DE1592264B2 - Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen loesung - Google Patents

Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen loesung

Info

Publication number
DE1592264B2
DE1592264B2 DE1966E0031888 DEE0031888A DE1592264B2 DE 1592264 B2 DE1592264 B2 DE 1592264B2 DE 1966E0031888 DE1966E0031888 DE 1966E0031888 DE E0031888 A DEE0031888 A DE E0031888A DE 1592264 B2 DE1592264 B2 DE 1592264B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cobalt
nickel
solution
aqueous
extraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1966E0031888
Other languages
English (en)
Other versions
DE1592264A1 (de
Inventor
Allan W. Ottawa; Ritcey Gordon M. Beils Corners; Ontario; Ashbrook (Kanada)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eldorado Mining and Refining Ltd
Original Assignee
Eldorado Mining and Refining Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eldorado Mining and Refining Ltd filed Critical Eldorado Mining and Refining Ltd
Publication of DE1592264A1 publication Critical patent/DE1592264A1/de
Publication of DE1592264B2 publication Critical patent/DE1592264B2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/10—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
    • C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
    • C22B3/3846—Phosphoric acid, e.g. (O)P(OH)3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
    • C22B3/387—Cyclic or polycyclic compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Description

R
O
R-O-P=O
OH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Kobalt und Nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen wäßrigen Lösung, bei dem eine Extrak-
IO
in der R Wasserstoff, eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, daß, wenn beide R Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, jedes R mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, und wenn, ein R Wasserstoff ist, das andere R mindestens 12 Kohlenstoffatome enthält, in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt, die dabei anfallende, metallhaltige organische Extraktphase von der verbleibenden wäßrigen Phase getrennt und die organische Extraktphase zur Metallentfernung aufgearbeitet wird.
Kobalt und Nickel enthaltende wäßrige saure Lösungen fallen in großen Mengen, insbesondere bei Verfahren an, bei denen Kobalt und Nickel enthaltende Erze in einem Ofen reduziert und die calcinierten Erze zum Herauslösen des Nickels und des Kobalts mit einer Säure gelaugt werden. Es besteht ein starkes Interesse der Technik an verbesserten Verfahren zur Trennung von Nickel und Kobalt aus derartigen Lösungen.
Es ist bekannt (Industrial and Engineering Chemistry 1957, Bd. 49, S. 1056), daß Kobalt und Nickel aus kobalt- und/oder nickelhaltigen wäßrigen Lösungen durch Extraktion unter Verwendung bestimmter organischer Phosphate abgetrennt und dadurch konzentriert werden können. Angaben über eine brauchbare Arbeitsweise zur Trennung des Kobalts vom Nickel durch Extraktion, sofern diese gemeinsam in einer solchen wäßrigen Lösung vorliegen, finden sich jedoch nicht. Die dort aufgeführten Verteilungskoeffizienten lassen auch keine Möglichkeit zu einer Trennung dieser beiden Metalle in technischem Maßstab erkennen. Für das einzige Alkylphosphat, für das dort die Verteilungskoeffizienten sowohl für Nickel als auch für Kobalt aufgeführt sind, nämlich Dibutylmonohydrogenphosphat, sind praktisch übereinstimmende Verteilungskoeffizienten angegeben, so daß eine Trennung von Kobalt und Nickel damit nicht möglich ist.
Es ist ferner ein Verfahren zur Gewinnung einer stärker konzentrierten wäßrigen Lösung von Nickel und/oder Kobalt aus einer verdünnteren Lösung bekannt (GB-PS 9 70 011), bei dem eine verdünnte wäßrige Lösung, die Nickel oder Kobalt oder beide enthält alkalisch gemacht wird und hierdurch Nickel und/oder Kobalt als Hydroxyde ausgefällt werden, die Hydroxyde dann mit einer Lösung eines im wesentlichen wasserunlöslichen Alkylorthophosphats, Alkylpyrophosphats oder Alkylphosphonats in einem wasserunmischbaren organischen Lösungsmittel zur Bildung einer die Metalle enthaltenden organischen Phase behandelt werden und die metallhaltige organische Phase von der wäßrigen Phase abgetrennt und zur Gewinnung der stärker konzentrierten wäßrigen Lösung von Nickel und/oder Kobalt mit einem sauren wäßrigen Lösungsmittel behandelt wird. Auch hier wird keine nennenswerte Trennung von Kobalt und Nickel erreicht vielmehr handelt es sich um eine Anreicherung von Kobalt und Nickel gemeinsam ohne -wesentliche Trennung der beiden Komponenten. Ferner muß bei
dem bekannten Verfahren zunächst eine Ausfällung von Kobalt und Nickel in Form der Hydroxyde vorgenommen werden, worauf dann , die gebildete, diese Hydroxyde in fester Phase enthaltende Suspension einer Extraktionsbehandlung unterworfen wird. Eine Extraktionsbehandlung einer derartigen Suspension bringt verfahrenstechnische Probleme mit sich und ist infolge der Anwesenheit der Feststoffanteile störungsanfällig. Beispielsweise muß dafür Sorge getragen werden, daß ein Absetzen von Feststoffanteilen vermieden wird, und im Falle der nie völlig auszuschließenden Absetzung von Feststoffanteilen können Störungen durch unbeabsichtigte Änderung der Strömungsverhältnisse, des Kontakts und der Konzentration der miteinander in Berührung tretenden Phasen oder Verstopfungen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das es ermöglicht, aus kobalt- und nickelhaltigen wäßrigen Ausgangslösungen selektiv das Kobalt herauszuholen und dabei eine weitgehende Trennung zwischen Nickel und Kobalt herbeizuführen, und trotzdem einfach, wirtschaftlich und störungsunanfällig durchzuführen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Trennung von Kobalt und Nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen wäßrigen Lösung, bei dem eine Extraktion mit einer Lösung einer Organophosphorsäureverbindung der allgemeinen Formel
R
O
35
R-O-P=O
OH
in der R Wasserstoff, eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, daß, wenn beide R Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, jedes R mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, und wenn ein R Wasserstoff ist, das andere R mindestens 12 Kohlenstoffatome enthält, in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt, die dabei anfallende, metallhaltige organische Extraktphase von der verbleibenden wäßrigen Phase getrennt und die organische Extraktphase zur Metallentfernung aufgearbeitet wird, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß man aus der wäßrigen Lösung bei einem pH-Wert von 5,0 bis 6,5 das Kobalt mit einem Alkali- oder Ammoniumsalz der Organophosphorsäure der allgemeinen Formel extrahiert
Durch das Verfahren der Erfindung gelingt, etwa bei kontinuierlicher Durchführung der Extraktion in einer Flüssig-Flüssig-Extraktionskolonne, eine annähernd quantitative Trennung von Kobalt und Nickel, wie nachstehend auch anhand eines Beispiels belegt wird. Es kann direkt eine saure Ausgangslösung verarbeitet werden. Eine Ausfällung von Kobalt und Nickel in Form der Hydroxyde, wie bei dem obengenannten bekannten Verfahren, bei dem überdies praktisch nur eine gemeinsame Anreicherung von Kobalt und Nickel ohne wesentliche Trennung der beiden Komponenten erreicht wird, ist nicht erforderlich. Schwierigkeiten, wie sie bei der Extraktionsbehandlung einer feststoffhaltigen Suspension auftreten können, sind ausgeschlossen.
Bei sehr einfacher und wirtschaftlicher Arbeitsweise werden das Kobalt aus der organischen Extraktphase, insbesondere nach deren Waschung zur Entfernung von okkludiertem Nickel, und das Nickel aus der wäßrigen Raffinatphase in sehr reinem Zustand, insbesondere hinsichtlich des Kobalts, und in hoher Ausbeute gewonnen.
Nachstehend werden Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens weiter erläutert.
Als Extraktionsmittel wird ein in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöstes Alkali- oder Ammoniumsalz einer Organophosphorsäureverbindung der allgemeinen Formel
R
O
R-O-P=O
OH
in der R Wasserstoff, eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, daß, wenn beide R Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, jedes R mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, und wenn ein R Wasserstoff ist, das andere R mindestens 12 Kohlenstoffatome enthält, verwendet Derartige Verbindungen sind praktisch wasserunlöslich, was für das Verfahren erforderlich ist. Die Gruppen R können weitere Substituenten, z. B. Alkoxy- oder Halogengruppen, enthalten und gesättigten oder ungesättigten Charakter und/oder Heteroatome aufweisen, solange die Wirksamkeit zur Extraktion von Kobaltionen aus der wäßrigen Phase in die organische Phase nicht beeinträchtigt wird und das organische Phosphat in organischen Lösungsmitteln löslich und in Wasser unlöslich ist
Einige Organophosphorsäuren, die der obigen allgemeinen Formel genügen, z. B. Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure, sind auch bei den vorstehend angegebenen bekannten Arbeitsweisen verwendet worden, jedoch ist aus den dortigen Angaben nicht die obige Definition der beim Verfahren der Erfindung einzusetzenden Stoffgruppe und erst recht nicht die Verwendung von deren Alkali- oder Ammoniumsalzen im erfindungsgemäß vorgeschriebenen pH-Bereich zu entnehmen.
Als Beispiele geeigneter Verbindungen für das Verfahren der Erfindung seien genannt:
die Alkali- oder Ammoniumsalze von
Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure,
Heptadecylphosphorsäure,
Dodecylphosphorsäure,
Di-(l-methylheptyl)-phosphorsäure,
Diisooctylphosphorsäure,
Di-(2-äthyl-4-methylpentyl)-phosphorsäure,
Di-(2-propyl-4-methylpentyl)-phosphorsäure,
Octylphenylphosphorsäure, Isooctyl- oder
Stearylderivaten von sauren Alkylphosphaten.
Besonders bevorzugt wird das Ammoniumsalz von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure. Zweckmäßig werden 5 bis 40 VoL-% des Salzes verwendet
Die Extraktion erfolgt bei einem pH-Wert zwischen 5,0 und 6,5; dieser wird durch die Pufferwirkung geregelt, die eintritt, wenn die Alkali- oder Ammoniumionen während der Extraktion von Kobalt aus der organischen Phase in die wäßrige Phase übergehen. Wegen dieser Pufferwirkung kann die wäßrige Beschik-
kungslösung einen so niedrigen pH-Wert wie 2 aufweisen.
Das inerte organische Lösungsmittel, in dem das Alkali- oder Ammoniumsalz der Organophosphorsäure (nachstehend als Extraktionsmittel bezeichnet) gelöst wird, muß wasserunmischbar sein, das Extraktionsmittel lösen und es darf die Extraktion des Kobalts nicht behindern. Für eine Extraktion bei erhöhten Temperaturen werden Lösungsmittel mit hohen Flammpunkten verwendet. Geeignet sind z. B. aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Erdölderivate, Äther sowie Gemische davon, als Beispiele seien Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Benzol, Chloroform, Methylenchlorid, 2-Äthylhexanol und insbesondere Kerosin oder Naphtha genannt.
Vorzugsweise wird ein Emulsionsinhibitor in das Lösungsmittel oder in die Extrahierlösung, d. h. das Gemisch aus Extraktions- und Lösungsmittel, eingebracht, um eine Bildung von Emulsionen zu verhindern und die Phasentrennung zu erleichtern. Etwa 3 bis 5% Tributylphosphat oder Isodecanol sind für diesen Zweck besonders geeignet.
Die Kobalt und Nickel enthaltende wäßrige Lösung kann nach irgendeiner der bekannten Arbeitsweisen, wie sie bei Flüssig-Flüssig-Extraktionen Anwendung finden, mit der Extrahierlösung in Berührung gebracht werden. Kontinuierlich arbeitende Gegenstrommethoden werden bevorzugt, jedoch sind auch satzweise, kontinuierlich satzweise und satzweise mit Gegenstrom arbeitende Methoden brauchbar. Es können bekannte Einrichtungen zum Inberührungbringen von. zwei Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. eine Pulsierkolonne oder eine Gegenstrom-Drehscheibenkolonne. Die Temperatur, bei der die Extraktion durchgeführt wird, ist nicht wichtig; zweckmäßig wird im Temperaturbereich von 20 bis 700C gearbeitet, je nach dem Siedepunkt des verwendeten organischen Lösungsmittels. Betriebsuntersuchungen haben eine bessere Trennung bei höheren Temperaturen innerhalb des vorstehenden Bereiches ergeben (vgl. Tabelle D).
Das Volumenverhältnis von organischer Phase zu wäßriger Phase kann in weiten Grenzen geändert werden; das im Einzelfall günstigste Verhältnis kann leicht von einem Fachmann bestimmt werden und hängt ab von dem eingesetzten Extraktionsmittel, dem organischen Lösungsmittel und der Art der verwendeten Kobalt und Nickel enthaltenden Lösung sowie deren Konzentration und der angewendeten Extraktionsmethode. Gegenstrommethoden sind gewöhnlich vorzuziehen, wenn das Volumenverhältnis der organischen Phase zu der wäßrigen Phase niedrig liegt. Bei Betriebsuntersuchungen in einer Pulsierkolonne hat sich z. B. ein Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :1 als sehr günstig erwiesen. Allgemein wird das Verhältnis so eingestellt, daß es eine praktisch vollständige Aufnahme des gesamten Kobalts in die organische Phase mit geringstmöglichen Verlusten an Kobalt in das Raffinat gestattet.
Nachdem das Kobalt in die organische Phase extrahiert und die wäßrige von der organischen Phase getrennt worden ist, wird die organische Extraktphase in eine Wascheinrichtung bekannter Ausbildung eingebracht. In dem Wäscher wird die Kobalt enthaltende organische Phase zur Auswaschung von mit übergegangenem Nickel vorzugsweise mit einer Lösung gewaschen, die 10 bis 100 g Kobalt je Liter in Form des Sulfats oder Nitrats enthält und einen pH-Wert von 4,5 bis 5,5 aufweist. Es ist auch möglich, mit übergegangenes
Nickel durch Waschen mit einer verdünnten Mineralsäurelösung, z. B. 0,6 n-H2SO4 oder HNO3, zu entfernen; dabei wird auch etwas Kobalt herausgeholt. Letzteres kann durch Rückführung der Waschlösung in die Extraktionsstufe zurückgewonnen werden.
Nach dem Waschen wird die mit Kobalt beladene organische Extraktphase zur Abtrennung des Kobalts einer Abstreifbehandlung unterzogen, die in irgendeiner bekannten Flüssig-Flüssig-Kontakteinrichtung durchgeführt werden kann. Dabei wird die kobalthaltige organische Extraktphase zweckmäßig mit 2 bis 30 Vol.-% Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, Salpetersäure oder Salzsäure, vorzugsweise mit einer 0,5- bis 5normalen Mineralsäure in Berührung gebracht, wobei die Wahl der Säure von dem gewünschten Kobaltsalz abhängt.
Die kobalt- und nickelhaltige saure Ausgangslösung enthält normalerweise 0,1 bis 50 g/l Kobalt und 0,1 bis 50 g/l Nickel. Die erhaltene beladene organische Extraktphase enthält gewöhnlich 5 bis 25 g/l Kobalt und weniger als 0,1 g/l Nickel. Nach dem Waschen enthält die organische Phase 5 bis 25 g/l Kobalt und weniger als 0,01 g/l Nickel.
Die saure Ausgangslösung wird durch Laugen des die Metalle enthaltenden Erzes mit einer Säure hergestellt. Salpetersäure oder Schwefelsäure sind dafür am besten geeignet. Zweckmäßig wird der Gehalt der sauren Ausgangslösung an Verunreinigungen vor der Extraktion so gering wie möglich gemacht. Dazu können Eisen, Kupfer und Arsen durch pH-Einstellung, Ausfällung und Filtration entfernt werden. Es ist besonders wichtig, Kupfer zu entfernen, da Kupfer bevorzugt vor Kobalt extrahiert wird. Es wurde gefunden, daß durch Erhöhung des pH-Wertes der Lösung auf 5,3 nahezu die Gesamtmenge des Kupfers ausgefällt wird, so daß weniger als 0,01 % Kupfer in Lösung verbleiben.
Es wurden Betriebsuntersuchungen zur Gewinnung und Trennung von Kobalt und Nickel aus Erzen, die aus der Kobalt-Region von Ontario stammten, durchgeführt. Ein typisches Erz hatte die nachstehend angegebene Analyse:
Tabelle A Element 0/0
Ag 0,06
Al 0,4
As 54,4
Bi- 0,22
Ca 3,4
Co 10,6
Cu . 0,11
Fe 7,10
Mg 0,7
Ni 5,36
Si 1,3
S 0,6
Versuchsreihe 1
(a) Es wurden Ausgangslösungen durch Säurelaugung eines Erzes gemäß der vorstehenden Tabelle A hergestellt. Die Konzentrationen der nach Entfernung von Kupfer, Eisen und Arsen in Lösung befindlichen Metalle ist abhängig von dem Feststoff/Flüssigkeits-Verhältnis bei der Laugung und der angewandten Methode zur Entfernung von Kupfer, Eisen und Arsen
aus der Lösung. Bei den nachstehenden Untersuchungen wurden vier Beschickungslösungen der folgenden Zusammensetzungen verwendet:'"
Kobalt Nicke!
g/l g/l
Eisen Arsen
g/l g/l
Beschickung 1 12,2 14,0 0,058 2,8
Beschickung 2 11,7 13,4 0,010 1,1
Beschickung 3 12,1 14,1 0,044 U
Beschickung 4 11,7 13,3 0,017 0,4
IO
(b) Weiter wurden vier Extrahierlösungen hergestellt, indem Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure zu einer Naph-
Tabelle B
tha, die 5 Vol.-% Tributylphosphat enthielt, zugesetzt wurde. Die Lösungen wurden dann mit Na2COj-Lösung behandelt, um in den Lösungen das Natriumsalz der Säure zu bilden.
(c) Es wurden Extraktionen durchgeführt, bei denen die obigen Beschickungen und Extrahierlösungen als wäßrige bzw. organische Phasen verwendet wurden. Bei diesen Untersuchungen war die Veränderliche die Menge des in der Extrahierlösung anwesenden Natriumsalzes von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure. Die Extraktionen wurden bei pH-Werten von 5 bis 6 und einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle B zusammengefaßt:
Extrahierlösung, Vol.-% d. Beschik-
Na-Salzes von Di-(2-äthyl- kung
hexyl)-phosphorsäure
Extrakt, g/l
Co Ni
Raffinat, g/l
Co
Ni
Gleich-
gewichts-
pH
15 1 . 10,1 3,5 9,5 13,0. 5,5
20 12,9 5,5 8,5 12,3 5,5
30 19,5 6,4 6,2 11,6 5,6
40 24,0 9,2 4,4 9,7 5,7
15 2 10,4 3,5 9,2 12,0 5,0
20 13,0 5,7 8,0 12,3 5,2
30 19,0 6,5 5,8 11,3 5,5
40 ... 23,5 8,9 4,1 9,5 5,7
15 3 11,4 3,3 10,2 13,8 5,4
20 12,1 5,1 8,8 12,8 5,4
30 16,5' 5,6 7,0 7,4 5,4
40 21,0 8,4 5,2 10,8 5,5
15 4 10,1 3,9 8,4 12,1 5,6
20 12,6 5,4 7,6 11,6 5,6
30 18,5 6,3 5,5 10,9 5,6
40 22,0 8,8 3,6 8,8 5,7
Versuchsreihe 2 Isodecanol und unterschiedlichen Mengen des Ni
40 salzes von Di-te-äthvlhexvB-nhosDhorsäure.
Es wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, um die maximale Kobalt- und Nickelbeladung von verschiedenen Extrahierlösungen zu bestimmen. Diese Extrahierlösungen wurden in ähnlicher Weise wie bei der Versuchsreihe 1, Abschnitt (b), hergestellt und bestanden aus Naphtha mit einem Gehalt von 5 Vol.-% Diese Extrahierlösungen wurden sowohl mit schwefelsauren als auch salpetersauren Laugungslösungen, die Kobalt oder Nickel enthielten, bei einem pH-Wert von 6 und einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :1 in Berührung gebracht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der Tabelle C zusammen gefaßt: ■
Tabelle C
Laugungslösung
Vol.-% Natriumsalz von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure Maximalbeladung, g/l
Ni
Schwefel 15
sauer 20
30
40
Salpeter 15
sauer 20
30
40
Versuchsreihe 3
Um den Einfluß der Temperatur auf die Extraktion von Kobalt und Nickel zu untersuchen, wurden 15
21
28
32
15
21
28
33
10
14
23
26
10
14
25
. Extraktionen bei Temperaturen zwischen 32° und 59° C durchgeführt.
Es wurde eine saure Lösung durch Laugen eines Erzes der in Tabelle A beschriebenen Art hergestellt und Eisen und Arsen wurden aus der Lösung entfernt.
609 539/333
Weiter wurde eine Extrahierlösung bereitet, die aus Naphtha als Lösungsmittel, 15Vol.-% des Natriumsalzes von Di-(2-äthylhexyl)-phösphorsäure und 5 Vol.-% Isodecanol bestand.
Die Laugungslösung und die Extrahierlösung wurden durch Schütteln in Erlenmeyer-Kolben in einem thermostatgeregelten Wasserbad unter Vermischung mittels eines mechanischen Schüttlers mit Schwenkwir-
10
kung miteinander in Berührung gebracht. Das Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase betrug 2 : 1 und die Kontaktzeit betrug 10 Minuten. Die in der Tabelle D aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß zunehmende Temperaturen zu erhöhter Kobaltbeladung mit einhergehender Abnahme der Menge an extrahiertem Nickel führen.
Tabelle D
Temperatur,
0C
Extrakt, g/l
Co Ni
Gleichgewichts-
pH
32 6,8 1,1 5,4
6,7 1,3 5,4
42 7,6 0,4 5,4
7,7 0,5 5,4
■ 50 8,0 0,2 5,5
8,1 0,3 5,5
59 10,3 0,2 5,5
Versuchsreihe 4 . Ergebnisse
_ j_ 4 C" /I		 zeigen,
Der Waschvorgang wurde anhand einer Lösung von 15 Vol.-% des Natriumsalzes von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure in Naphtha als Lösungsmittel, die Kobalt und Nickel enthielt, untersucht. Als Waschlösungen wurden Kobaltnitrat- und Kobaltsulfatlösungen verwendet, die jeweils etwa 20 g Co/1 enthielten. Bei der ersten Untersuchungsreihe enthielt die organische Phase 5 Vol.-% Isodecanol, mit 8,4 g/l Kobalt bzw. 4,5 g/l Nickel. Die in der Tabelle E aufgeführten etwa 1,5 g/l Ni enthielt. Bei einer zweiten Versuchsreihe wurde eine organische Phase verwendet, die 5 Vol.-% Tributylphosphat mit 12,9 g/l Kobalt bzw. 3,8 g/l Nickel enthielt. Die Waschprüfungen ergaben, daß der Nickelgehalt im Extrakt auf weniger als 0,05 g/l verringert wurde. Die Kobaltsulfatlösung ist noch etwas wirksamer als die Nitratlösung. Bei allen Untersuchungen betrugen das Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase 5 :1 und die Berührungszeit 10 Minuten bei Raumtemperatur.
Tabelle E
Waschlösung
Anzahl der
Kontakte
Emulsionsverhinderer
Extrakt, g/l
Co
Ni
Raffinat, g/l
Co
Ni
CO(NO3)2 1 Isodecanol 20,8 2,0 20,1 0,80
(20 g Co/1) 1) desgl. — — 20,6 0,80
2) desgl. 21,6 1,5 20,8 0,20
1) desgl. — — 20,2 0,80
2) desgl. — — 21,4 0,20
3) desgl. 22,4 1,4 21,2 0,10
COSO4 1 Tributylphosphat 16,0 0,1 26,0 0,8
(27 g Co/1) 1) desgl. — — — —
2) desgl. 16,1 0,04 27,0 0,2
1) desgl. — — — —
2) desgl. — — 26,8 0,2
3) desgl. — 0,03 26,3 0,2
Co(NOs)2 1 desgl. 16,2 0,2 26,3 0,8
(26 g Co/1) 1) desgl. — — 26,1 0,8
2) desgl. 16,3 0,1 25,9 0,2
1) desgl. — — 25,2 0,8
2) desgl. — — 26,0 0,2
3) desgl. 16,2 0,08 25,5 0,2
Versuchsreihe 5 Kobalt als auch Nickel enthält. Eine organische Pha
Es wurden Betriebsuntersuchungen durchgeführt, um zu bestimmen, ob durch Waschen mit einer wäßrigen Kobaltsulfatlösung große Mengen an Nickel aus einer organischen Phase entfernt werden können, die sowohl mit einem Gehalt von 9,5 g/l Nickel und 3,2 g/l Kobalt wurde mit einer wäßrigen Kobaltsulfatlösung, die 28,6 g/l Co enthielt, bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :1 während einer Dauer von 5 Minuten in Berührung gebracht. Die prozentuale
Nickelentfernung bei 20, 40, 60 und 70° C betrug 45, 65, 75 bzw. 80%.
Eine Erhöhung der Kobaltkpnzentration in der Waschlösung führte zu einer Erhöhung der Menge an Nickel, die je Kontakt entfernt wurde.
Der Einfluß des Verhältnisses von wäßriger zu organischer Phase wurde ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse zeigten, daß bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :1 mehr als 95% des Nickels nach 3 Kontakten entfernt waren, während bei Verhältnissen von 1 :5 bzw. 1 :10 nach 3 Kontakten 67 bzw. 32% des Nickels entfernt waren. Weiter wurde festgestellt, daß bei erhöhten Temperaturen Isodecanol keinen nachteiligen Einfluß (vgl. Tabelle E) auf die Entfernung von Nickel aus dem beladenen Extrakt durch Waschen hat.
Tabelle F
Versuchsreihe 6
Es wurden Abstreifungsuntersuchungen mit einem Extrakt aus 20 Vol.-% des Natriumsalzes von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure, 5 Vol.-% Isodecanol und Naphtha, der 8,4 g/l Kobalt und 4,5 g/l Nickel enthielt, durchgeführt. Als Abstreiflösungen wurden 1-, 5- und lOvolumenprozentige Salpetersäure, lvolumprozentige Schwefelsäure und 5volumenprozentige Salzsäure verwendet. In jedem Falle betrugen das Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase 1 :1 und die Kontaktzeit 10 Minuten. Die in der Tabelle F aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß sowohl Kobalt als auch Nickel bei Verwendung dieser Säuren leicht aus der organischen Extraktphase abgestreift werden.
Abstreiflösung
Säure
Abstreifung Erhaltene wäßrige Lösung, g/l Co Ni
Abgestreifter Extrakt, g/l
Co Ni
HNO3
1 1 2,0 2,2 <0,02 <0,01
2 2,9 1,5
3 3,0 0,5 <0,02 <0,01
5 1 8,5 4,2
2 0,2 0,08 <0,02 < 0,01
10 1 8,2 4,0
2 0,1 0,05
1 1 4,9 3,3 <0,02 <0,01
2 3,2 0,7
3 ' 0,09 0,02 <0,02 <0,01
5 1 8,9 4,8
2 0,36 0,2
H2SO4
Beispiel
Es wurde eine kontinuierliche Extraktion einer salpetersauren Ausgangslösung durchgeführt, die durch Laugen von Erz gemäß der Tabelle A mit Salpetersäure erhalten worden war.
Die Extraktion erfolgt in einer 12,2 m hohen Pulsierkolonne unter Verwendung einer Extrahierlösung aus 30 Vol.-% Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure, 5 Vol.-% Tributylphosphat und 65% Naphtha. Aus der Ausgangslösung wurde zunächst die Hauptmenge des darin enthaltenen Arsens durch Zugabe von Eisen(III)-sulfat und Ausfällung des Eisen(III)-arsenits bei einem
Tabelle G
pH-Wert von 2,5 entfernt. Die Extrahierlösung wurde mit Ammoniak ins Gleichgewicht gebracht, und zwar mit 6vol.-%iger Ammoniumhydroxydlösung, wobei sich das Ammoniak in der organischen Phase auflöste. Die Extraktion wurde bei 60° C ± 3° C durchgeführt.
Die Beladung der organischen Extraktphase betrug 21,5 g/l Co und 0,48 g/l Ni. Die Kobaltgewinnung betrug 97,8%. Die beladene organische Extraktphase ließ sich leicht mit 1,6 η ΗΝΟ3 abstreifen.
Der Fluß der wäßrigen Phase durch die Kolonne betrug 10,0 l/h.
Weitere Einzelheiten der Extraktion sind in der Tabelle G aufgeführt.
Verhältnis der Material Organische Phase, g/l Fe Wäßrige Phase, g/l Fe pH
wäßrigen Phase
zur organischen
Phase Co Ni As Co Ni As
wäßrige
Beschick.
beladene
organische
Extraktphase
Raffinat
21,5 0,48 <0,l
21,6 14,3 0,46 <0,01 3,5
0,50 12,2 0,5 <0,01 53
Ein Teil der beladenen organischen Extraktphase, die 65 und einen pH-Wert von 4,5 hatte. Der Nickelgehalt in
21,5 g/l Kobalt und 0,48 g/l Nickel enthielt, wurde in der organischen Extraktphase wurde auf weniger als
einer 6,1 m hohen Pulsierkolonne mit einer Kobaltlö- 0,02 g/l Ni verringert,
sung gewaschen, die 40 g/l Co als Kobaltsulfat enthielt Weitere Anteile der beladenen organischen Extrakt-
phase wurden mit 0,6 η Salpetersäure oder Schwefelsäure bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1 :4, mit Schwefelsäure auch bei einem Verhältnis von 2 :15, gewaschen. Die dabei anfallende
Waschflüssigkeit kann zur Beschickung für die Extraktion zurückgeführt werden. Ergebnisse dieser Waschungen sind in der Tabelle H aufgeführt.
Tabelle H
Verhältnis von wäßriger
zu organischer Phase
Waschflüssigkeit
Co Ni
(g/l)
Gewaschene organ. Extraktphase Co Ni
(g/l)
(g/l)
0,6 n-HNOa 1 :4
0,6 n-H2SO4 1:4
0,6 n-H2SO4 2:15
25,0 1,74 12,9 0,063
27,3 1,69 14,4 < 0,010
26,8 2,22 18,4 <0,05
Die gewaschenen organischen Extraktphasen aus den vorstehenden Waschbehandlungen wurden in einer Abstreifkolonne mit 10%iger HNO, bei 45°C abgestreift und die sich ergebende wäßrige Lösung wurde zur Gewinnung von Kobaltnitrat eingedampft.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Trennung von Kobalt und Nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen wäßrigen Lösung, bei dem eine Extraktion mit einer Lösung einer Organophosphorsäureverbindung der allgemeinen Formel
R
O
R-O-P=O
OH
in der R Wasserstoff, eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, daß, wenn beide R Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen sind, jedes R mindestens 8 Kohlenstoffatome enthält, und wenn ein R Wasserstoff ist, das andere R mindestens 12 Kohlenstoffatome enthält, in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt, die dabei anfallende, metallhaltige organische Extraktphase von der verbleibenden wäßrigen Phase getrennt und die organische Extraktphase zur Metallentfernung aufgearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der wäßrigen Lösung bei einem pH-Wert von 5,0 bis 6,5 das Kobalt mit einem Alkali- oder Ammoniumsalz der Organophosphorsäure der allgemeinen, Formel extrahiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Organophosphorsäureverbindung Ammonium-(di-[2-äthylhexyl]-phosphat) verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Organophosphorsäureverbindung zusammen mit einem Emulsionsinhibitor einsetzt
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Emulsionsinhibitor Tributylphosphat oder Isodecanol verwendet
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der mit Kobalt beladenen organischen Extraktphase nach Abtrennung von der verbleibenden nickelhaltigen wäßrigen Phase mit übergegangenes Nickel auswäscht und dann das Kobalt mit einer 0,5- bis 5normalen Mineralsäure abtrennt
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Auswaschen des Nickels aus der Extraktphase 0,6 η Schwefelsäure, 0,6 η Salpetersäure oder eine pro Liter 10 bis 100 g Kobalt in Form des Sulfats oder Nitrats enthaltende Lösung verwendet
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktion bei einer Temperatur von 20 bis 70° C durchführt
tion mit einer Lösung einer Organophosphorsäureverbindung der allgemeinen Formel
DE1966E0031888 1965-06-21 1966-06-16 Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen loesung Granted DE1592264B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US465789A US3399055A (en) 1965-06-21 1965-06-21 Separation of cobalt by liquid extraction from acid solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1592264A1 DE1592264A1 (de) 1970-12-03
DE1592264B2 true DE1592264B2 (de) 1976-09-23

Family

ID=23849155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1966E0031888 Granted DE1592264B2 (de) 1965-06-21 1966-06-16 Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen loesung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3399055A (de)
BE (1) BE682884A (de)
DE (1) DE1592264B2 (de)
GB (1) GB1141777A (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA902932A (en) * 1970-02-03 1972-06-20 Her Majesty The Queen, In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources Canada Liquid-liquid separation of cobalt from ammoniacal solutions
US3794719A (en) * 1972-02-25 1974-02-26 Sec Corp Reduction of nickel contamination by zinc in {60 -hydroxy oxime extract
FR2208983B2 (de) * 1972-12-01 1978-06-02 Nickel Le
FR2208984B2 (de) * 1972-12-01 1981-04-10 Nickel Le
FI51110C (fi) * 1973-05-22 1976-10-11 Outokumpu Oy Tapa erottaa kobolttia(II) ja nikkeliä(II) neste-nesteuuttauksella
GB1499406A (en) * 1975-04-24 1978-02-01 Inco Europ Ltd Separation of cobalt and nickel
US4088733A (en) * 1976-02-23 1978-05-09 Metallurgie Hoboken-Overpelt Process for liquid-liquid extraction of cobalt from nickel
FR2342346A1 (fr) * 1976-02-27 1977-09-23 Metallurgie Hoboken Procede d'extraction liquide-liquide du cobalt
US4042665A (en) * 1976-09-27 1977-08-16 Falconbridge Nickel Mines Limited Cobalt ion exchange process
US4193969A (en) * 1976-11-12 1980-03-18 Amax Inc. Selective nickel and cobalt extraction from aqueous acidic solutions
GB1598561A (en) * 1977-01-11 1981-09-23 Matthey Rustenberg Refiners Pt Solvent extraction
US4246240A (en) * 1978-07-24 1981-01-20 Nippon Mining Co., Ltd. Process for separating cobalt and nickel from a solution containing cobalt and nickel
AU516800B2 (en) * 1978-11-09 1981-06-25 Nippon Mining Company Limited Separation and recovery of cobalt by stripping
FR2462481A1 (fr) * 1979-07-30 1981-02-13 British Petroleum Co Procede d'extraction liquide-liquide de metaux en solution aqueuse au moyen de derives organophosphores
US4423012A (en) * 1981-12-31 1983-12-27 Hazen Research Incorporated Manganese and zinc solvent extraction process
US4600435A (en) * 1984-08-24 1986-07-15 Amax Inc. Solvent extraction of cobalt (II) from sulfate solutions with cobalt extractants
US4861565A (en) * 1987-01-27 1989-08-29 The Hall Chemical Company Method of separately recovering metal values of petroleum refining catalyst
US5399322A (en) * 1992-10-15 1995-03-21 Hazen Research, Inc. Selective recovery of dissolved metals and preparation of metal salt products
JP6759882B2 (ja) * 2016-09-05 2020-09-23 住友金属鉱山株式会社 ニッケル、コバルトを含有する溶液の製造方法
CN112650176B (zh) * 2020-12-22 2022-08-30 天能化工有限公司 一种盐酸解析开停车工序的dcs控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA718834A (en) * 1965-09-28 E. Williams Robert Separation of cobalt from nickel
CA710712A (en) * 1961-06-29 1965-06-01 H. B. George James Removal of metal contaminants from nickel-containing process solutions
NL124965C (de) * 1962-03-19 1900-01-01

Also Published As

Publication number Publication date
DE1592264A1 (de) 1970-12-03
BE682884A (de) 1966-12-01
GB1141777A (en) 1969-01-29
US3399055A (en) 1968-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2820841C2 (de) Verfahren zur Trennung von in einer wäßrigen Lösung enthaltenem Kobalt und Nickel durch Lösungsmittelextraktion
DE1592264B2 (de) Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen loesung
DE1184505B (de) Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus waessrigen Loesungen
DE2702779A1 (de) Verfahren zur zinkgewinnung aus einem zink und eisen enthaltenden material
EP0627013B1 (de) Verfahren zur abtrennung von störelementen aus wertmetall-lösungen
EP0302345B1 (de) Verfahren zur gemeinsamen Abtrennung von Störelementen aus Wertmetall-Elektrolytlösungen
EP0370233B1 (de) Verfahren zur Abtrennung von Störelementen aus Wertmetall-Elektrolytlösungen
DE2636563C2 (de) Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Zink und Kupfer aus einer wässrigen Lösung
DE3854499T2 (de) Trennung und gewinnung von nickel und kobalt in ammoniakalen systemen.
DE69910073T2 (de) Oxim und hydroxy-ester enthaltende zusammensetzung für die flüssig-flüssig extraktion von metallen
DE2726557C2 (de) Verfahren zur Abtrennung und Reinigung von Platin und Palladium mittels Solventextraktion
DE1808707B2 (de) Ionenaustauschverfahren zur gewinnung von perrhenat
DE1142443B (de) Gewinnung von Kupfer aus kupferhaltigen waessrigen Loesungen
DE60010719T2 (de) Zusammensetzung und Verfahren für die Lössungsmittelextraktion von Metallen unter Verwendung von Aldoxim oder Ketoxim enthaltenden Extraktionsmitteln
DE1533109B1 (de) Verfahren zur Extraktion von Europium aus Loesungen von Seltenerdmetallen
DE1592264C3 (de) Verfahren zur Trennung von Kobalt und Nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen wässrigen Lösung
DE2320880A1 (de) Verfahren zur trennung von nickel-, kobalt- und manganionen aus waessrigen loesungen
EP0280144B1 (de) Verwendung von Citronensäure-Partialestern und deren Mischungen zur Eisenextraktion
DE69006334T2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Gallium aus basischen Lösungen.
DE2101690A1 (de) Verfahren zum Gewinnen von Yttriumverbindungen bzw. metallischem Yttrium
DE2038798C3 (de) Verfahren zum Abtrennen von metallischen Verunreinigungen aus wässrigen Nickelchloridlösungen
DE1592263C3 (de) Verfahren zur Trennung von Kobalt und Nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen wäßrigen alkalischen Lösung
DE1592263B2 (de) Verfahren zur trennung von kobalt und nickel aus einer kobalt- und nickelhaltigen waessrigen alkalischen loesung
DE2434949A1 (de) Verfahren zur gewinnung von metallen aus einer ammoniakalischen waessrigen ausgangsphase
DE2726390C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977