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Publication number: BE505163A
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Description


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   PROCEDE DE SEPARATION DU COBAET,   DE'METAUX .LOURDS   ET D AUTRES   -IMPURETES.   



   En dissolvant des minerais de cobalt et des résidus-de cobalt de toutes espèces dans des acides minéraux tels que l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique ou l'acide nitrique, il se forme une lessive brute qui, en plus du cobalt,, contient du nickel,, du cuivre, du fer, du manganè- se,du zinc,de l'aluminium etc., en quantités variables.

   La séparation du cobalt de ces métaux, particulièrement du manganèse, est un des problèmes les plus ardus de la technique chimiqueJusqu'ici la séparation de la ma- jeure partie du fer et du cuivre se faisait après la décantation par pré- cipitation fractionnée'à l'aide d'hypochlorite de manganèse et de cobalt, toutefois cette séparation n'était pas quantitative de sorte qu'il restait toujours des mélanges de cobalt-manganèse., dont l'utilisation n'était éco- nomiquement presque pas possibleo Indépendamment de cela., la séparation du cobalt à l'aide d'hypochlorite était également onéreuse et produisait un oxyde de cobalt impur, qui nécessitait encore des traitements ultérieurs coûteux, avant l'obtention d'un produit fini utilisable, mais en aucun cas chimiquement pur. 



   Selon le procédé décrit ci-dessous, il est possible de séparer, pratiquement quantitativement le cobalt de la lessive brute et ce à l'état extraordinairement pur. 



   Suivant la présente invention il est proposé de maintenir en solution sous la forme d'un sel complexe Hexa, de préférence   Co(NH3)6,   la totalité du cobalt de la lessive brute, pendant la séparation et l'élimi- nation des impuretés, par exemple du manganèse, du fer, de   1-'aluminium,   et après cette opération, de séparer le cobalt en majeure partie sous la forme d'un sel complexe Penta de chlorure de cobalti- chloro-pentamineo 
En faisant bouillir le chlorure de cobalti-chloro-pentamnine avec de l'eau on peut le transformer en hydroxyde de cobalt III.

   Ilest également possible d'obtenir par calcination à haute   température   de l'oxyde 

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 de cobalt, ou par calcination à haute température avec adjonction simul- tanée d'un agent réducteur, d'obtenir du cobalt à l'étatmétallique. 



   On additionne à la lessive brute du sel d'ammonium et autant d'ammoniaque qu'il est nécessaire pour que l'acide minéral présent dans cette lessive, soit transformé en sel d'ammonium correspondant et qu'il y ait en outre une telle quantité d'ammoniaque libre en présence, qu'on puisse remarquer distinctement une odeur d'ammoniaque. Le cobalt est ainsi transformé en un complexe Hexa, Co (NH3)6, très soluble et très stable et les métaux lourds restants peuvent être précipités sous forme d'hydroxydes sans que le cobalt soit séparé simultanément. L'aluminium et une partie du fer précipitent   d'abord.   



   La séparation et l'élimination quantitative du manganèse se fait de préférence en deux stades, à savoir, séparer et éliminer la majeure par- tie à la température ambiante et le reste à des températures plus élevées. 



  L'oxydation à basse température de la solution, produit la séparation du fer et de l'aluminium présents et d'environ 90% du manganèse. Après la fil- tration et le chauffage du filtrat à environ 90  et l'addition ultérieure d'air,le manganèse est inclus pratiquement en totalité dans le précipité, qui est ensuite filtré. Si la précipitation de la totalité du manganèse se faisait à haute température, il y aurait d'importantes pertes de   cobalto   La division en deux stades de la précipitation permet à la majeure partie de précipiter à froid sans séparation de cobalt, et la précipitation à hau- te température du reste n'entraîne que de petites quantités de cobalt. 



   On ajoute alors de l'acide chlorhydrique jusqu'à ce que la va- leur du pH soit   1,   et on chauffe à   100 o   Le sel Hexa est de cette manière transformé en sel complexe de cobalt Penta,-(Co (NH3)5 Cl)Cl2. Lecobalt é- tant sous cette forme peu soluble, il précipite à raison de 70 à 90% et ce à l'état extraordinairement pur, malgré la présence simultanée des autres métaux, après quoi on le filtre. 



   Il est à conseiller que le cobalt qui n'a pas été séparé sous la forme de chlorure de   cobal ti-chloropentamine,   le soit sous celle de sel complexe de sulfite de cobalt ammonié, de préférence comme chloro-sulfite de cobaltihexammine et cobaltiate de trisulfito-cobaltihexammine, pour être ensuite dissous dans de l'acide chlorhydrique et éventuellement retourner dans la lessive brute. Pour séparer le reste du cobalt encore en solution, celle-ci est à nouveau rendue alcaline par l'ajoute d'ammoniaque et on intro- duit de 1'SO2 jusqu'à une faible réaction acide du rouge congo. Après avoir laissé reposer assez longtemps, le sel complexe de sulfite de cobalt ammo- nié se dépose, de préférence comme chloro-sulfite de   cobaltihexammine   et cobaltiate de trisulfito-cobaltihexammine, et la solution est exempte de cobalt. 



   On dissout ce sel complexe dans HCl et la solution retourne dans la lessive brute pour la séparation sous forme de sel de   pentammine.   



   Le sel de pentammine séparé est bouilli avec de l'eau et se trans- forme ainsi en hydroxyde de   cobaltIII   et en chlorure d'ammonium. L'hydroxyde de cobaltIII séparé est filtré et constitue une matière première d'une grande pureté pour la préparation d'oxyde de cobalt, de sels de cobalt et de cobalt métallique.Au lieu de bouillir le sel de pentammine avec de   1-'eau   pour ob- tenir de   l'hydroxyde,   il est également possible de travailler de telle sorte qu'on calcine à haute température le sel de pentammine en ajoutant simulta- nément un agent réducteurpar exemple de l'eau oxygénée ou du monoxyde de carbone, pour l'obtention de cobalt métallique. 



   La lessive finale, exempte'de cobalt, est mélangée avec des alca- lis par exemple de la soude,de la craie, de la chaux, etc. et ensuite chauf- fée. De cette manière le nickel, le cuivre'et le zinc présents précipitent, et l'ammoniaque s'échappe et retourne dans le circuit. 



   Le procédé suivant la présente invention permet, contrairement aux possibilités de l'état actuel connu de la technique, d'obtenir du cobalt qui 

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 est non seulement exempt des impuretés citées, mais   indépendamme   de cela, également exempt d'alcalis et d'alcalino-terreux, d'acide silicique et de soufre EXEMPLE I.- 
3000 cc, de lessive de dissolution sulfatée contenant :

   
 EMI3.1 
 
<tb> cobalt <SEP> 109,2 <SEP> g.
<tb> 
<tb> nickel <SEP> 12,6 <SEP> go <SEP> , <SEP> jj
<tb> 
<tb> manganèse <SEP> ' <SEP> 3,3 <SEP> go <SEP> @
<tb> 
<tb> fer <SEP> 0936 <SEP> g.
<tb> 
<tb> zinc <SEP> 0,51 <SEP> g.
<tb> 
<tb> cuivre <SEP> 0,36 <SEP> go
<tb> 
 sont ajoutés à une solution de   400   g. de sulfate d'ammonium dans 1000 ce. d'eau et à 262 g. d'ammoniaque en solution aqueuse et ne sont oxydés et filtrés qu'à 15 C, oxydés et filtrés ensuite à 80 C. L'oxydation se fait par exemple avec de l'air, de l'eau oxygénée ou du chlore gazeux. Le préci- pité   contenant   le manganèse est filtré.

   On ajoute ensuite 1000 cc. d'HCl à 32% et on chauffe à 90 C. 87,1% du cobalt précipite sous forme de sel de pentammine.Après neutralisation de la lessive d'acide chlorhydrique par de l'ammoniaque, le reste du cobalt est traité par SO2 et le cobalt précipite alors sous la forme d'un complexe de sulfite de cobalt ammonié. Le sel de pentammine est chauffé avec trois fois son volume d'eau, ce qui produit la précipitation d'hydroxyde de cobalt III très pur. On dissout de nouveau le sel complexe de sulfite ammonié dans de l'acide chlorhydrique très dilué et comme décrit plus haut le cobalt se sépare sous la forme de sel de pen-   tammine.   On récupère de la lessive finale, le nickel, le cuivre et le zinc en ajoutant un alcali et de cette manière on récupère aussi l'ammoniaque. 



  EXEMPLE   II.-   
3000 cc de lessive de dissolution   à   teneur en acide chlorhydri- que contenant : 
 EMI3.2 
 
<tb> cobalt <SEP> 64,6 <SEP> g.
<tb> 
<tb> nickel <SEP> 8,1 <SEP> go
<tb> 
<tb> manganèse <SEP> 21,3 <SEP> g.
<tb> fer <SEP> 0,56 <SEP> g.
<tb> 
<tb> 
<tb> zinc <SEP> 2,55 <SEP> go
<tb> cuivre <SEP> 0,28 <SEP> go <SEP> 
<tb> 
 sont ajoutés à une solution de 385 g. de sulfate d'ammonium dans 1000 cc. d'eau. On ajoute à cela une solution aqueuse de 254 g. 'NH3 et on oxyde à 15 C. avec de l'air. On filtre la boue de fer et de manganèse déposée et on oxyde le filtrat à 80 C. avec de l'air en ajoutant de petites quantités de chlore gazeux. Après un temps d'oxydation d'environ trois heures., on ajoute pour compléter l'oxydation 50 cc. d'une solution à   3%   d'eau oxygénée. 



  Le reste du précipité contenant le manganèse est alors filtré. On ajoute au filtrat 1000 cc. d'HCl concentré et on chauffe à 75 C. 81,2% du cobalt en présence précipite sous la forme de sel de pentammine. Le reste du cobalt est séparé et récupéré comme pour l'exemple I. On calcine à 900-1000 C une partie du sel de pentammine en oxyde de cobalt. L'autre partie du sel de   pentammine   est calcinée à la même température avec adjonction d'eau oxygénée pour l'obtention de poutre métallique.

Claims

REVENDICATIONS.

1.- Procédé de séparation du cobalt de métaux lourds et d'autres impuretés, particulièrement pour l'obtention d'hydroxyde de cobalt III à par- tir de lessives brutes de cobalt, caractérisé en ce que la totalité du cobalt de la lessive brute est maintenue en solution sous la forme d'un sel comple- xe Hexa, de préférence Co(NH3)6, pendant la séparation de l'élimination des impuretés, par exemple du maganèse, du fer, de l'aluminium, et qu'après l'é- limination de ces impuretés on sépare la majeure partie du cobalt sous la forme d'un sel complexe Penta, de chlorure de cobalti-chloropentammine.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chlorure de cobalti-chloropentammine séparé est transformé en hydroxyde de cobalt III par ébullition avec de l'eau.

3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chlorure de cobalti-chloropentammine séparé est traité par calcination à haute température pour obtenir de l'oxyde de cobalt ou calciné à haute température en ajoutant simultanément un agent réducteur pour l'obtention de cobalt métallique.

4.- Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cobalt qui n'a pas été séparé sous la forme de chlorure de cobal- ti-chloropentammine, est séparé sous la forme de sel complexe de sulfite de cobalt ammonié de préférence comme chlore-sulfite de cobaltihexammine et cobaltiate de trisulfito-cobaltihexammine, pour être ensuite dissous dans de l'acide chlorhydrique et retourner dans la lessive brute.

5.- Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la séparation et l'élimination des impuretés., particulièrement du manganèse, se fait à l'aide d'un agent oxydant, de préférence avec de l'air, dans une solution ammoniacale de sel d'ammonium.

6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la séparation quantitative et l'élimination du manganèse se font en deux stades, à savoir, séparation et élimination de la majeure partie à la tem- pérature ambiante et le reste à haute température, avantageusement entre 80 et 90 C.

7.- Procédé suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le nickel en présence dans la solution restante exempte de cobalt est précipité par un alcali et que l'ammoniaque ainsi libérée retourne dans le circuit.