Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля. Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания включает сорбцию никеля на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино. После сорбции проводят десорбцию никеля и переработку десорбата. Перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в в форме при pH 1,6-2,4. Техническим результатом изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов для повышения извлечения никеля. 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля.
Никельсодержащие продуктивные растворы сернокислотного подземного или кучного выщелачивания окисленных никелевых руд содержат магний, трехвалентное железо, никель, кобальт и иногда в небольших количествах марганец, цинк, медь и хром.
Концентрации вышеуказанных элементов в никельсодержащих продуктивных растворах сернокислотного подземного или кучного выщелачивания варьируются в зависимости от времени процесса выщелачивания в следующих пределах:
1) магний 0,3-14,0 г/л;
2) железо трехвалентное 0,3-5,0 г/л;
3) никель 0,5-1,0 г/л;
4) кобальт 0,025-0,15 г/л;
5) марганец 0,2-1,0 г/л;
6) хром 0,1-1,0 г/л;
7) цинк 0,02 г/л;
8) медь 0,02 г/л.
В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания (патент RU №2352654), включающий сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата.
Недостатком способа является то, что вместе с никелем в десорбат попадает трехвалентное железо, а это не позволяет получить кондиционные соли никеля или катоды необходимого качества при электроэкстракции.
Химический состав десорбата после сорбции никеля на сорбенте хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино варьируются в следующих пределах:
1) никель 80-90 г/л;
2) железо трехвалентное 0,01-5,0 г/л.
Технической задачей заявляемого изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов.
Указанная задача решается тем, что в способе извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающем сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа функциональной группы бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в SO4 2- в форме при pH 1,6-2,4.
В качестве анионитной смолы в SO4 2- форме можно использовать АВ-17х8, Dowex SBR-P, Dowex WBA и WBA2.
При pH менее 1,6 трехвалентное сернокислое железо сорбируется в меньшей степени, чем при pH 1,6-2,4. На чертеже представлена зависимость емкости анионитной смолы АВ-17х8 в SO4 2- форме от объема пропущенного раствора.
При pH более 2,4 трехвалентное сернокислое железо гидролизуется и осаждается в поровом пространстве анионита в виде гидроксида Fe(ОН)3 и забивает межпоровое пространство анионита, не позволяя проводить процесс сорбции.
Способ осуществляли следующим образом.
Для проведения исследований по сорбции железа (III) был приготовлен модельный раствор по химическому составу, близкий к раствору, который ожидается получать после десорбции на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино.
Сорбция проводится на анионитной смоле в SO4 2- форме типа АВ-17х8 следующим образом.
Модельный раствор подается в колонку снизу вверх со скоростью 3 мл/мин при помощи перистальтического насоса Masterflex.
Колонка представляет собой стеклянную трубку высотой 1,17 м и внутренним диаметром 15 мм. Рабочий объем сорбента составляет 206 мл.
Результаты сорбции в динамических условиях, на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3, pH 1,6, pH 1,8 представлены соответственно в таблице 1, 2, 3.
| Таблица | |||||||||
| Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3 | |||||||||
| № п/п | Состав исходного раствора, г/л | Объем растворов, мл | Количество (Vp/Vc) | Состав раствора после сорбции, г/л | Обменная емкость (г/л сорбента) | ||||
| pH | Ni | Fe(III) | pH | Ni | Fe(III) | Fe(III) | |||
| 1 | 1,3 | 91 | 4 | 86 | 0,42 | 2,5 | 0,41 | 0,011 | 1,66 |
| 2 | 1,3 | 91 | 4 | 32 | 0,57 | 3,06 | 52,7 | 0,022 | 2,28 |
| 3 | 1,3 | 91 | 4 | 35 | 0,74 | 3,04 | 82,7 | 0,045 | 2,95 |
| 4 | 1,3 | 91 | 4 | 40 | 0,93 | 3,07 | 94,7 | 0,16 | 3,69 |
| 5 | 1,3 | 91 | 4 | 49 | 1,17 | 3,23 | 97,1 | 0,5 | 4,52 |
| 6 | 1,3 | 91 | 4 | 55 | 1,44 | 3,26 | 100,7 | 0,18 | 5,54 |
| 7 | 1,3 | 91 | 4 | 50 | 1,68 | 3,25 | 100,7 | 0,25 | 6,44 |
| 8 | 1,3 | 91 | 4 | 52 | 1,93 | 3,21 | 103,1 | 0,41 | 7,35 |
| 9 | 1,3 | 91 | 4 | 92 | 2,38 | 2,67 | 103,1 | 1,46 | 8,48 |
| 10 | 1,3 | 91 | 4 | 97 | 2,85 | 2,46 | 103,1 | 3,5 | 8,71 |
| 11 | 1,3 | 91 | 4 | 97 | 3,31 | 2,37 | 103,1 | 4,8 | 8,34 |
| 12 | 1,3 | 91 | 4 | 99 | 3,79 | 2,3 | 103,1 | 4,8 | 7,95 |
| 13 | 1,3 | 91 | 4 | 100 | 4,28 | 2,13 | 103,1 | 6 | 6,99 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,6 | |||||||||
| № п/п | Состав исходного раствора, г/л | Объем растворов, мл | Количество (Vp/Vc) | Состав раствора после сорбции, г/л | Обменная емкость (г/л сорбента) | ||||
| pH | Ni | Fe(III) | pH | Ni | Fe(III) | Fe(III) | |||
| 1 | 1,6 | 91 | 4 | 79 | 0,38 | 2,16 | 2,28 | 0,16 | 1,47 |
| 2 | 1,6 | 91 | 4 | 41 | 0,58 | 2,67 | 63,8 | 0,16 | 2,23 |
| 3 | 1,6 | 91 | 4 | 31 | 0,73 | 2,67 | 80,1 | 0,16 | 2,81 |
| 4 | 1,6 | 91 | 4 | 33 | 0,89 | 2,69 | 89,3 | 0,16 | 3,42 |
| 5 | 1,6 | 91 | 4 | 42 | 1,09 | 2,79 | 93,9 | 0,167 | 4,20 |
| 6 | 1,6 | 91 | 4 | 43 | 1,30 | 2,99 | 97,1 | 0,26 | 4,98 |
| 7 | 1,6 | 91 | 4 | 72 | 1,65 | 3 | 99,7 | 0,42 | 6,22 |
| 8 | 1,6 | 91 | 4 | 93 | 2,10 | 2,99 | 97,1 | 0,5 | 7,80 |
| 9 | 1,6 | 91 | 4 | 86 | 2,52 | 2,7 | 99,2 | 1 | 9,05 |
| 10 | 1,6 | 91 | 4 | 97 | 2,99 | 2,52 | 99,2 | 2,23 | 9,88 |
| 11 | 1,6 | 91 | 4 | 90 | 3,42 | 2,44 | 97,9 | 3,28 | 10,19 |
| 12 | 1,6 | 91 | 4 | 94 | 3,88 | 2,38 | 97,9 | 3,29 | 10,51 |
| 13 | 1,6 | 91 | 4 | 88 | 4,30 | 2,32 | 94,3 | 4,05 | 10,49 |
| 14 | 1,6 | 91 | 4 | 99 | 4,78 | 2,17 | 94,3 | 4,1 | 10,45 |
| 15 | 1,6 | 91 | 4 | 101 | 5,27 | 2 | 90 | 3,99 | 10,45 |
| 16 | 1,6 | 91 | 4 | 101 | 5,76 | 1,8 | 100,8 | 4,6 | 10,16 |
| Таблица 3 | |||||||||
| Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,8 | |||||||||
| № п/п | Состав исходного раствора, г/л | Объем растворов, мл | Количество (Vp/Vc) | Состав раствора после сорбции, г/л | Обменная емкость (г/л сорбента) | ||||
| pH | Ni | Fe(III) | pH | Ni | Fe(III) | Fe(III) | |||
| 1 | 1,8 | 91 | 4 | 79 | 0,38 | 2,66 | 0,1 | 0,016 | 1,52 |
| 2 | 1,8 | 91 | 4 | 40 | 0,58 | 3,34 | 49,7 | 0,022 | 2,29 |
| 3 | 1,8 | 91 | 4 | 41 | 0,77 | 3,29 | 79,3 | 0,045 | 3,08 |
| 4 | 1,8 | 91 | 4 | 42 | 0,98 | 3,37 | 80,5 | 0,045 | 3,88 |
| 5 | 1,8 | 91 | 4 | 40 | 1,17 | 3,47 | 94,8 | 0,045 | 4,65 |
| 6 | 1,8 | 91 | 4 | 41 | 1,37 | 3,48 | 106,2 | 0,1 | 5,42 |
| 7 | 1,8 | 91 | 4 | 43 | 1,58 | 3,48 | 99,6 | 0,167 | 6,22 |
| 8 | 1,8 | 91 | 4 | 48 | 1,81 | 3,52 | 103,4 | 0,45 | 7,04 |
| 9 | 1,8 | 91 | 4 | 41 | 2,01 | 3,55 | 102,2 | 0,56 | 7,73 |
| 10 | 1,8 | 91 | 4 | 96 | 2,47 | 3,22 | 103,4 | 0,67 | 9,27 |
| 11 | 1,8 | 91 | 4 | 85 | 2,88 | 2,7 | 104 | 1,6 | 10,26 |
| 12 | 1,8 | 91 | 4 | 99 | 3,36 | 2,53 | 105,8 | 2,2 | 11,12 |
| 13 | 1,8 | 91 | 4 | 100 | 3,85 | 2,47 | 99,9 | 2,8 | 11,70 |
| 14 | 1,8 | 91 | 4 | 100 | 4,33 | 2,49 | 99,3 | 3,4 | 11,99 |
| 15 | 1,8 | 91 | 4 | 100 | 4,81 | 2,28 | 102,2 | 3,6 | 12,19 |
| 16 | 1,8 | 91 | 4 | 97 | 5,28 | 2,2 | 100,5 | 3,4 | 12,47 |
| 17 | 1,8 | 91 | 4 | 100 | 5,77 | 2 | 102,2 | 4,3 | 12,32 |
| 18 | 1,8 | 91 | 4 | 115 | 6,32 | 1,87 | 99,3 | 4,2 | 12,21 |
Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающий сорбцию никеля на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, отличающийся тем, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в 
в форме при pH 1,6-2,4.
