleation // Thin Solid Film. 2008. Vol. 516. P. 3761–3766.
17. Mori K., Yamakawa Y., Oue S., Taninouchi Y. et al. Effect of impurity ions and additives in solution of copper electrorefining on the passivation behavior of low-grade copper anode // Mater. Trans. 2023. Vol. 64. 242.
18. Collet T., Wouters B., Hallemans N., Ramharter K. et al. The timevarying effect of thiourea on the copper electroplating process with industrial copper concentrations // Electrochimica Acta. 2023. Vol. 437. 141412.
19. Khayatzadeh H., Tahmasbi K. Optimizing electrolyte conditions for the elimination of nodules in copper electrorefining process // JOM. 2024. Vol. 76. 452.
20. Pourgharibshahi M., Khorasani S. M. J., Yaghoobi N., Lambert P. A descriptive model for twin-textured growth and nodulation of copper cathodes // Electrocatalysis. 2023. Vol. 14. 138.
21. ГОСТ 859–2014. Медь. Марки. — Введ. 01.03.2002.