Способ извлечения кобальта и никеля из железо-кобальтовых кеков и концентратов

 

Использование: цветная металлургия, гидрометаллургические способы разделения цветных металлов. Сущность изобретения: железокобальтовый кек или концентрат подвергают выщелачиванию аммиачно-карбонатным раствором при 105-120^oC в течение 2,0-2,5 ч, при этом разделение кобальта и никеля проводят сорбцией, выделение кобальта из рафината и никеля из элюированного раствора осуществляют процессом дистилляции аммиака и диоксида углерода, которые возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора для выщелачивания и промывки сорбента. 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическим способам разделения цветных металлов.

Известен способ извлечение кобальта и никеля из железистых кеков, включающий восстановительное выщелачивание, выделение кобальта гипохлоритом с получением гидроокиси кобальта (III).

Недостатком способа являются многостадийность, значительный расход реагентов.

Известен способ извлечения кобальта и никеля из железистых кеков, основанный на применении восстановительного выщелачивания, разделения металлов способом экстракции и последующем выделении кобальта из раствора электролизом. Способом имеет такие недостатки, как многостадийность, использование органических реагентов для разделения металлов и значительный расход реагентов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, включающий восстановительное выщелачивание и отделение кобальта элементарным хлором от железа и никеля.

Недостатками способа являются использование восстановителя на стадии выщелачивания, плохая регенерация реагентов.

Предлагаемый способ позволяет исключить недостатки способа-прототипа. Для исключения использования восстановителя при выщелачивании и регенерации реагентов выщелачивание проводят аммиачно-карбонатным раствором, при этом кобальт и никель переходят в раствор, а железо и другие примеси остаются в нерастворимом остатке.

Отделение никеля от кобальта проводили процессом сорбции. Очищенный кобальтовый раствор подвергали дистилляции аммиака и диоксида углерода для получения кобальтового продукта в виде гидроокиси кобальта (III).

Насыщенный никелем сорбент подвергали промывке аммиачно-карбонатным раствором. Никель выделяли из раствора дистилляцией аммиака и диоксида углерода в виде основного карбоната. Аммиак и диоксид углерода улавливали для приготовления растворов выщелачивания и десорбции.

Остаток после выщелачивания прокаливали для получения железокобальтового пигмента.

Способ был опробован в лабораторном масштабе на железо-кобальтовом концентрате комбината "Североникель" и железокобальтовой пульпе Норильского горно-металлургического комбината.

Для определения оптимальных параметров процессов выщелачивания и разделения кобальта и никеля проводили две серии опытов.

В первой серии варьировали температуру выщелачивания в течение 3 ч раствором следующего состава, г/дм³: NH₃=100,0-120,0; CO₂=50,0-60,0 (табл. 1).

Во второй серии опытов исследовали процесс сорбции никеля на сорбенте марки AH-31. Для сорбции использовали раствор после выщелачивания, имеющий следующий состав, г/дм³ Co 12,0-16,2; Ni 1,5-3,0; NH₃ 30,0-35,0; CO₂ 20,0-25,0.

Скорость пропускания раствора, через сорбционную колонку составляла 0,25 дм³/ч.

В этой серии варьировали отношением объема раствора, пропускаемого через объем сорбента (табл. 2).

Лучшие результаты достигаются при следующих параметрах: температура выщелачивания 110-120^oC; время 2,0-2,5 ч; отношение пропускаемого объема раствора к объему сорбента, равное 3.

Пример. В автоклав объемом 1,0 дм³ загружали железо-кобальтовую пульпу или железокобальтовый концентрат в количестве 35,0-70,0 г и аммиачно-карбонатный раствор объемом 0,7 дм³ следующего состава, г/дм³: NH₃ 110,0-120,0; CO₂ 40,0-60,0.

Нагрев проводили до температуры 108,0-112,0^oC при перемешивании в течение 2,0-2,5 ч. Полученную пульпу сгущали и промывали аммиачно-карбонатным раствором. Сгущенную пульпу сушили и прокаливали для получения пигмента.

Раствор выщелачивания и промывной раствор объединяли и пропускали через сорбционную колонку в отношении объема пропускаемого раствора к объему сорбентов, равному 3.

Насыщенный сорбент подвергали десорбции аммиачно-карбонатным раствором состава, г/дм³: NH₃ 110,0-120,0; CO₂ 40,0-60,0 в отношении объема пропускаемого раствора к объему сорбента, равном 1,5, при этом извлечение никеля достигалось 99,2-99,5% Регенерированный сорбент возвращали на сорбцию.

Полученные кобальтовый и никелевый растворы подвергали дистилляции аммиака и диоксида углерода при 98,0-105,0^oC. Полученную пульпу фильтровали и сушили. Кобальтовый осадок представлен гидроокисью кобальта (III), никелевый основным карбонатом.

Аммиак и диоксид углерода улавливали водой для приготовления раствора выщелачивания и десорбции.

Предлагаемый способ позволяет проводить извлечение кобальта и никеля из железокобальтовых кеков и концентратов с полной регенерацией реагентов и без использования восстановителя.

Формула изобретения

Способ извлечения кобальта и никеля из железокобальтовых кеков и концентратов, включающий их выщелачивание и разделение кобальта и никеля, отличающийся тем, что выщелачивание проводят аммиачно-карбонатным раствором при 105 120^oС в течение 2,0 2,5 ч, а разделение кобальта и никеля осуществляют сорбцией с получением очищенного от никеля кобальтового раствора и насыщенного никелем сорбента, который промывали аммиачно-карбонатным раствором с получением никелевого раствора, после этого из соответствующих растворов проводят осаждение кобальта и никеля процессом дистилляции аммиака и диоксида углерода, которые возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора для выщелачивания и промывки сорбента.

РИСУНКИ

Рисунок 1