Способ получения кобальтсодержащего раствора из кобальтового концентрата, содержащего примеси металлов и сульфат-ион

 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частгности кобальта. Цель изобретения - повышение чистоты кобальтсодержа- Щего раствора и степени извлечения кобальта. Концентрат кобальта, содержащий примеси металлов и сульфат-ион, растворяют в соляной кислоте. Раствор обрабатывают хлоридом кальция до содержания его 'не менее 1,5 моль/дм . После отделения выпавшего сульфата кальция из раствора экстрагируют железо, цинк и свинец раствором солянокислой соли триалкиламина в органическом растворителе с концентрацией не менее 0,14 моль/дм^, медь - тем же раствором с концентрацией не менее 0,3 моль/дм^, а затем - кобальт на фоне не менее 8 г-ион/дм-5 хлоридиона раствором той же соли амина с концентрацией не менее 0,7 моль/дм-^, кобальт реэкстрагируют известным способом. 2 табл.(Л

(gg)g с 22 s 3/28//с 22 В 23:00

Н АВТОРСКОМ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМНТЕТ

IlO ИЗОБРО ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4727540/02 (22) 22.05.89 (46) 30.01.92. Бюл. И 4 (71) Государственный. проектный и научно-исследовательский институт никелевой промышленности Гипроникель" (72) М.Л.Навтанович и Л.С.Лутова (53) 669.253(088.8) (56) Борбат В.Ф., Волков S.È., Казанский Л.А.Производство кобальта из сульфидных руд.: Металлургия, 1983, с.104.

Навтанович М.Л.Исследования в области металлургии никеля и кобальта Л ° 1983, с.106-113. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОБАЛЬТСОДЕР"

ЖАЩЕГО РАСТВОРА ИЗ КОБАЛЬТОВОГО, КОНЦЕНТРАТА, СОДЕРЖ/ЩЕГО ПРИМЕСИ МЕТАЛЛОВ И СУЛЬФАТ-ИОН (57) Изобретение относится к гидро" металлургии цветных металлов, в частИзобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности кобальта.

Цель изобретения - повышение чистоты кобальтсодержащего раствора, повышение извлечения кобальта.

Пульпу исходного концентрата, состав которой, как и составы полу- чаемых продуктов, приведен в табл.2, растворяют в соляной кислоте. Полученный солянокислый раствор обрабатывают раствором хлорида кальция концентрации 470 г/дм . К 1 объему раствора добавляют 0,78 объема раст«

2 ности кобальта. Цель изобретения повышение чистоты кобальтсодержащего раствора и степени извлечения кобальта. Концентрат кобальта, содержащий примеси металлов и сульфат-ион, растворяют в соляной кислоте. Раствор обрабатывают хлоридом кальция до содержания его не менее

1,5 моль/дм . После отделения выпавшего сульфата кальция из раствора экстрагируют железо, цинк и свинец раствором .солянокислой соли триал" киламина в органическом растворителе с концентрацией не менее

0,14 моль/дм, медь - тем же раствором с концентрацией не менее

0,3 моль/дм, а затем — кобальт на фоне не менее 8 г-ион/дмЗ хлоридиона раствором той же соли амина с концентрацией не менее 0,7 моль/дм-, кобальт реэкстрагируют известным способом. 2 табл..

I вора хлорида кальция, получая концентрацию хлорида кальция в пульпе

1,8 г-экв/дм . Отфильтровывают выделившийся осадок сульфата кальция.

Полученный фильтрат подвергают многоступенчатой противоточной экстракции. Сначала экстрагируют на четырех ступенях железо, цинк и свинец при отношении объемов водной и органической Фаз (В:О), равном 2, раствором солянокислого триалкиламина с радикалами Ст-Cq в ароматическом растворителе концентрации соли амина 0,14 моль/дм . Концентрация ъ

1708895 хлорид-иона в равновесной водной Фазе составляет 5,3 г-экв/дм . 0praническую фазу промывают на трех сту- пенях раствором хлорида кальция концентрации 200 г/дм при В:О = 0,2.

Реэкстракцию железа проводят водой, подкисленной во избежание гидролиза реэкстрагированной соли соляной кислотой до 1 гlдм, при В:0 = 1 на 10 .четырех ступенях.

Из рафината железоочистки экстрагируют медь на Фоне 5,3 г-экв/дм хлорид-иона солянокислым триалкил" амином концентрации 0,3 моль/дм на 15 четырех ступенях при В:0 = 1О. Промывку экстрагента от кобальта осуществляют на трех ступенях при В:0 =

= 0,2 раствором хлорида кальция концентрации 200 г/дм . Резкстракцию Zp меди проводят на четырех ступенях подкисленной водой при В:0 = О, 2.

Рафинат медеочистки смешивают с раствором хлорида кальция концентрации 600 г/дм при отношении объемов 25

1:2. Полученный раствор содержит

8,5 r-экв/дмВ избыточного хлоридиона, т.е. не связанного с кобальтом. Из этого раствора экстрагируют кобальт на трех ступенях при B:0 = gp

= 1,4 солью амина концентрации

0„7 моль/дм .

Экстракт отмывают от никеля и марганца на трех ступенях при В:0 =

= 0,2 раствором хлорида кальция концентрации 470 гlдм9. Реэкстракцию кобальта проводят на трех ступенях при В:О = 0,15 подкисленной водой.

Полученный раствор хлорида кобальта по содержанию примесей (см.табл.2). отвечает требованиям ГОСТ, а на кобальт высокой чистоты - марки КО, в котором не менее 99,983 Со.

В табл.1 приведены технологические показатели получения кобальта высокой чистоты в зависимости от технологических режимов.

В качестве технологических показателей приведены степень извлечения кобальта, удельный расход реагентов (за исключением регенерируемых ре* агентов - хлорида кальция и экстрагентов) объем образующихся солевых стоков и объем дополнительного технологического оборудования по сравнению с используемым в оптимальном режиме предлагаемого способа.

В табл.2 приведен состав продуктов, полученных при переработке ко- . бальтового концентрата по предлагаемому способу.

Как видно из табл.), при снижении содержания хлорида кальция в пульпе при осаждении сульфат-иона ниже 1,5 г-ион/дм (пример 1) степень извлечения кобальта в готовую продукцию снижается до 98,63 против

98,94 при оптимальном режиме предлагаемого способа, расходуется серная кислота (0,005 т/т Co), карбонат натрия (0,004 т/т Со), гидроксид натрия (0,006 т/т Со), хлор (0,001 т/т

Со), образуются сточные воды в объеме 0,05 т/т Со и на 5 увеличивается объем основного технологического оборудования. При снижении концент" рации солянокислой соли триалкиламина при экстракции железа, цинка и свинца ниже 0,14 моль/дмЗ (пример 4) степень извлечения кобальта понижается до 97,93, расход реагентов на 1 -т Со увеличивается до

0,025 т серной кислоты, 0,02 т карбоната натрия, 0,076 т гидроксида натрия, 0,014 т хлора, объем солевых стоков возрастает до 0,7 т и объем оборудования увеличивается на 103 (все это происходит за счет дополнительного осаждения железа карбонатом натрия, сорбции свинца и цинка анионитом, потери кобальта в процессах осаждения и сорбции). ! Снижение концентрации соли амина ниже 0,3 моль/дм при экстракции меди (пример 3) понижает степень извлечения кобальта до 98,43, увеличивает объем оборудования на

63, приводит к дополнительным расходам реагентов и образованию солевых стоков, за счет гидролитического осаждения меди и потерь кобальта с медным осадком.

Снижение концентрации соли амина при экстракции кобальта ниже

0,7 моль/дм (пример 10) приводит к уменьшению степени извлечения кобальта до 98,24, к увеличению объема оборудования на 8, к ловы" шенному расходу реагентов и образованию солевых стоков за сче. необходимости выделения недозкстрагированного кобальта из рафината хлором в присутствии гидроксида натрия °

Снижение избыточной концентрации хлорид-иона при зкстракции кобальта (пример 12) ниже 8 r-зкв/дм при4

1708895

Табли ц а

Пример

Технологические режимы

Избйточная концентрация хлорида иона в водной фазе при экстракции кобальта, г-эквlпм

Концентрация солянокислой соли третичного амина, моль/дмь, при экстракции

Содержание хлорида кальция в пульне, „ /дмЗ

Степень из" влечемеди кобальта железа и свинца ния ко бальта, 0,7.

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,6

0,8

0 7

0,7

8

8

8

8

8.

7

98,6

98,9

98,9

97,9

98,9

98,9

98,4

98,9

98,9

98,2

98;9

97,7

98,9

3

3

3

3

3

3

0,14

0,14

0,14

0,72

0,14

0,16

0,14

О, 14

0,14

0,14

0,14

0,14

0,14

3

5

7

9

l1

12

0,3

0,3

0,3

0.3

0,3

0,3

0,2

0,3

0,4

0,3

0,3

0,3

0,3 водит к снижению извлечения кобальта в готовую продукцию до 97,71, увеличению объема оборудования на

134, образованию солевых стоков в объеме 0,9 т/т Со и повышенному расходу реагентов за счет неполной экстракции кобальта, повышенных его потерь с никелевым осадком и необходимости доосаждать кобальт хлором в присутствии гидроксида натрия.

Проведение технологических операций при содержании хлорида кальций в пульпе осаждения сульфат-иона 3 и 4 г-экв/дм (пример 2 и 3) при концентрации соли амина в экстрагенте соответственно 0,14 и О, lá моль/дьг при экстракции железа, цинка и свин,ца (примеры 5 и 6),; 0,3 и 0,4 моль/дмЗпри экстракции меди (примеры 8 и 9), 0,7 и 0,8 моль/дм - при экстракции кобальта на фоне 8 и 9 г-экв/дм хлорид-иона (примеры 11 и 13) обеспечивает извлечение кобальта на 98,93, сокращает расход реагентов (серной кислоты, гидроксида и карбоната натрия, хлора) исключает образование солевых стоков и не требует дополнительного технологического оборудования.

Преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным заключается в повышении извлечения кобальта (с 97 до 98,93), а также в повышении чистоты конечного кобальтсодержащего раствора.

Формула изобретения

Способ получения кобальтсодержащего раствора из кобальтового кон1р центрата, содержащего примеси металлов и сульфат-ион, включающий раст1 ворение концентрата в соляной кислоте, раздельную экстракцию примесей и кобальта раствором триалкиламина в органическом растворителе, реэкстракцию кобальта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чистоты кобальтсодержащего раствора и повышения степени извлечения кобаль2п та, раствор, полученный путем растворения концентрата соляной кислотой, обрабатывают хлоридом кальция до содержания его не менее -1,5 моль/дм затем после отделения выпавшего сульфата кальция из раствора экстрагируют железо, цинк и свинец раствором солянокислой соли триалкиламина с концентрацией не менее 0,14 моль/дм-", медь — раствором той же соли амина с

30 концентрацией ее менее 0,3 моль/дм, а затем кобальта на фоне не менее

8 г-ион/дм хлорид иона раствором той же соли амина с концентрацией не менее 0,7 моль/дм .

1708895

Продолжение табл. 1.

Технологические показатели

Пример

Объем дополни тельного оборудования, Объем солевых стоков м. /т Со

Гидроксид натрия

Карбонат натрия

Хлор

Серная кислота

0,005

0,004

0,006

ОФ050,001

0,076

0,014

0,7

О, 025

0,02

0,007

0,03

0,3

0,01

0,01

0,011

О, 017

0,6

0,06

0,18

0,015 ,О, 025

0,9

0,09

0,03

Таблица 2 г

Содержание компонента, г/дм

Ni Cu . Fe Zn

Продукт

Со зь

Исходная пульпа кобальтового концент. рата 260

Фильтрат от осаждения гипса 73,2

Рафинат железоочистки 66,5

Fe-реэкстракт 0,02

Рафинат медеочистки 66,3

Си-реэкстракт 0,2

Раствор для экстракции кобальта 21,46

Ni-рафинат 0,2

Со-реэкстракт (готовый р"р) 100

Требования ГОСТ 123-78 для KO. ф 99,98

Со-р-р (известный) Н/опр, 34,7 0,65

9,8 0,18

8,9 0,032

0)0007 0,29

8, 7 <0,0007 (0901 1 7

2,8 с Л,0002

2 1

0,005 0 0004

0 005 0 001

0,01 0,002

4

< 6

10.

11. 12

Удельный расход реагентов „ т/т Со

8,7

2,45

0,002

4,85 0,002

° 41, 0006

О, 001

0,003

0,01

0,13

0,037 (0,0007

0,079 (0,0007 (0,0002

О,ооо4

0,001

Н/опр.

0,87

0,245

0,0004

0,5

<0,0003

<0,0001

0,0001 0,0003

Н/опр.

1708895

Продолжение табл. 2.

Содержание компонента, г/дмз

H36blT0÷ный С1

r-экв/дм

Продукт

Мп SO НС1 СаС1е

Н/опр.

И/опр.

Составитель В.Цербилин

Техред А.Кравчук Корректор А,06pyuaP

Редактор М.Петрс ва

° »» «»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»

»»» Заказ 405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобротенилм и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 !«»юв»»»»»»»»»»»евв»»» Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,101

Исходная пульпа кобальтового концентрата фильтрат от осаждения гипса

Рафинат железоочистки

Fe-реэкстракт

Рафинат медеочистки

Си-реэкстракт

Раствор для экстракции кобальта

Ni-рафинат

Со"реэкстракт (готовый р-р)

Требования ГОСТ 123-78 для KO

Со-р-р (известный) 2,6 26

0 73 0,56

0,66 0,51

0,65 0,51

0,21 0,16

0,16 0,12

0,0005

0,0005

О,О2 Н/опр.

8,4

7 7

7,5

7,6

2,4

»

Н/опр, 200

"70

"70

5,8

5 3

5,3

8,5

8,5