Способ переработки никелевого штейна

Изобретение относится к способу переработки никелевого штейна. Способ включает выщелачивание штейна сернокислым никелевым раствором при повышенных давлении и температуре с получением раствора сульфата никеля. Раствор сульфата никеля очищают от примесей железа, меди и кобальта и извлекают никель электроэкстракцией из очищенного раствора сульфата никеля с получением катодного никеля и сернокислого анолита, содержащего сульфат никеля и серную кислоту. Сернокислый анолит подвергают экстракционной обработке с использованием в качестве экстрагента смеси третичных аминов и алифатических спиртов с извлечением в экстракт серной кислоты и получением сернокислого рафината и экстракта. Серную кислоту из экстракта реэкстрагируют водой, а сернокислый рафинат направляют на выщелачивание штейна. Техническим результатом является повышение эффективности способа переработки никелевого штейна за счет извлечения серной кислоты в виде дополнительного продукта при одновременном получении металлического никеля марки К-1Ау, снижение потерь никеля до 0,01-0,2% от его содержания в анолите, уменьшение числа реагентов и упрощение способа. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при переработке никелевого штейна с извлечением серной кислоты, никеля и других металлов.

Штейны, получаемые при пирометаллургической переработке никелевого сульфидного сырья, представляют собой в основном твердые растворы сернистых соединений никеля, меди, кобальта и железа. Для извлечения цветных металлов из штейнов их обычно подвергают сернокислотному автоклавному выщелачиванию в присутствии кислорода с переводом в раствор никеля и кобальта. При этом в раствор переходят также железо и сера, которая окисляется до сульфат-ионов. Сульфатные никелевые растворы подвергают очистке от железа, меди и кобальта, а затем используют для электроэкстракции никеля. В ходе электроэкстракции никеля в анодном пространстве образуется серная кислота, и поэтому часть анолита при автоклавном выщелачивании обычно используют взамен чистой серной кислоты. Однако для сохранения кислотного и водного балансов весь анолит не может быть использован в обороте, и поэтому его часть необходимо направлять на специальную переработку для удаления избыточной кислоты.

Известен способ переработки медно-никелевого штейна (см. пат.2175995 РФ, МПК7 С25С 1/08, С22В 23/00, 2001), включающий выщелачивание его сернокислым оборотным раствором с получением первичного никелевого раствора, очистку последнего от примесей железа и меди путем их восстановления и кобальта с получением очищенного никелевого раствора, используемого в качестве исходного католита при электроэкстракции никеля в электролизере с электродным пространством, разделенным пористой диафрагмой. Образующийся в катодном пространстве католит, проходя через диафрагму в анодное пространство, преобразуется в анолит, содержащий сульфат никеля и серную кислоту, который направляют на выщелачивание. Часть католита в количестве, необходимом для обеспечения содержания серной кислоты в анолите, не превышающего 160 г/дм3, отбирают из катодного пространства и добавляют к очищенному никелевому раствору, используемому в качестве исходного католита при электроэкстракции никеля.

Главным недостатком данного способа является то, что в нем не решается проблема вывода из схемы избыточной серной кислоты, так как ее количество, образующееся на стадии электроэкстракции, превышает необходимое для автоклавного выщелачивания сульфидного материала из-за окисления части серы до сульфат-ионов. К недостаткам способа можно отнести и то, что при использовании для выщелачивания штейна анолита с концентрацией 100-160 г/л получаются слишком концентрированные по металлам растворы, которые могут кристаллизоваться в процессе охлаждения и переработки растворов

Известен также принятый в качестве прототипа способ переработки никелевого штейна (см. пат. 2226558 РФ, МПК7 С22В 3/08, 23/00; С25С 1/08, 2004), включающий выщелачивание штейна при повышенной температуре и атмосферном или повышенном давлении в несколько стадий сернокислым анолитом, полученным при электроэкстракции никеля, с образованием раствора сульфата никеля, очистку раствора сульфата никеля от примесей железа и меди восстановлением и кобальта и электроэкстракцию очищенного раствора сульфата никеля с получением катодного никеля и сернокислого анолита, содержащего сульфат никеля и серную кислоту. Часть анолита - 30-60% - направляют на нейтрализацию серной кислоты нейтрализующей присадкой, в качестве которой используют негашеную известь, известняк или их смесь. Из нейтрализованного анолита удаляют гипс посредством экстракции ди-2-этилгексилфосфорной кислотой с образованием экстракта и рафината. После экстракции насыщенную кальцием органическую фазу подвергают реэкстракции соляной кислотой, при этом кальций выводят из процесса в виде хлорида кальция. После экстрагирования кальция нейтрализованный анолит направляют на стадию очистки от кобальта, а регенерированный экстрагент - на стадию экстракции кальция.

Известный способ является недостаточно эффективным по причине нейтрализации серной кислоты и выведения ее из процесса в виде гипса, а также вследствие частичных потерь никеля при нейтрализации серной кислоты и экстракции кальция из нейтрализованного анолита. Регенерация органической фазы посредством соляной кислоты требует использования дополнительного реагента и приводит к необходимости последующей отмывки экстрагента от хлор-иона, что усложняет и удорожает способ.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности способа переработки никелевого штейна за счет извлечения серной кислоты при одновременном снижении потерь никеля, уменьшении числа реагентов и упрощении способа.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки никелевого штейна, включающем выщелачивание штейна сернокислым никелевым раствором при повышенных давлении и температуре с получением раствора сульфата никеля, очистку раствора сульфата никеля от примесей железа, меди и кобальта, извлечение никеля электроэкстракцией из очищенного раствора сульфата никеля с получением катодного никеля и сернокислого анолита, содержащего сульфат никеля и серную кислоту, согласно изобретению сернокислый анолит, подвергают экстракционной обработке с использованием в качестве экстрагента смеси третичных аминов и алифатических спиртов с извлечением в экстракт серной кислоты и получением сернокислого рафината, серную кислоту из экстракта реэкстрагируют водой, а сернокислый рафинат направляют на выщелачивание штейна.

Достижению технического результата способствует то, что экстракционной обработке подвергают 40-90% анолита, при этом 10-60% анолита объединяют с рафинатом и направляют на выщелачивание штейна.

Достижению технического результата способствует также то, что экстракционная смесь содержит 30-40% третичных аминов и 10-70% алифатических спиртов.

Достижению технического результата способствует и то, что в качестве третичных аминов используют триизооктиламин, триоктиламин или триалкиламин.

Достижению технического результата способствует также то, что в качестве алифатических спиртов используют изооктиловый, изодециловый, октиловый и/или дециловый спирты.

Достижению технического результата способствует и то, что экстракционную обработку ведут на 1-4 ступенях при О:В=1:0,2-1.

На достижение технического результата направлено то, что реэкстракцию серной кислоты ведут на 2-5 ступенях при О:В=1:0,3-1 и температуре 30-50°С.

На достижение технического результата направлено также то, что перед реэкстракцией серной кислоты производят отмывку экстракта от никеля водным раствором серной кислоты с концентрацией 25-70 г/л.

На достижение технического результата направлено также и то, что в качестве промывного раствора используют 0,05-0,2 части сернокислого реэкстракта.

На достижение технического результата направлено и то, что после реэкстракции серной кислоты экстрагент обрабатывают раствором гидроксида натрия или аммония.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Экстракционная обработка анолита, образовавшегося непосредственно после электроэкстракции очищенного раствора сульфата никеля, способствует обеспечению необходимого значения концентрации серной кислоты в никелевом сернокислом растворе и получению серной кислоты в виде дополнительного продукта. При этом снижаются потери никеля за счет исключения образования гипса и упрощается способ переработки штейна.

Использование в качестве экстрагента смеси третичных аминов и алифатических спиртов с извлечением в экстракт серной кислоты и получением сернокислого рафината обеспечивает высокую степень экстракции серной кислоты при минимальном захвате ионов никеля в экстракционную смесь.

Реэкстракция серной кислоты водой обеспечивает необходимую степень регенерации экстрагента и получение раствора сернокислого реэкстракта с концентрацией кислоты, достаточной для последующего ее использования.

Использование полученного при экстракции сернокислого рафината для выщелачивания штейна исключает затраты на производство дополнительного исходного сернокислого раствора и предотвращает потери никеля.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении эффективности способа переработки никелевого штейна с извлечением серной кислоты при одновременном снижении потерь никеля, уменьшении числа реагентов и упрощении способа.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.

Экстракционная обработка 40-90% анолита способствует получению серной кислоты в рафинате в количестве, необходимом и достаточном для использования данного рафината в качестве исходного раствора на стадии выщелачивания никелевого штейна, и обеспечивает извлечение серной кислоты.

Использование 10-60% анолита совместно с рафинатом на операции выщелачивания штейна способствует эффективной переработке штейна при исключении дополнительных затрат на исходные реагенты и ограничении потерь никеля.

Использование экстракционной смеси, содержащей 30-40% третичных аминов и 10-70% алифатических спиртов обусловлено тем, что при использовании смеси с содержанием третичных аминов менее 30% снижается емкость экстракционной смеси, а при использовании смеси с содержанием третичных аминов более 40% наблюдается резкое увеличение вязкости смеси. Использование алифатических спиртов в количестве 10-70% обеспечивает получение однородной экстракционной смеси. Использование алифатических спиртов в количестве менее 10% ведет к образованию третьей фазы в процессе экстракции, а концентрация более 70% нецелесообразна.

В качестве третичных аминов предпочтительно использовать триизооктиламин, триоктиламин или триалкиламин в силу того, что эти экстрагенты позволяют осуществить селективную экстракцию серной кислоты из растворов с умеренной кислотностью и проводить последующую регенерацию экстракционной смеси водой.

Использование в качестве алифатических спиртов изооктилового, изодецилового, октилового и/или децилового спиртов обусловлено их физико-химическими свойствами: пониженной плотностью, высокой химической стойкостью, малой растворимостью и низкой токсичностью.

Проведение экстракционной обработки на 1-4 ступенях при О:В=1:0,2-1 с извлечением в экстракт серной кислоты обусловлено тем, что при числе ступеней выше 4 не происходит существенного увеличения извлечения кислоты в органическую фазу. Проведение экстракционной обработки при соотношении O:B менее 1:1 не обеспечивает достаточного извлечения кислоты в органическую фазу. Проведение экстракции при O:B более 1:0,2 приводит к слишком большому расходу экстрагента без существенного повышения степени извлечения серной кислоты и не позволяет получить насыщенные кислотой экстракты.

Проведение реэкстракции серной кислоты водой на 2-5 ступенях при О:В=1:0,3-1 и температуре 30-50°C обусловлено тем, что при числе ступеней менее 2 в указанном интервале температур и соотношения O:B будет иметь место недоизвлечение кислоты в реэкстракт, а число ступеней свыше 5 не приводит к существенному увеличению извлечения кислоты в реэкстракт.

Отмывка экстракта от никеля перед реэкстракцией серной кислоты водным раствором серной кислоты с концентрацией 25-70 г/л позволяет избежать загрязнения регенерированной серной кислоты ионами никеля. При концентрации менее 25 г/л происходит существенное обеднение экстракта по серной кислоте, а концентрация более 70 г/л требует доукрепления реэстракта путем введения в процесс дополнительной серной кислоты.

Использование в качестве промывного раствора 0,05-0,2 части сернокислого реэкстракта позволяет избежать использования дополнительных реагентов на стадии отмывки экстракта от ионов никеля. Использование сернокислого реэкстракта в количестве более 0,2 части нежелательно из-за снижения выхода серной кислоты в качестве целевого продукта, а при менее 0,05 части не обеспечивается эффективная очистка от никеля.

Обработка экстрагента после реэкстракции кислоты раствором гидроксида натрия или аммония позволяет провести более глубокую регенерацию экстракционной смеси, что повышает ее экстракционную способность по отношению к серной кислоте.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить извлечение серной кислоты в оптимальном режиме при снижении потерь никеля, уменьшении числа реагентов и упрощении способа.

На Фиг. изображена схема переработки никелевого штейна согласно изобретению.

В общем случае переработка никелевого штейна (см. Фиг.) происходит следующим образом. Никелевый штейн выщелачивают при температуре 140-150°C и давлении 10-15 атм в атмосфере кислорода сернокислым никелевым раствором в виде сернокислого рафината или смеси рафината и анолита. Полученный раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и подвергают гидролитической очистке от примеси железа, а затем очистке от примесей меди и кобальта путем последовательной экстракции: меди - оксимным экстрагентом типа Acorga, а кобальта - экстрагентом Цианекс-272. Очищенный раствор сульфата никеля направляют на электроэкстракцию. Процесс электроэкстракции осуществляют в электролитических ячейках с электродным пространством, разделенным пористой тканью. В результате получают катодный никель и сернокислый анолит, содержащий сульфат никеля и серную кислоту. Анолит полностью или частично (40-90%) подвергают экстракционной обработке смесью, содержащей 30-40% третичных аминов и 10-70% алифатических спиртов. В качестве третичных аминов используют триизооктиламин, триоктиламин или триалкиламин, а в качестве алифатических спиртов - изооктиловый, изодециловый, октиловый и/или дециловый спирты. Экстракцию ведут на 1-4 ступенях при O:В=1:0,2-1 с извлечением в экстракт серной кислоты. Полученный сернокислый рафинат направляют на выщелачивание штейна. Рафинат может быть объединен с 10-60% анолита, а полученный при этом сернокислый никелевый раствор использован для выщелачивания никелевого штейна.

Затем осуществляют реэкстракцию серной кислоты водой на 2-5 ступенях при O:B=1:0,3-1 и температуре 30-50°C с переводом серной кислоты из экстракта в водную фазу. При этом регенерированный экстрагент направляют на экстракцию кислоты. Перед реэкстракцией серной кислоты может быть проведена отмывка экстракта от соэкстрагированных ионов никеля водным раствором серной кислоты с концентрацией 25-70 г/л. Полученный при этом промывной раствор, как правило, направляют на экстракцию, смешивая с анолитом и регенерированным экстрагентом. В качестве промывного раствора используют 0,05-0,2 части сернокислого реэкстракта.

Для обеспечения глубокой регенерации экстрагента его дополнительно обрабатывают щелочным раствором гидроксида натрия или аммония, после чего направляют на экстракцию серной кислоты.

Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены следующими примерами.

Пример 1. 560 г никелевого штейна, содержащего, мас.%: никель - 65, кобальт - 5, железо - 5, медь - 3, сера - 22, выщелачивают сернокислым раствором с концентрацией 25,0 г/л по кислоте в автоклаве в атмосфере кислорода при температуре 150°C и давлении 12 атм. Образующийся раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и подвергают очистке от примесей железа, меди и кобальта. После очистки раствор подают на стадию электроэкстракции никеля. Процесс электроэкстракции ведут в электрохимической ячейке с разделенным электродным пространством при катодной плотности тока 250 А/м2 и температуре 70-80°C. При этом получают катодной никель марки К-1Ау. Анолит, образующийся в процессе электроэкстракции никеля, состава, г/л: серная кислота - 50,0, никель - 45,0, сера - 68,2, подвергают экстракционной обработке в противоточном режиме смесью состава, %: триизооктиламин - 30, изооктиловый спирт - 70. Экстракцию проводят на 2 ступенях смесительно-отстойного экстрактора при соотношении О:В=1:0,5. При этом происходит извлечение серной кислоты в органическую фазу. Обедненная по кислоте водная фаза (рафинат) содержит 45 г/л сульфата никеля и 25 г/л серной кислоты, а насыщенная органическая фаза (экстракт) - серную кислоту с концентрацией 12,5 г/л и 0,05 г/л никеля. Образовавшийся рафинат направляют на выщелачивание никелевого штейна.

Экстракт подают далее на реэкстракцию, где в качестве реэкстрагента используют воду. Реэкстракцию также осуществляют в противоточном режиме в экстракторе типа смеситель-отстойник с числом ступеней 4 при соотношении O:В=1:0,5 и температуре 30°C, где серная кислота переходит из экстракта в водную фазу. При этом регенерированный экстрагент направляют на экстракцию кислоты. Полученный реэкстракт содержит 25 г/л серной кислоты и 0,1 г/л никеля, что соответствует извлечению никеля в рафинат 99,8%.

Пример 2. 560 г никелевого штейна состава по Примеру 1 выщелачивают сернокислым раствором с концентрацией 28,5 г/л по кислоте в автоклаве в атмосфере кислорода при температуре 150°C и давлении 15 атм. Образующийся раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и направляют на очистку от примесей железа, меди и кобальта. После очистки раствор подают на стадию электроэкстракции никеля. Процесс электроэкстракции ведут в электрохимической ячейке с разделенным электродным пространством при катодной плотности тока 250 А/м2 и температуре 70-80°C. При этом получают катодной никель марки К-1Ау. Далее 90% анолита, образующегося в процессе электроэкстракции никеля, состава, г/л: серная кислота - 50,0, никель - 45,0, сера - 68,2, подвергают экстракционной обработке в противоточном режиме смесью состава, %: триоктиламин - 40, изодециловый спирт - 10, инертный разбавитель - 50. Экстракцию проводят на 3 ступенях смесительно-отстойного экстрактора при соотношении О:В=1:0,2. При этом происходит извлечение серной кислоты в органическую фазу. Обедненная по кислоте водная фаза (рафинат) содержит 45,0 г/л сульфата никеля и 26,1 г/л серной кислоты, а насыщенная органическая фаза (экстракт) - серную кислоту с концентрацией 15,0 г/л и 0,1 г/л никеля. Экстракт подают далее на стадию промывки от соэкстрагированных ионов никеля. В качестве промывного раствора используют водный раствор серной кислоты с концентрацией 30 г/л. Промывку проводят при соотношении O:В=5:1. После взаимодействия с экстрактом промывной раствор направляют на экстракцию кислоты.

Отмытый экстракт подают на реэкстракцию, где в качестве реэкстрагента используют воду. Реэкстракцию также осуществляют в противоточном режиме в экстракторе типа смеситель-отстойник с числом ступеней 3 при соотношении O:В=1:0,5 и температуре 50°C, где серная кислота переходит из экстракта в водную фазу. При этом регенерированный экстрагент направляют на экстракцию кислоты. Полученный реэкстракт содержит 30 г/л серной кислоты и 0,001 г/л никеля, что соответствует извлечению никеля в рафинат 99,99%.

Рафинат объединяют с 10% остаточного анолита и полученный сернокислый никелевый раствор состава, г/л: серная кислота - 28,5 и никель - 45,0 направляют на выщелачивание никелевого штейна.

Пример 3. 560 г никелевого штейна состава по Примеру 1 выщелачивают сернокислым раствором с концентрацией 84,3 г/л по кислоте в автоклаве в атмосфере кислорода при температуре 140°C и давлении 13 атм. Образующийся раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и направляют на очистку от примесей железа, меди и кобальта. После очистки раствор подают на стадию электроэкстракции никеля. Процесс электроэкстракции ведут в электрохимической ячейке с разделенным электродным пространством при катодной плотности тока 250 А/м2 и температуре 70-80°C. При этом получают катодный никель марки К-1Ау. Далее 50% анолита, образующегося в процессе электроэкстракции никеля, состава, г/л: серная кислота - 100,0, никель - 85,0, сера - 113,4, подвергают экстракционной обработке в противоточном режиме смесью состава, %: триалкиламин - 35, октиловый спирт - 30, инертный разбавитель - 35. Экстракцию проводят на 4 ступенях смесительно-отстойного экстрактора при соотношении O:В=1:1. При этом происходит извлечение серной кислоты в органическую фазу. Обедненная по кислоте водная фаза (рафинат) содержит 85,0 г/л сульфата никеля и 24,6 г/л серной кислоты, а насыщенная органическая фаза (экстракт) - серную кислоту с концентрацией 35,4 г/л и 0,1 г/л никеля. Экстракт подают далее на стадию промывки от соэкстрагированных ионов никеля. В качестве промывного раствора используют 0,1 часть получаемого реэкстракта с концентрацией серной кислоты 65,8 г/л. После взаимодействия с экстракционной смесью промывной раствор направляют на экстракцию кислоты.

Отмытый экстракт подают на реэкстракцию, где в качестве реэкстрагента используют воду. Реэкстракцию также осуществляют в противоточном режиме в экстракторе типа смеситель-отстойник с числом ступеней 2 при соотношении O:В=1:1 и температуре 40°C, где серная кислота переходит из экстракта в водную фазу. При этом регенерированный экстрагент направляют на экстракцию кислоты. Полученный реэкстракт содержит 65,8 г/л серной кислоты и 0,05 г/л никеля, что соответствует извлечению никеля в рафинат 99,94%.

Рафинат объединяют с 50% остаточного анолита и полученный сернокислый никелевый раствор состава, г/л: серная кислота - 84,3 и никель - 85,0 направляют на выщелачивание никелевого штейна.

Пример 4. 560 г никелевого штейна состава по Примеру 1 выщелачивают сернокислым раствором с концентрацией 78,1 г/л по кислоте в автоклаве в атмосфере кислорода при температуре 150°C и давлении 14 атм. Образующийся раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и направляют на очистку от примесей железа, меди и кобальта. После очистки раствор подают на стадию электроэкстракции никеля. Процесс электроэкстракции ведут в электрохимической ячейке с разделенным электродным пространством при катодной плотности тока 250 А/м2 и температуре 70-80°C. При этом получают катодной никель марки К-1Ау. Далее 70% анолита, образующегося в процессе электроэкстракции никеля, состава, г/л: серная кислота - 100,0, никель - 85,0, сера - 113,4, подвергают экстракционной обработке в противоточном режиме смесью состава, %: триизооктиламин - 40, дециловый спирт - 50, инертный разбавитель - 10. Экстракцию проводят на 2 ступенях смесительно-отстойного экстрактора при соотношении O:В=1:0,5. При этом происходит извлечение серной кислоты в органическую фазу. Обедненная по кислоте водная фаза (рафинат) содержит 85,0 г/л сульфата никеля и 31,5 г/л серной кислоты, а насыщенная органическая фаза (экстракт) - серную кислоту с концентрацией 42,7 г/л и 0,1 г/л никеля. Экстракт подают далее на стадию промывки от соэкстрагированных ионов никеля, которую ведут в противоточном режиме на 2 ступенях. В качестве промывного раствора используют 0,05 части получаемого реэкстракта с концентрацией серной кислоты 70 г/л. После взаимодействия с экстрактом промывной раствор направляют на экстракцию кислоты.

Отмытый экстракт подают на реэкстракцию, где в качестве реэкстрагента используют воду. Реэкстракцию также осуществляют в противоточном режиме в экстракторе типа смеситель-отстойник с числом ступеней 5 при соотношении O:В=1:0,5 и температуре 30°C, где серная кислота переходит из экстракта в водную фазу. Полученный реэкстракт содержит 70 г/л серной кислоты и 0,05 г/л никеля, что соответствует извлечению никеля в рафинат 99,94%. Для более полной регенерации экстрагента его дополнительно обрабатывают 1М раствором гидроксида аммония при соотношении О:В=1:0,5. При этом получают раствор сульфата аммония, который направляют на утилизацию. Полностью регенерированный экстрагент направляют на экстракцию.

Рафинат объединяют с 30% остаточного анолита и полученный сернокислый никелевый раствор состава, г/л: серной кислоты - 78,1 и никеля - 85,0 направляют на выщелачивание никелевого штейна.

Пример 5. 560 г никелевого штейна состава по Примеру 1 выщелачивают сернокислым раствором с концентрацией 70 г/л по кислоте в автоклаве в атмосфере кислорода при температуре 140°C и давлении 12 атм. Образующийся раствор сульфата никеля отделяют от нерастворимого остатка и направляют на очистку от примесей железа, меди и кобальта. После очистки раствор подают на стадию электроэкстракции никеля. Процесс электроэкстракции ведут в электрохимической ячейке с разделенным электродным пространством при катодной плотности тока 250 А/м2 и температуре 70-80°C. При этом получают катодной никель марки К-1Ау. Далее 40% анолита, образующегося в процессе электроэкстракции никеля, состава, г/л: серная кислота - 100,0, никель - 85,0, сера - 113,4, подвергают экстракционной обработке в противоточном режиме смесью состава, %: триоктиламин - 35, смесь октилового и децилового спиртов - 20 (соотношение 1:1), инертный разбавитель - 45. Экстракцию проводят на 1 ступени смесительно-отстойного экстрактора при соотношении O:В=1:0,3. При этом происходит извлечение серной кислоты в органическую фазу. Обедненная по кислоте водная фаза (рафинат) содержит 85 г/л сульфата никеля и 25 г/л серной кислоты, а насыщенная органическая фаза (экстракт) - серную кислоту с концентрацией 25,0 г/л и 0,1 г/л никеля. Экстракт подают далее на стадию промывки от соэкстрагированных ионов никеля. В качестве промывного раствора используют 0,1 части получаемого реэкстракта с концентрацией серной кислоты 25 г/л. Промывку проводят на двух ступенях в противоточном режиме. После взаимодействия с экстрактом промывной раствор направляют на экстракцию кислоты.

Отмытый экстракт подают на реэкстракцию, где в качестве реэкстрагента используют воду. Реэкстракцию также осуществляют в противоточном режиме в экстракторе типа смеситель-отстойник с числом ступеней 5 при соотношении O:В=1:0,3 и температуре 50°C, где серная кислота переходит из экстракта в водную фазу. Полученный реэкстракт содержит 25,0 г/л серной кислоты и 0,005 г/л никеля, что соответствует извлечению никеля в рафинат 99,98%. Для более полной регенерации экстрагента его обрабатывают 1М раствором гидроксида натрия при соотношении O:В=1:1. При этом получают раствор сульфата натрия, который направляют на утилизацию. Полностью регенерированный экстрагент направляют на экстракцию.

Рафинат объединяют с 60% остаточного анолита и полученный сернокислый никелевый раствор состава, г/л: серной кислоты - 70 и никеля - 85 направляют на выщелачивание никелевого штейна.

Как видно из приведенных Примеров, предлагаемый способ переработки никелевого штейна обеспечивает извлечение серной кислоты в виде дополнительного продукта при одновременном получении металлического никеля марки К-1Ау. Потери никеля составляют 0,01-0,2% от его содержания в анолите, что существенно ниже потерь никеля в способе по прототипу с нейтрализацией серной кислоты и экстракцией кальция из нейтрализованного анолита. Предлагаемый способ относительно прост, не требует использования соляной кислоты и может быть реализован с привлечением доступных реагентов и типового оборудования. Все это говорит о его более высокой эффективности. Способ может быть также использован для извлечения серной кислоты из других растворов, содержащих цветные металлы.

1. Способ переработки никелевого штейна, включающий выщелачивание штейна сернокислым никелевым раствором при повышенных давлении и температуре с получением раствора сульфата никеля, очистку раствора сульфата никеля от примесей железа, меди и кобальта, извлечение никеля электроэкстракцией из очищенного раствора сульфата никеля с получением катодного никеля и сернокислого анолита, содержащего сульфат никеля и серную кислоту, отличающийся тем, что сернокислый анолит подвергают экстракционной обработке с использованием в качестве экстрагента смеси третичных аминов и алифатических спиртов с извлечением в экстракт серной кислоты и получением сернокислого рафината и экстракта, серную кислоту из экстракта реэкстрагируют водой, а сернокислый рафинат направляют на выщелачивание штейна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракционной обработке подвергают 40-90% анолита, при этом 10-60% анолита объединяют с рафинатом и направляют на выщелачивание штейна.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракционная смесь содержит 30-40% третичных аминов и 10-70% алифатических спиртов.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве третичных аминов используют триизооктиламин, триоктиламин или триалкиламин.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве алифатических спиртов используют изооктиловый, изодециловый, октиловый и/или дециловый спирты.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракционную обработку ведут на 1-4 ступенях при O:B=1:0,2-1.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что реэкстракцию серной кислоты ведут на 2-5 ступенях при O:B=1:0,3-1 и температуре 30-50°С.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед реэкстракцией серной кислоты производят отмывку экстракта от никеля водным раствором серной кислоты с концентрацией 25-70 г/л.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве промывного раствора используют 0,05-0,2 части сернокислого реэкстракта.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что после реэкстракции серной кислоты экстрагент обрабатывают раствором гидроксида натрия или аммония.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к комплексной переработке красных шламов глиноземного производства. .

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам извлечения марганца из марганецсодержащих материалов, содержащих карбонаты и оксиды марганца (Mn2+ и Mn3+).

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов. .

Изобретение относится к области переработки урансодержащего сырья и может быть использовано при гидрометаллургической переработке урановых руд. .
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. .

Изобретение относится к способу комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд, содержащих ванадий, уран, молибден, редкоземельные элементы (РЗЭ).
Изобретение относится к технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов, в частности к извлечению РЗЭ из фосфогипса.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из сульфидного минерального сырья. .

Изобретение относится к способу извлечения металлов из металлсодержащего сульфидного минерального сырья. .
Изобретение относится к переработке титансодержащих концентратов с получением композиционных титансодержащих продуктов, используемых в качестве фотокатализаторов и сорбентов для очистки воды и воздуха от токсичных органических и неорганических веществ.
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава.
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства огневого кобальта в электродуговых печах постоянного тока. .
Изобретение относится к извлечению цветных металлов, в частности меди, никеля и кобальта, из металлургических отходов, содержащих эти цветные металлы в степени окисления, большей или равной нулю.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из сульфидного минерального сырья. .

Изобретение относится к выщелачиванию силикатных никель-кобальтовых руд методом кучного выщелачивания или методом подземного выщелачивания на месте их залегания с использованием продуктов неполного окисления серы.
Изобретение относится к способу выделения меди и/или никеля из растворов, содержащих кобальт. .

Изобретение относится к способу и устройству для плавки окисленного никелевого и железорудного сырья. .
Изобретение относится к обогащению руд и может быть использовано для переработки окисленных никелевых руд и повышения технико-экономических показателей в традиционных пирометаллургических методах производства ферросплавов.

Изобретение относится к извлечению никеля экстракцией из водных кислых растворов в присутствии железа или цветных металлов

Изобретение относится к способу переработки никелевого штейна

Наверх