Способ гидролитической очистки никель-кобальтовых растворов

 

еитя бкбМатекв t4SA

t (и) 523951

Союз Советских

Социалистических

Реснуьлик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.74(2 ) 2045041/01 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 08.76. Бюллетень ¹29 (45) Дата опубликования описания 11,10,76 (51) М. Кл.

С 22 В 23/04

Гаеударстаенкый камктет

Сааата Нкнке1реа СССР аа декам кзобретенкй и еткрьтий (53) УДК 669.24m. э.824 (088. 8) Л. A. Казанский, Г. A. Л«фшиц, Л. И. кварнер, Б. Г. Гулевич, В. Л. Хитев и П. Ф. Носырев (72) Автори изобретения (71) Заявнтель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт

"ЦветмРTGBTOMBTHKB (54) СПОСОБ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТОВЫХ

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов, в частности к производству никеля или кобаль1 та.

Известны способы гидролитической очистки 5 никель-кобальтовых растворов от железа, марганца и кобальта путем обработки исходного раствора щелочным реагентом и окислнтелем, например осаждение кобальта из сульфатнохлоридных никель-кобальтовых

1О растворов и т.п., суть котор,<х заключается в окислении ионов меэ аллов до, высших валентностей с последующим гидролитическим

, осаждением гидрэокиси f 1 и 2). При этом ,в качестве окислителей применяют обычнэ д

,газообразные кислород, хлор, озон, а в ка-! честве нейтрализаторов кислоты гйдрэлиэза щелочь, соду, известь, карбонаты нли гндрэзакиси металлов, оставляемых в растворе, Известные способы обладают низкой селективностью, обусловленнэй н.совершенством приемов ввода н ейт рели:эа т.эра. Вследствие локальных (очаговых) повышений рН при вводе нейтрализатора в реакционную среду происходит соэсажденне в гидрээкнсь ме- 2а таллов-примесей и металла, который стремятся оставить в растворе.

Известен также способ гидролитической очистки никель-кобальтовых растворов, на-! пример, от железа, марганца и кобальта, включающий обработку исхэднэго раствора ще,ээчным реагентом и экислителем с получением пульпы гидроокисей металлов-примесей, пэ которо ну щелочной реагент сме,ш«ваээт с исходным раствором дэ подачи окнслнтеля (3) „Однако этот спосэб может быть применсн для осаждения очень малых количеств металла-примеси в виде егэ гпдроокиси, так как к эличество вводнмэго щелочного реагента лимитировано значениями рН осаждения эснэвногэ компэнента. Крэме

Г того, ввод щелочнэгэ родне«та до окисл«тэ— ля повышает рН исходнээ о раствора, сближая так«м Об э 1..3JM про )елы Окисл«тольновосстановительных нэт онциалэв, прн которых могут эк«сляться и осаждаться гипрэокнс« обоих метал«.)Bi ухудшая селект«внэсп,,)cG)Kденни.

ПО «(>cц)н;:+ онээ эму (ïсэсэбэу Hi .конный p/úñ»

° твэв, н л ш и р .;)г нт и эк«с:i«.rсль вв:)523951 дят в рецкркулирующий регулируемый поток пульпы, объем которой поддерживают:. „о=личестве более 72О л/нас на 1 кг осажда-. емого за это же время вгидроокисьметалла

Это позволяет осуществить окисление H осаждение примесей металлов в виде их гид- роокисей в условиях, когда весь требуемый для нейтрализации кислоты гидролиза щелочной реагент подается в процесс перед

ВВОдОм Окислителя и при этОМ исключаются р очаговые повышения рН раствор; поддерживать рН среды в оптимальных пределах, например для осаждения железа H кобальта (4,2}, для осаждения марганца (1,5). НрН еТоМ существенно улучшается селективность

1 осаждения примесей металлов в гидроокксь, повышается скорость р акции окисления ме таллов и осаждекия их в виде гидроокнсей, снизиВ pecxog, Окислителя, Осаждение гидроокиси металла, от кото= ф3 рого очишают раствор, ведут из пульпы, обо= рачиваемой в контролируемый рсцикл, куда последовательно, по ходу потока рецикла, вводят исходный раствор, подаваемый ка очистку, нейтрализатор кислоты гидролиза и 25

Окислительа Величину pGcxOAB пульпы| обО рачиваемой и рецккл, поддерживают пропорциональной кОличсству ОсаждаемОго в гидроокись металла; рН пульпы после ввода окислителя поддерживают изменением рас- ЗО хода окислителя. Минимальньш объем пуль= пы, возвращаемой в цикл переработки, рассчитывается по соотношению й&

Ц = —.— м где Q — расход оборачиваемой и рецккл пульпы, мд/час, Π— количество металла, осаждаемого в гидроокись, кг/час;

- коэффициент, равный стехиометри- 44 ческому количеству нейтрализато= ра кислоты гидролиза, выделяющей- ся при осаждении в гидроокись единицы металла;

Я

g, — — коэффициент, равный количеству нейтрализатора, необходимого для пов ыш ен ия р Н един лцы объ ема пульпы данны о солевого состава на заданную величину,,кг/м,, Ю

Для солевого состава промышленных ис- ходных растворов минимальная величина оборачиваемой в рецикл пульпы составляет 720 л/час на 1 кг осаждаемого метал- ла. Меньшее значение расхода обуславлниа- 64 ет увеличение коэффициента Х и вследствие этого повышение рН, что приводит к осажГ дению гндрозакисей мста.iëaâ после ввода нейтрализатора и ухудшения; сслектниности разделения. 6О

Верхний предел определяется только параметрами насосов, затратамн на транспортировку растворов, характеристикой трубопроводов и практически не ограничивается, так::..к увеличение объема рецкркулирующей пульпы приводит к улучшению условий для осаждения гкдроокксей.

Г1редложенный способ опробован на экс- перимектальном переделе хлорно-кобальтового ц еха для кол учения 1-й гидроза киси кобальта из кккель-кобальтовых растворов.

Лля осаждения гидроокиси кобальта используют емкость, снабженную верхним переливом и насосом, отбирающим из нижней части емкости пульпу и транспортирующим

I ее по трубопроводу обратно в эту емкость.

В ка естве окислителя берут газообразный хлор, в качестве нейтраллзатора — раствор кальцинированной соды.

Исходный раствор, соду и хлор подают через смесйтели ь рециркуляционный трубопровод„ Г1ричем в оборачиваемую в рецикл пульпу вначале задавали исходный раствор, затем соду Смешанную с нейтрализатором оборачиваемую и-. льну по рецкркуляционному трубопроводу подают в смеситечь-инжектор, через который вводят хлор. Часть осаждаемой пульпы, равной по объему количеству суммарной жидкой фазы, через желоб верхНего перелива емкости-реактора перетекает в буферную емкость, откуда насосом ее перекачивают на фильтрацию для отделения гидроокиси кобальта от раствора.

На осаждение гидроокиси кобальта посту.пает сульфатный раствор, содержащий г/л:

Кобальт 6-1О

НHKС".ЛЬ 25-3О

Железо О,О1

М хъд) О,О1

Расход исходного раствора поддерживают 38,О мз/час, расход соды 0,8 г/час (концентрация соды 160-180 г/л), расход оборачиваемой в рецикл пульпы 250мз/час; рН исходного раствора 2,5; рН пульпы после ввода соды 4,2; расход хлора задается кз условия поддержания рН среды после осаждения гидроокиси кобальта на уровне 2„5 составляет 24О кг/час.

В полученной после осаждения гидроокиси отношение кобальта к никелю составляет 1 6-25. Остаточное содержание кобальта и никеля в фильтрате G,ОG-О,О1 г/л

2О-25 r/ë соответственно.

В процессе испытаний проводили контрольные замеры рН среды к анализа состава осадка и маточного раствора в пробах, отбираемых в различных точках реакторас

5 23951

При этом очаговых повышений рН и колебаний селективной."ги осаждения не наблюдается. Скорость Осаждения кобальта 5 кг/мин (lO г/л час).

В таблице приведены рс зультаты, полученные прн ьспытании предложенного спосо ба с показателями работы по известному способу.

"Ь вЂ”вЂ”

Таблица

Состав исходного раствора, Л

Удель-ный расход хло ра> т/т

Скорость осаждения кобальта, кг/мин кобальт гидроокиси

Промышленный 4-10 18-30 0 01 0,01

Предложенный

0,8-О,9

610 2530 О 01 О О1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, "Основы металлургии, е. 1 ч, 1

Металаургиздат, стр. 546, 1961 г.

2. Авторское свидетельство № 127024 кл. С 22 В 23/04, 10.04.59 г. ф о р м у л а и з о б р «е т е н и я 50

Способ гидролнтическои очистки никель- 3. Прототип — авт, св. № 185073, кл. кобальтовых растворов, например, от желе- С 22 В 23/04 от 11.10.1966 р.

Составитель В. Гутин

Редактор О. Филиппове. Техред Г, Родак Корректор "А. Алкина

Заказ 4939/404 Тираж 7 64 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Миши.-тров СССР по делам изобрете;лй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предложенный способ может быть приI менеи как при очистке никелевого анолита от кобальта, где концентрации кобальта и Зп никеля в растворе отличны(0,3 — 0,8 г/л и

50-80 г/л соответственно), так и в процессах получения кобальтовых концентратов или товарной гидроокисн кобальта, когда соотношение кобальта к никелю изменяется в ° 35 пределах от 1: 4 до 20: 1.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает ввод любого количества нейтрализатора и одновременно поддерживает оптимальное значение рН осаждения гидро- 40 окиси металла-примеси; полезное доиспользование хлора (прн осаждении кобальта), растворенного в жидкой части пульпы; полное исключение очаговых повышений рНпуль аы, т.е. существенное повышение селектив- 45 ности осаждения; активную агитацию реагирующих сред за счет высокой турбулентности потока, создаваемого рециклом. за, марганца и кобальта, включающий обра ботку исходного раствора щелочным реагентом и окислителем с полу шепнем пульпы гидроокиссй металлов-примесей, отличающийся тем, чч.о, с целью исклю чения эоны очагового увеличения рН раствора и повышений селективности осаждения, исходный раствор, шелочпой реагент и окисл ит ел ь вводят и р ециркулирующий регул ируемый поток пульпы, обьем которой поддерживают в количестве более 720 л/час на 1 кг осаждаемого за это время металла.