Способ разделения кобальта и никеля из кислых растворов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (gg 4 С 22 В 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3834218/22-02 (22) 26.11.84 (46) 30,04.86. Бюл. Р 16 (71) Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт цветных металлов (72) В.Ф.Травкин, В.Я.Семений, Л.10 Извекова, В.В.Якшин, В.П.Ланин, А.Л.-Сиркис и А.И. Лапин (53) 669,253:669.243(088,8) (56) Заявка Японии Р 57-30896, кл. С 22 В 23/04, 1978.

Патент США Ф 4348367, кл.ь 423-139, 1981. (54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА

И НИКЕЛЯ ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстракцию кобальта раствором органического экстрагента, содержащим фосфиновую кислоту, модификатор и раэбавитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения селективности процесса разделения,в качестве модификатора используют триалкилфосфинокись и экстракцию ведут при соотношении фосфиновой кислоты к триалкилфосфинокиси, равном (3-10):1 °

1 12

Изобретение относится к гидрометаллургии кобальта и никеля и может быть использовано для экстракционного извлечения кобальта из слабокислых никельсодержащих растворов, на пример из никелевых электролитов, а также из растворов автоклавного выщелачивания никель-кобальтового сырьяэ

Цель изобретения — повьппение селективности процесса разделения.

Пример 1. Из сульфатных растворов, имеющих рН 3,6 и содержащих

5,1 г/л кобальта (II) и 10,01 г/л никеля (II), проводят экстракцию металлов ° В качестве экстрагента используют 0,37 М раствор ди(изооктил)фосфиноной,кислоты (ДАФК) в керосине с добавкой 0,8 М изооктанола, а также смеси, содержащие 0,37 М ДАФК и триоктилфосфинокись (ТОФО) при различных молярных соотношениях.

Полученные экспериментальные данные приведены в табл. 1.

Из полученных данных видно, что наилучшие результаты могут быть достигнуты при молярных соотношениях диалкилфосфиновая кислота:триалкилфосфинокись, равных (10-3):tt.

Пример 2 Экстракцию ведут из исходного сульфатного раствора, содержащего 4,9 г/л кобальта (ХХ) и

10,2 г/л никеля (ХХ). Время перемешивания фаз при экстракции l мин, е температура 21 С ° В качестве экстрагента используют 0,35 М раствор ДАФК в керосине с добавкой 0,8 М изооктанола, а также смесь 0,35 М ДАФК и

0,07 ТОФО в керосине.

В табл, 2 приведены данные по извлечению кобальта и никеля при различных значениях рН равновесной водной фазы.

Как видно из полученных данных, использование экстрагента предложенного состава позволяет повысить селективность извлечения кобальта и дает возможность проводить экстракцию из более кислых растворов, что обеспечивает снижение расхода реагентов, например аммиака., на нейтрализацию водной фазы.

Пример 3. Проводят экстракцию кобальта из никельсодержащих сульфатных растворов при рН 3,5

0,35 М раствором ДАФК в керосине с добавкой 0,8 М изооктанола или ней27704

30, трального фосфорорганического реагента,", 0,05 M трибутилфосфата (ТБФ);

0,05 М ди(изооктил)метилфосфоната (ДОМФ), 0,05 М ТОФО. Соотношение объемов фаз при экстракции О:В=1:1, о температура 23 С. Состав водной фазы — 1,03 г/л кобальта (II) и 35,6г/л никеля (II).

Экспериментальные данные, приведенные н табл. 3 показывают, что увеличение селективности процесса и емкости экстрагента по кобальту достигается только при использовании н качестве модификатора триалкилфосфинокиси.

Пример 4. Из сернокислых растворов при равновесном рН водной фазы 3,2 проводят экстракцию металлов алкилфосфиноной кислотой. Состав исходного водного раствора, г/л: кобальт 5,0, никель 10,2 и железо .1,2. Соотношение объемов фаз при о экстракции О:B=I:1, температура 21 С.

Данные по составу равновесных органической и водной фаз приведены н табл, 4.

Из полученных данных видно, что введение триалкилфосфинокиси н экстрагент поньппает селектинность процесса экстракции не только по никелю (II), но и по железу (II).

Пример 5. Проводят экстракцию кобальта из сульфатного раствора в режиме противотока с использованием н качестве экстрагента смеси

0,36 М ДАФК и 0,06 M ТОФО в керосине. Состав исходного сульфатного водного раствора — 1,3 г/л кобальта (ХХ) и 38,9 г/л нИкеля (EI). Экстракцию ведут в 4 ступени противотока при соотношении объемов водной и органической фаз О:B=l:2, температуре 22 С и значении рН равновесной водной фазы 3,5. Насьпценную органическую фазу после экстракции промывают нодным раствором, содержащим

20 г/л кобальта (ХХ), при рН 3,0 и соотношении О:В=5:l. Затем проводят реэкстракцию водным раствором, содержащим 50 г/л серной кислоты, при соотношении О:В=10:l. В результате получают реэкстракт, содержащий

l9,2 г/л кобальта (II) и О,ll г/л никеля (II). Таким образом, соотношение кобальт:никель увеличивается в 5220 раз. Извлечение кобальта из исходного водного раствора составля- ет 98,7%.

227704

Таблица

Ко эффициент разделения, РCo/Nü „

Состав экстра- Извлечение, 7 гента ДАФК:

:ТОФО, M:М кобальт никель

Коэффициент распределения кобальт никель

0,37:0(1:О) 34,8

0,535 0,005 107

0,49

0 37:0 036 (10:1) 0,860 0,004 215

46,2

0,41

0,37:0,05(7:1) 56,7

0,37:0,07(5:1) 58,5

0,37:0,12(3:1) 56,4

0,37:0,18(2:1) 34,9

0,37:0,37(1:1) 32,6

0,004 330

0,003 466

0,004 322

l,32

0,39

l,4

0,32

0,42

0,536 0,005 108

0,482 0,006 83

0,490 0,009 54

0,52

0,64

0,37:0,78(1:2) 32,8

0,91

Коэффициент разделения рассчитывался как отношение коэффициентов распределения кобальта и никеля.

3 1

Пример Ь. Проводят процесс экстракции как в примере 5, но в качестве органической фазы используют раствор в керосине 0,36 М ДАФК с добавкой 0,8 М изооктанола. В результате получают реэкстракт, содержащий 12,4 г/л кобальта и 0,26 r/ë никеля. Это соответствует росту соотношения концентраций кобальт:никель в 1420 раз. Извлечение кобальта из исходного водного раствора составляет 95,27.

Таким образом, предложенный способ разделения кобальта и никеля позволяет повысить селективность процесса экстракции, увеличить ем" кость экстрагента по кобальту и уменьшить расход реагентов на нейтрализацию водной фазы вследствие возможности проводить процесс экстракции из более кислых растворов. В результате повышается иэвлеченид кобальта, а товарная продукция — металлический кобальт, сульфат кобальта или гидроокись кобальта может быть получена более высокого качества.

3а базовую принята технология, lp основанная на разделении кобальта и никеля экствакцией ди-2-этилгексилфосфорной кислотой.По сравнению с этой технологией предложенный способ позволяет увеличить выпуск кобальта в виде товарной продукции на

3,5Х и уменьшить расход реагентов на нейтрализацию водной фазы на 10l5X. При производительности 300 т кобальта в год величина экономичес211 кого эффекта составит 244650 р.

1227704 а

Таблица 2

L J

Извлечение, %

Смесь ди(изооктил)фосфиновой кислоты и иэооктанола (1:2) кобальт никель кобальт никель

4,6

2,!

7,0

8,3

l0 3

l2,1

0,22

19,7

2,9

0,18

0,30

26,9

19,3

0,21

3,2

35,4

0 51

58,3

0,42

3,7

74,0

4,1

0,78

89,2

0,59

1,04

4,5

91,3

0,86

98,1

2,7

99,7

5,3

2,01

99,5

10,2

99,9

6,7

6,02

Таблица 3

Показатель

Состав экстрагента

ДАФК+изо ДАФК+ТБФ ДАФК+ДОМФ ДАФК+ТОФО октанол

Концентрация в водной фазе, г/л кобальт

0,20

0,25

0,26

0,19

35,1

34,9

35,0

35,6 никель

Концентрация в органической фазе, г/л кобальт

0,82

0,76

0,78

0,93

0,56

0,63

0,64

0,18 никель

Коэффициент распределения кобальта

4,1

3,0

3,0

8,5

Коэффициент распределения никеля

0,016

0 018 0,018 О, 005

Коэффициент разделения, Сс М

256

li 67

167

1700 рН равновесной водной фазы

Смесь ди(изооктил)фосфиновой кислоты и триоктилфосфинокиси (5:1.) 1227704

Таблица 4

Показатель Кобальт Никель Железо (II) (II) (II) Кобальт Никель Железо (II) (II) (II) Экстрагент 0,37 М ДАФК+

+0,09 М ТОФО в керосине

4,!0

10,!

0,85

3„76 10,3 0,97

0,4

0,02

0,2

0,95

0,03

1,31

Извлечение в органическую фазу, 7

18,9

0,3

33,4 26,2 0,2 16,8

Со став итель Л. Рякина

Редактор M.Дыпын Техред М.Моргентал

- Корректор М. Самборская

Заказ 2266/29 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрация э равновесной водной фазе, г/л

Концентрация в равновесной органической фазе, г/л

Экстрагент 0,38 М ДАФК+

+0,22 M изооктанол в керосине