Способ переработки никельсодержащих растворов



Способ переработки никельсодержащих растворов
Способ переработки никельсодержащих растворов
Способ переработки никельсодержащих растворов
Способ переработки никельсодержащих растворов
Способ переработки никельсодержащих растворов

 


Владельцы патента RU 2621548:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) (RU)

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к способу переработки никельсодержащих растворов. Способ включает последовательную постадийную обработку продуктивного раствора нейтрализующим реагентом для осаждения металлов путем регулирования водородного показателя раствора. При этом на первой стадии обработку продуктивного раствора ведут до достижения водородного показателя рН 5,0-5,5, а на второй стадии до достижения рН 8,5-9,5. Последовательную обработку раствора ведут щелочным реагентом, выбранным из группы, содержащей гидроксид натрия, водный раствор аммиака или карбонат натрия. После второй стадии раствор дополнительно обрабатывают до достижения рН 10.0-12,5. При этом в качестве исходного продуктивного раствора переработке подвергают растворы кучного выщелачивания окисленных никелевых руд. Техническим результатом является снижение потерь никеля и последовательное селективное извлечение других ценных компонентов. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к геотехнологии, и может быть использовано для извлечения никеля, кобальта, магния и марганца из растворов кучного выщелачивания окисленных никелевых руд.

Известен способ переработки никельсодержащих растворов (патент РФ № 2359048, МПК С22В 23/00, 3/40, опубликовано от 20.06.2009), включающий экстракцию никеля и кобальта ди-(2,4,4) триметилпентилдитиофосфиновой кислотой (Цианекс 301) в разбавителе в присутствии третичных аминов при молярном соотношении Цианекс 301 : третичные амины 1:(1,1-1,5) в воздушной атмосфере с последующей отмывкой экстракта от примесей и реэкстракцию серной кислотой (концентрация 200-250 г/дм3).

Недостатком данного способа является относительная дороговизна импортного реагента (Цианекс 301), повышенный расход серной кислоты на стадии реэкстракции, а так же необходимость предварительной стадии очистки для удаления примесей алюминия и железа в растворе выщелачивания.

Известен способ переработки никельсодержащих растворов (патент РФ № 2430172, МПК С22В 23/00, 3/08, опубликовано 27.09.2011), включающий экстракцию никеля из сульфатных никельсодержащих растворов с большим содержанием магния и кальция высшими изокарбоновыми кислотами (ВИК) в разбавителе в присутствии (1-фенил-1,3-декандиона), с последующей отмывкой экстракта от примесей кальция и магния раствором серной кислоты.

Недостатком данного способа является, прежде всего, необходимость предварительной нейтрализации раствора до рН 6 для дальнейшей переработки экстракцией, дороговизна реагентов (ВИК), а также необходимость предварительной очистки экстракта от примесей магния и кальция.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки никельсодержащего раствора для получения никелевого концентрата (патент РФ № 2352657, МПК С22В 23/00, С22В 3/44, опубликовано 20.04.2009), включающий нейтрализацию никельсодержащего раствора шламами гальванического производства до достижения рН 1-2,5 с последующей двухстадийной нейтрализацией полученного раствора кальцийсодержащим материалом: на первой стадии до рН 5,0-6,0, а на второй стадии с использованием в качестве кальцийсодержащего материала известкового молока до рН 8,5-9,5 и получение никелевого концентрата. В результате осуществления способа при обработке продуктивного раствора кальцийсодержащим материалом Са(ОН)2: на первой стадии при рН 5-6, получают гипсовый осадок, содержащий, (%): 3 Ni, 1,87 Cu, 2 Zn, 8,99 Fe, 0,51 Cr и 75% гипса, а затем при рН 8,5-9,5 с получают никелевый концентрат, содержащий 23,7% Ni.

Недостатками данного способа являются образование гипса в процессе нейтрализации, что в дальнейшем может потребовать дополнительных операций по перечистке оборудования и концентрата от осадков гипса, а также значительные потери никеля на первой стадии нейтрализации в результате совместного осаждения его с примесями алюминия.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков.

Техническим результатом данного способа является снижение потерь никеля на первой стадии очистки раствора от алюминия нейтрализацией, получение более богатых по никелю концентратов и последовательное селективное извлечение из раствора других ценных компонентов (Мn, Mg), пригодных для выплавки стали и ферросплавов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки никельсодержащих растворов, включающем последовательную постадийную обработку продуктивного раствора нейтрализующим реагентом путем регулирования его водородного показателя, при этом на первой стадии обработку продуктивного раствора ведут до достижения водородного показателя рН 5,0-5,5, а на второй стадии до достижения рН 8,5-9,5, согласно изобретению последовательную обработку раствора ведут щелочным реагентом, выбранным из группы, содержащей гидроксид натрия, водный раствор аммиака или карбонат натрия, а затем полученный продуктивный раствор дополнительно обрабатывают щелочным реагентом до достижения рН 10,0-12,5.

При этом в качестве продуктивного раствора переработке подвергают растворы кучного выщелачивания окисленных никелевых руд.

Последовательное трехстадийное осаждение металлов из растворов щелочными реагентами при различной величине водородного показателя (рН) и температуре около 25°С позволяет селективно извлечь из раствора алюминий, никель, кобальт, марганец и магний.

Величина водородного показателя (рН) на каждой стадии нейтрализации определяется начальными рН осаждения гидроокисей металлов. При рН<5 не происходит полной очистки продуктивных растворов от примесей алюминия, а при рН>5,5 происходит соосаждение алюминия и никеля; при рН<8,5 никель осаждается не полностью, а при рН>9,5 уже начинается осаждение Mg. Поддержание водородного показателя в диапазоне рН 10,0-12,5 позволяет достичь полного осаждения Mg и Mn из раствора.

Нейтрализацию продуктивного раствора проводили щелочными реагентами NaOH, NH4OH и Na2CO3, поскольку данные реагенты не образуют в ходе нейтрализации нерастворимых побочных соединений.

Данное изобретение прошло испытания в лабораторных условиях.

Пример 1.

Способ переработки во всех случаях осуществляли при температуре около 25°С.

Перерабатываемые растворы получены после перколяционного выщелачивания никеля из окисленных никелевых руд (ОНР) (табл. 1):

Сульфаты алюминия и железа на первой стадии обработки при рН 5,0-5,5 нейтрализуются раствором NaOH с получением гидратов алюминия и железа по реакции (1):

В ходе нейтрализации получен алюминийсодержащий осадок, %: 17 Al, 0,8 Ni, 0, 027 Со, 4,7 Mg, 0,8 Mn. Осадок после обжига содержит 25% Al и может быть пригоден для получения сплавов на основе алюминия.

На второй стадии при рН 8,5-9,5 осаждаются в основном никель, кобальт, а также частично марганец и магний. Полученные концентраты содержат, %: 37 Ni, 2,4 Со, 8,15 Mn, 5,58 Mg. Данные осадки после обжига содержат 50% Ni и пригодны для выплавки никеля, ферроникеля или комплексного ферросплава, содержащего никель и марганец.

Третью стадию осаждения проводили в диапазоне рН 10,0-12,5. Были получены марганцево-магниевые осадки, содержащие, %: 15 Mn, 45 Mg. Осадки после обжига содержат до 20% марганца и пригодны для использования в качестве легирующих элементов при выплавке сталей.

Пример 2.

В качестве щелочного реагента был использован водный раствор аммиака. Осаждали металлы из растворов следующего состава (табл. 2) по реакции (2):

Осаждали гидроксиды металлов добавлением NH4OH последовательно в три стадии: рН 5,5, рН 9-9,5 и рН 10-11.

В диапазоне рН 5,5, при температуре 25°С из растворов осадили примеси Al и Fe. Получили порошкообразный осадок, с повышенным содержанием алюминия (табл. 3). Содержание других элементов в осадке было сравнительно ниже, чем при осаждении щелочью.

Данный осадок после обжига содержит до 45% Al и может быть использован при выплавке сплавов на основе алюминия.

На второй стадии осаждения при рН 9,0-9,5 нейтрализуются главным образом сульфаты никеля, кобальта, а также частично марганца и магния. Полученные гидратные осадки содержат, %: 37 Ni (среднее 30%), до 4 Со, 23,2 Mn, 10,1 Mg. Данные осадки после обжига содержат около 50 % Ni и пригодны для получения различных металлов и сплавов.

Третью стадию осаждения проводили в диапазоне рН 10,0-11,0. Были получены марганцево-магниевые осадки, содержащие, %: 19 Мn, 26 Mg. Полученные после промывки и обжига осадки содержат 25% Mn и ~ 45% Mg и пригодны для использования в качестве легирующих элементов при выплавке сталей.

Пример 3.

В качестве осадителя был использован раствор соды. Осаждали гидраты металлов из растворов следующего состава (табл. 4) по реакции (3):

Осаждали металлы добавлением раствора Na2CO3 последовательно в 3 стадии: рН 5,0, рН 8,5-9,5 и рН 10,0-10,5.

При рН 5,0 из растворов осадили примеси Al и Fe. Получили порошкообразный осадок, с повышенным содержанием алюминия (табл. 5). Содержание других элементов в осадке было сравнительно ниже, чем при осаждении NaOH.

Данный осадок после обжига содержит до 35% Al, который предполагается направить на выплавку сплавов на основе алюминия.

На второй стадии осаждения при рН 8,5-9,5 нейтрализуются главным образом сульфаты никеля, кобальта, а также частично марганца и магния. Полученные концентраты содержат, %: 58,6 Ni, 1,3 Со, 10,3 Mn, 8,7 Mg.

Данные осадки после обжига содержат до 70% Ni и пригодны для выплавки ферроникеля, никеля или сплавов на его основе.

Третью стадию осаждения проводили в диапазоне рН 10,0-10,5. Были получены марганцево-магниевые осадки, содержащие, %: 55,85 Мn, 12,2 Mg. Полученные осадки после обжига содержат до 70% Mn, до 18% Mg и пригодны для использования в качестве легирующих добавок при выплавке сталей.

Все варианты предложенного способа гидролитической переработки растворов могут быть применены на практике. Осадки, полученные во всех трёх из приведенных примеров, содержат, %: Al 25-45%; Ni 50-75; Mn 20-70, Mg 20-45.

1. Способ переработки никельсодержащих растворов, включающий последовательную постадийную обработку продуктивного никельсодержащего раствора нейтрализующим реагентом для осаждения металлов путем регулирования водородного показателя продуктивного раствора, при этом на первой стадии обработку ведут до достижения водородного показателя раствора рН 5,0-5,5, а на второй стадии до достижения рН 8,5-9,5, отличающийся тем, что последовательную обработку раствора ведут с использованием в качестве нейтрализующего реагента щелочного реагента, выбранного из группы, содержащей гидроксид натрия, водный раствор аммиака и карбонат натрия, а после второй стадии обработки раствор дополнительно обрабатывают щелочным реагентом до достижения рН раствора 10,0-12,5.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продуктивного раствора переработке подвергают растворы кучного выщелачивания окисленных никелевых руд.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. При переработке исходного титансодержащего минерального сырья его увлажняют и смешивают с гидродифторидом аммония в стехиометрическом соотношении.

Изобретение может быть использовано для получения оксида цинка из цинксодержащих оксидных материалов. Способ включает выщелачивание цинксодержащего оксидного материала 8-10%-ным водным раствором аммиака при температуре 17-25°С, Т:Ж = 1:9 - 1:10 в течение 20-60 минут.

Изобретение относится к гидрометаллургии. Установка содержит сборник уранового регенерата, каскад реакторов осаждения уранового концентрата для получения осадка уранового концентрата, коллектор с трубопроводами раздачи нейтрализующего реагента в реакторы осаждения уранового концентрата, фильтр-пресс для обезвоживания осадка уранового концентрата, соединенную с каскадом реакторов осаждения емкость для частичного возврата осадка, полученного в каскаде реакторов осаждения, и смеситель для уранового регенерата и осадка, соединенный со сборником уранового регенерата и с емкостью для частичного возврата осадка.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для концентрирования и отделения хлоридов металлов в/из содержащего хлорид железа (III) раствора соляной кислоты хлорид железа (III) превращают путем гидролиза в гематит и осаждают его из указанного раствора.
Изобретение относится к области комплексной переработки апатита и других фосфатсодержащих руд с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов и радионуклидов и может быть использовано при переработке минерального сырья в химической промышленности.

Изобретение относится к отчистке растворов цианирования, полученных при гидрометаллургической переработке концентратов, содержащих благородные и цветные металлы, от цианистых комплексов цветных металлов.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для производства урановых концентратов в технологии природного урана и оборотного ядерного топлива.

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки растворов, содержащих цветные металлы, осаждением гидратов цветных металлов с помощью магнийсодержащего осадителя.

Изобретение относится к способу извлечения платиновых элементов, содержащихся в кислом водном растворе, содержащем и другие химические элементы, помимо указанного платинового элемента.

Изобретения относятся к отделению ионов железа от ионов алюминия, содержащихся в кислотном составе. Данные способы включают взаимодействие кислотного состава с основным водным составом, имеющим pH по меньшей мере 10,5, для получения осадочного состава, поддерживая pH осадочного состава на уровне, превышающем 10,5, для выделение ионов железа.

Изобретение относится к процессу извлечения никеля и кобальта из растворов технологического щелока при непрерывном ионном обмене. Способ включает: (а) пропускание раствора технологического щелока через ионообменный слой для поглощения никеля ионообменной смолой и образования раствора кобальтсодержащего рафината, (b) пропускание раствора серной кислоты через насыщенный ионообменный слой для десорбирования никеля из ионообменной смолы и получения никельсодержащего элюата, (с) пропускание промывного раствора через десорбированный ионообменный слой, (d) корректировка значения рН раствора кобальтсодержащего рафината до величины рН по меньшей мере 2,3, (е) пропускание раствора кобальтсодержащего рафината через ионообменный слой для предварительного поглощения кобальта ионообменной смолой, (f) повторяют стадии (а)-(е), до повышения концентрации кобальта в растворе кобальтсодержащего рафината до уровня, по меньшей мере вдвое большего, чем в растворе технологического щелока, и (g) удаление первой части раствора кобальтсодержащего рафината со стадии (d) из контура извлечения никеля для последующего извлечения кобальта, и (h) проведение второй части раствора кобальтсодержащего рафината из стадии (d) до стадии (е).

Изобретение относится к переработке окисленных никелевых руд и отвальных никелевых шлаков. Способ включает дробление сырья, просеивание через сито с размером ячейки 1 мм и смешивание его с хлоридом натрия в количестве 10 мас.% и коксиком в количестве 5 мас.%.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в геотехнологии для извлечения никеля из окисленных никелевых руд. Способ извлечения никеля из окисленных никелевых руд включает кучное выщелачивание никеля раствором серной кислоты.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для разделения Ni и Со в растворах, образующихся при выщелачивании Ni-Co сырья. Способ включает предварительное приготовление экстрагента в солевой Ni-Co и Ni формах.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из латеритовых руд. Способ включает сульфатирование латеритовой руды для получения сульфата железа(III) в сульфатированной массе и селективный пиролиз сульфата железа(III) для разложения сульфата железа(III) на триоксид серы и гематит.

Изобретение относится к способу очистки никелевого электролита от примесей ионов Fe (III), Со (III) и Cu (II) экстракцией с селективным извлечением указанных ионов из электролита в органическую фазу.

Изобретение относится гидрометаллургии, а именно к очистке латеритно-никелевого выщелачивающего потока. В предложенном способе осуществляют регулирование рН раствора выщелачивания латерита, содержащего никель, до уровня, составляющего от 1,0 до 3,0, приведение в контакт раствора выщелачивания латерита, содержащего никель, с отрегулированным рН с ионообменной смолой, включающей бис-пиколиламиновую функциональную группу, для того чтобы селективно по сравнению с двухвалентным и трехвалентным железом адсорбировать никель и медь, и выделение никеля.

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки растворов, содержащих цветные металлы, осаждением гидратов цветных металлов с помощью магнийсодержащего осадителя.
Изобретение относится к способу переработки окисленных никелевых руд. Способ включает сульфатизирующий обжиг с использованием серной кислоты с получением сульфатного огарка.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Способ переработки сульфидного никелевого сырья включает обжиг шихты, содержащей сульфидное никелевое сырье и хлорид натрия, при температуре 350-400°С с доступом кислорода в течение 1,5-2 ч и выщелачивание полученного огарка водой при температуре до 100°С.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения ферроникеля в печи Ванюкова непрерывным процессом. Способ включает предварительную сушку никелевой руды, обжиг никелевой руды в трубчатой вращающейся печи, непрерывную загрузку полученного огарка на подину печи Ванюкова, включающей плавильную и восстановительную зоны и сифон, расплавление огарка в плавильной зоне печи, перетекание полученного расплава в восстановительную зону печи и сифон, выпуск полученного шлака и выпуск расплава ферроникеля из печи в ковш. При этом осуществляют подогрев расплава ферроникеля на подине печи с помощью электрических подогревателей, установленных в подине под водоохлаждаемыми перегородками, расположенными между плавильной и восстановительной зонами и между восстановительной зоной и сифоном. Изобретение направлено на обеспечение получения ферроникеля в жидком виде при переработке окисленных никелевых руд в печи Ванюкова непрерывным процессом, а также на обеспечение комплексного извлечения полезных компонентов из никелевой руды. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 ил.
Наверх