Ийртныу мртя.плпвi'^ '•--••:i'-. п/ч/1|_f;;_;^s?hoj гка iцветных металлов

 

350862

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик 1

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01 1Х.1969 (№ 1360113/22-1) г! 1. Кл. С 22d 1/14

С 22() 23/04 с присоединением заявки №

Приоритет

Хомитет по деламизобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 13.1Х.1972. Бюллетень _#_ 27

Дата опубликования описания 19.1Х.1972

УДК 669.25.087 (088,8) Авторы изобретения

М. M. Макаров и С. И. Соболь

Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОЬАЛЫА ИЗ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ

АММИАЧНЫХ РАС1 ВОРОВ ЭЛЕКТРОЛ ИЗОМ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электрохимическим способам извлечения кобальта из никельсодержащих аммиачных растворов, например, получаемых Ilpè переработке никелевокобальтовых окисленных руд путем их селективного восстановительного обжига с последующим аммиачным выщелачиванием огарка.

Известен способ извлечения кобальта из никельсодержащих аммиачных растворов электролизом с получением катодного металла прн температуре не выше 50 С. Однако в известном изобретении является обязательным использование специально изготовленных растворимых анодов из никелевокобальтового металлического сплава и невозможности осуществления глубокой и селективной электроэкстракции кобальта из аммиачно-карбонатных растворов с нерастворимым анодом, Цель изобретения — создаш!е нового способа, позволяющего осуществить глубокую и селективную электроэкстракцию кобальта из аммиачно-карбонатных растворов с нерастворимым анодом.

Это достигается тем, что электролиз ведут с нерастворимым анодом прп катодной плотности тока не выше 100 а/лт- .

При наличии примеси цинка, в исходный раствор вводят растворимые в аммиачном растворе соли меди в количестве, обеспечивающем отношеш!е концентраций ионов меди к ш!нку

GT 1: l до 10: 1, после чего электролпзом осаждают медноцппковый сплав, а затем ведут электроэкстракцпю кобальта.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Экспериментально было установлено, что

Hpll электроэкст1та! Цгlп кооальта с нерастворимымм анодом пз !шкельсодержащих аммпач10 но-карбонатных растворов, в которых начальные концентрации кобальта и никеля составляли, соответственно, 0,1 — 0,2 г/л и 0,5—

12,0 г/л, прп 20 — 45"Сна к,атоде сначал,а осаждается преимущественно кобальт, а затем, по15 сле снижения концентрации кобальта до

10 — 25 .иг/.г, происходит преимущественное осаждеппе никеля.

Подобным образом процесс протекает лишь в том случае, когда катодная плотность тока

20 ниже 100 а/.!1 - .

Если катодная плотность тока превышает

100 а/.!! -, то происходит преимущественное

Осажденпе никеля, ilTÎ В наl!Ооль!1ге!! степеllll наблюдается прп электроэкстракцпп пз рас25 творов со сравнптелы!о повышенной концеHтрацпей никеля.

П p H ilt е р 1. ЭH I Tpo3KUTpIII II,II!0 с неp li .TBOрнмым анодом пз нержавеющей стали вс,lll при 35 — 42=C из раствора, содержащего, г/л:

З0 0,115 Со, 0,536 % 100,0 Nll.! и 60,0 СОз, 350862

При катодной плотности тока 25, 50 и

100 a/л! напряжение на ванне составило 2,13, 2,3 и 2,8 вольта, соответственно, причем во всех этих трех опытах при почти постоянном извлечении кобальта 83 — 85% получили катодные кобальтовые осадки, в которых указанным плотностям тока соответствовали соотношения содержа1гий Со: iXi, равные 1: -О, 1: 0,16 и

1: 0,27. Если же при катодной плотности тока

100 a/ë - осаждали 95,9% Со, то катодный осадок содержал кобалы н никель в соотношеьиш

1: 1,88.

Пример 2. Электроэкстракцию при тех >ке параметрах, что и в примере 1, вели нз растворов, содер:кащих такие же концентрации

МН„и СО, но концентрации кобальта и никеля в исходном растворе составляли 0,22 и

11,7 г/л, соответственно.

При извлечении кобальта 81 — 82%, катодной плотности тока 29, 50 и 100 а/лР отвечали катодные осадки с соотношениями содержаний Со: Ni, равными 1: -О, 1: 0,1 и 1: 10, Если извлечение кобальта повысить до 95—

96%, то подобные соотношения достигают величин 1: 1 и 1: 18 при плотностях тока 29 и

100 а/ я-, соответственно.

Кроме того, было установлено, что при наличии в исходном аммиачно-карбонатном растворе примесей меди и цинка на катоде сначала выделяется сплав этих металлов с низким содержанием кобальта. Это можно использовать для предварительной очистки никелевокобальтового раствора от указанных примесей псред электроэкстракцией кобальта. Однако, наиболее глубокое удаление цинка достигается лишь в том случае, когда в исходном растворе отношение концентраций ионов меди к цинку составляет в пределах от 1: 1 до 10: 1.

В этом случае возможно удаление указанных примесей до концентрации 1 — 3 1!г/л, причем наиболее селективно от кобальта эти примеси осаждаются на катоде при пониженной плотности тока 12 — 25 a/ar .

Способ осуществляют следующим образом.

Через электролизные ванны, снабженн1 1е системой вентиляции и электродами из пластин нер>каве1още11, например, хромоникелевой стали толщиной около 1 л.и, пропускают исходный аммиачно-карбонатный раствор, Удобнее всего электроды собрать в виде пачек с расстоянием между поверхностями разноименных электродов 5 — 6 лл!. Такие электроды можно опускать и удалять из ванны как единое целое, т. е. без разборки.

На катодах сначала выделяют оплав меди и цинка с незначительным содержанием кобальта, !после чего ведут электроэкстракцию кобальта. Так как по мере понижения концентрации кобальта увеличивается сооса>кденне никеля, то целесообразно раствор пропускать через каскад из нескольких ванн, получая в головных ва!гиах продукт с малым содержанием никеля, а в последующих ваших — катодные осадки, обогащенные никелем, если не5

65 обходимо достижение высокого извлечения кобальта.

Во всех режимах, согласно настоящему изобретению, при электроэкстракции катодные осадки получаются плотш,1ми до толщины осажденного металла 0,5 — 1,5 1!м.

Дальнейших преимуществ можно достигнуть, если варьировать плотность тока так, чгобы она была ниже, когда растворы имеют оолее высокое огношение концентраций никеля к кооальту.

Это позволяет, согласно вышеизложенному, нолучагь на катоде осадки с более высоким содержаш1ем кобальта по сравнению с никелем.

lip!I дости>кении конечных концентраций кобальта в растворе порядка 15 — 30 мг/л расход электроэнергии составляет от 20.000 до

40.000 квч/Г кобальта в катодном осадке.

Снятие катодных осадков можно производить различньвн! известными способами как химическими, так и электрохимическими, причем без разборки электродных пакетов.

Например, катодный осадок можно растворить в азотной кислоте, после чего электроды могут быть погружены в аммиачно-карбонатный раствор для электроэкстр акции новых порций кобальта.

Электрохимическое снятие катодных осадков осуществляют путем анодного их растворения в щелочной ванне, содержащей водный раствор хлористого натрия и кальцинированной соды или какого-либо другого основания, не содержащего иона аммония. При анодном растворении катодного осадка, которое протекает быстро и с высоким выходом по току, кобальт и другие соосажденные с ним металлы образ 10Т осадки гидратов и карбонатов, которые можно переработать с целью извлечения кобальта одним из известных способов.

Вместе с тем, ту часть гидратно-карбонатных осадков, которая получается при анодном растворении катодного металла, осажденного в последних ваннах каскада, и которая поэто-!

1у характеризуется пониженным содержанием кобальта, можно растворить в исходном аммиачно-карбонатном растворе, поступающем на электроэкстракцию.

Этo позволит несколько повысить в нем отношение концентраций кобальта к никелю и в конечном счете получить кобальтовый конечный продукт с более низким содержанием никеля.

Настоящее изобретение может быть использовано в гидрометаллургических процессах переработки никель-кобальтовых руд, концентратов и различных других материалов, где используют аммиачные растворы для выщелачивания никеля и кобальта.

В частности, селективное извлечение кобальта из подобных растворов, а также предварительное удаление примеси меди и цинка электроэкстракцией обеспечивает возможность получения закиси никеля с низкими содержаниями указанных металлов в известной техноло350862

Составитель Г. Викторович

Текред 3. Тараненко

Редактор Л. Лаврова

Корректор В. )Колудева

3 а ка з 3038, 4 Изд. _#_ 1294 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изооретешш и открыгиш при Сонете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,,5

Типография, пр. Сапунова, 2 гии, заключающейся в восстановительном обжиге окисленных никелевых руд с последующим аммиачным выщелачивавием огарка.

Предмет изобретения

1. Способ извлечения кобальта из никельсодержащих аммиачных растворов электролизом с полу ением катодного металла при температуре не выше 50 С, отличающийся тем, что, с целью глубокого и селективного извлечения кобальта непосредственно из аммиачно-карбонатных растворов выщелачивания, электролиз ведут с нерастворимым анодом при катодной плотности тока не выше 100 а/.и-, 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью удаления примеси цинка, в исходный раствор вводят растворимые соли меди в количестве, обеспечивающем отношение концентраций ионов меди к цинку от 1: 1 до 10: 1, после чего электролизом сначала осаждают медноцинковый сплав, а затем извлекают кобальт.