RU2359048C1 - Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese - Google Patents
Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359048C1 RU2359048C1 RU2007139965/02A RU2007139965A RU2359048C1 RU 2359048 C1 RU2359048 C1 RU 2359048C1 RU 2007139965/02 A RU2007139965/02 A RU 2007139965/02A RU 2007139965 A RU2007139965 A RU 2007139965A RU 2359048 C1 RU2359048 C1 RU 2359048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- nickel
- cobalt
- solutions
- cyanex
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 172
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 54
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 11
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title description 31
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title description 16
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- YOCZZJWFWDUAAR-UHFFFAOYSA-N sulfanyl-sulfanylidene-bis(2,4,4-trimethylpentyl)-$l^{5}-phosphane Chemical compound CC(C)(C)CC(C)CP(S)(=S)CC(C)CC(C)(C)C YOCZZJWFWDUAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 48
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- SDKGUVHACBKGCR-UHFFFAOYSA-N CC(CCCCP(S)=S)(C)C Chemical compound CC(CCCCP(S)=S)(C)C SDKGUVHACBKGCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 claims 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 35
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 13
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000000658 coextraction Methods 0.000 description 4
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- QUXFOKCUIZCKGS-UHFFFAOYSA-N bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid Chemical compound CC(C)(C)CC(C)CP(O)(=O)CC(C)CC(C)(C)C QUXFOKCUIZCKGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N cobalt(3+) Chemical compound [Co+3] JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNQVPMZPVQZGNI-UHFFFAOYSA-N CC(CCCCP(O)=O)(C)C Chemical compound CC(CCCCP(O)=O)(C)C BNQVPMZPVQZGNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- MZZUATUOLXMCEY-UHFFFAOYSA-N cobalt manganese Chemical compound [Mn].[Co] MZZUATUOLXMCEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 125000002228 disulfide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке растворов выщелачивания окисленных никелевых руд (ОНР), океанических конкреций, сульфидного сырья и других продуктов.The invention relates to hydrometallurgy of non-ferrous metals and can be used in the processing of leach solutions of oxidized nickel ores (OHP), oceanic nodules, sulfide raw materials and other products.
Необходимость создания настоящего изобретения вызвана сложностью существующих способов извлечения кобальта и никеля из сульфатных растворов, содержащих примеси магния, марганца и кальция, особенно в случае их высоких концентраций.The need to create the present invention is caused by the complexity of existing methods for the extraction of cobalt and nickel from sulfate solutions containing impurities of magnesium, manganese and calcium, especially in the case of their high concentrations.
Известен способ (Способ извлечения никеля из растворов и пульп, содержащих магний и/или марганец. И.А.Логвиненко, Л.А.Марушинская и др. Патент РФ №200825, мки С22В 3/24, опубл. 15.11.93, бюл. №41-42), по которому для извлечения кобальта и никеля из растворов и пульп после выщелачивания рудного сырья и отделения его от магния и/или марганца предлагается использовать ионообменные процессы. В качестве сорбента применяется винилпиридиновый амфолит, содержащий карбоксильную группу. Десорбция никеля проводится растворами минеральных кислот (H2SO4, HCl) с получением растворов, содержащих 10-25 г/л никеля.The known method (Method for the extraction of Nickel from solutions and pulps containing magnesium and / or manganese. I. A. Logvinenko, L. A. Marushinskaya and others. RF patent No. 200825, MKI C22B 3/24, publ. 15.11.93, bull No. 41-42), according to which it is proposed to use ion-exchange processes to extract cobalt and nickel from solutions and pulps after leaching of ore raw materials and separating it from magnesium and / or manganese. As a sorbent, vinyl pyridine ampholyte containing a carboxyl group is used. Nickel desorption is carried out with solutions of mineral acids (H 2 SO 4 , HCl) to obtain solutions containing 10-25 g / l of nickel.
Недостаток способа - замедленная кинетика сорбции и десорбции никеля, невозможность получения концентрированных по никелю элюатов (более 25 г/л). Кроме того, если в исходном растворе выщелачивания находится кобальт, то при сорбции он имеет тенденцию к окислению на смоле, что делает его десорбцию крайне затруднительной.The disadvantage of this method is the slow kinetics of sorption and desorption of Nickel, the inability to obtain concentrated Nickel eluates (more than 25 g / l). In addition, if cobalt is in the initial leach solution, then during sorption it tends to oxidize on the resin, which makes its desorption extremely difficult.
По способу (A.Taylor, D.Cairns, "Technical development of the Bulong laterite project", (Paper presented in ALTA Nickel and Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum, Perth, Western Australia, May, 1997)) исходный водный раствор выщелачивания ОНР, содержащий, г/л: 3,5 Ni; 0,3 Со; 1,0 Mn; 0,5 Са и 8-10 Mg с первоначальным объемом проходит две стадии экстракции. Сначала кобальт извлекают ди-(2,4,4)триметилпентилфосфиновой кислотой (Цианекс 272), отделяя от никеля, кальция и, частично, от магния. Далее рафинат проходит через цикл экстракции никеля с разветвленными монокарбоновыми кислотами Versatic 10, где (никель) отделяется от кальция и магния. Реэкстракция кобальта и никеля из экстрактов осуществляется растворами серной кислоты.According to the method (A. Taylor, D. Cairns, "Technical development of the Bulong laterite project", (Paper presented in ALTA Nickel and Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum, Perth, Western Australia, May, 1997)) OHP leach stock solution containing, g / l: 3.5 Ni; 0.3 Co; 1.0 Mn; 0.5 Ca and 8-10 Mg with an initial volume undergo two stages of extraction. First, cobalt is recovered with di- (2,4,4) trimethylpentylphosphinic acid (Cyanex 272), separated from nickel, calcium and, in part, from magnesium. The raffinate then goes through a nickel extraction cycle with branched monocarboxylic acids Versatic 10, where (nickel) is separated from calcium and magnesium. Reextraction of cobalt and nickel from the extracts is carried out with solutions of sulfuric acid.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- необходимость применения двойного цикла экстракции для выделения кобальта и никеля, при этом водный раствор проходит через обе стадии экстракции, что ведет к росту эксплуатационных и капитальных затрат;- the need to use a double extraction cycle to isolate cobalt and nickel, while the aqueous solution passes through both stages of extraction, which leads to an increase in operating and capital costs;
- кобальт с Цианекс 272 извлекается не селективно, а с марганцем и, частично, с магнием, что приводит к повышенному расходу регентов (экстрагента, щелочи и кислоты) и усложнению дальнейшей переработки реэкстрактов;- cobalt with Cyanex 272 is not extracted selectively, but with manganese and, in part, with magnesium, which leads to an increased consumption of regents (extractant, alkali and acid) and complicates the further processing of reextracts;
- отделение никеля от кальция при экстракции Versatic 10 проходит не полностью, что приводит к осаждению гипса на стадии промывки экстракта или реэкстракции никеля. Это создает большие проблемы с ведением процесса и приводит к потерям никеля.- the separation of nickel from calcium during the extraction of Versatic 10 is not complete, which leads to the deposition of gypsum at the stage of washing the extract or re-extraction of Nickel. This creates big problems with the process and leads to nickel losses.
В способе (J.S.Preston, A.C.Du Preez Separation of nickel and calcium by solvent extraction using mixtures of carboxylic acids. "Hydrometallurgy" (2000), 58, №3, p.239-250), в отличие от предыдущего способа, предлагается коллективное извлечение никеля и кобальта из сульфатных растворов с использованием в качестве экстрагента синергетической смеси Versatic 10 и алкилпиридинов. Из растворов, содержащих, г/л: 5,0 Ni; 0,5 Со; 2,0 Mn; 0,5 Ca и 5,0 Mg, 0,1 Cu и 0,1 Zn за три ступени противотока при рН=5,8 извлечение Ni и Со составило >99%, соэкстракция Mn=4,2%, Ca=1,3% и Mg<0,04%. Реэкстракцию металлов проводили 0,25 М раствором серной кислоты за одну ступень при отношении фаз O:В=3,33. При этом степень реэкстракции составила >98%.In the method (JSPreston, ACDu Preez Separation of nickel and calcium by solvent extraction using mixtures of carboxylic acids. "Hydrometallurgy" (2000), 58, No. 3, p.239-250), in contrast to the previous method, a collective extraction of nickel and cobalt from sulfate solutions using a synergistic mixture of Versatic 10 and alkylpyridines as an extractant. From solutions containing, g / l: 5.0 Ni; 0.5 Co; 2.0 Mn; 0.5 Ca and 5.0 Mg, 0.1 Cu and 0.1 Zn for three countercurrent stages at pH = 5.8, the extraction of Ni and Co was> 99%, coextraction Mn = 4.2%, Ca = 1, 3% and Mg <0.04%. The metals were reextracted with a 0.25 M sulfuric acid solution in one step with a phase ratio of O: B = 3.33. The degree of reextraction was> 98%.
В этом способе используется только один цикл экстракции для извлечения никеля и кобальта, что выгодно отличает его от способа (A.Taylor, D.Cairns, "Technical development of the Bulong laterite project", (Paper presented in ALTA Nickel and Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum, Perth, Western Australia, May, 1997)), однако и он несвободен от недостатков:This method uses only one extraction cycle to extract nickel and cobalt, which distinguishes it from the method (A.Taylor, D. Cairns, "Technical development of the Bulong laterite project", (Paper presented in ALTA Nickel and Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum, Perth, Western Australia, May, 1997)), however, it is not free from the disadvantages:
- относительно высокая растворимость Versatic 10 при экстракции металлов (>0,5 г/л), что может привести к потерям экстрагента и дополнительной стадии очистки растворов от экстрагента;- the relatively high solubility of Versatic 10 during the extraction of metals (> 0.5 g / l), which can lead to loss of extractant and an additional stage of purification of solutions from the extractant;
- значительная соэкстракция марганца требует дополнительных ступеней для отмывки от него насыщенного экстракта;- significant coextraction of manganese requires additional steps for washing the saturated extract from it;
- сложность синтеза и промышленная недоступность алкилпиридинов.- the complexity of the synthesis and industrial inaccessibility of alkylpyridines.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ-прототип (I.Mihaylov, E.Krause, D.F.Colton, Y.Okita, J.-P.Duterque, J.-J.Perraud. The development of a novel hydrometallurgical process for nickel and cobalt recovery from Goro laterite ore. (2000), CIM Bulletin, Vol.93, №1041, р.124-130), по которому коллективное извлечение никеля и кобальта из сульфатных растворов с высоким содержанием магния, марганца и кальция осуществляется с использованием в качестве экстрагента ди(2, 4, 4)триметилпентилдитиофосфиновой кислоты (Цианекс 301). Сущность способа видна из нижеследующего.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method is a prototype method (I. Mihaylov, E. Krause, DFColton, Y. Okita, J.-P. Duterque, J.-J. Perraud. The development of a novel hydrometallurgical process for nickel and cobalt recovery from Goro laterite ore. (2000), CIM Bulletin, Vol. 93, No. 1041, p. 124-130), in which collective recovery of nickel and cobalt from sulfate solutions with a high content of magnesium, manganese and Calcium is carried out using di (2, 4, 4) trimethylpentyl dithiophosphinic acid as an extractant (Cyanex 301). The essence of the method is visible from the following.
Из исходного раствора выщелачивания ОНР, содержащего, г/л: 3-6 Ni; до 0,6 Со; до 3,0 Mn; до 0,6 Са и 1-10 Mg, от 0.05 до 0,012 Zn и <0,01 Cu, кобальт и никель извлекаются совместно за один цикл 15V/0 (0,33М) раствором Цианеке 301 в алифатическом разбавителе. При отношении фаз O:В=1:1÷2, рН=2-2,25 и температуре 55°С за три ступени противоточной экстракции совместное извлечение никеля и кобальта составило >99,5%. В этих условиях экстракция кальция, магния и марганца практически отсутствует. Во избежание окисления самого экстрагента до дисульфида, а также экстрагируемого кобальта в органической фазе кислородом воздуха экстракцию проводят не в обычных условиях, а в атмосфере без кислорода, а именно в токе инертного газа (азота или диоксида углерода). В случае частичного окисления экстрагента (его деградации) предусмотрена операция восстановления дисульфида обратно до дитиофосфиновой кислоты (Цианекс 301) водородом, полученным при контакте серной кислоты с цинковым или никелевым порошком.From an OHR leach stock solution containing, g / l: 3-6 Ni; up to 0.6 Co; up to 3.0 Mn; up to 0.6 Ca and 1-10 Mg, from 0.05 to 0.012 Zn and <0.01 Cu, cobalt and nickel are extracted together in one cycle of 15 V / 0 (0.33 M) with a solution of Cyaneke 301 in an aliphatic diluent. At a phase ratio of O: B = 1: 1–2, pH = 2–2.25, and a temperature of 55 ° C for three stages of countercurrent extraction, the combined extraction of nickel and cobalt was> 99.5%. Under these conditions, the extraction of calcium, magnesium and manganese is practically absent. In order to avoid oxidation of the extractant itself to disulfide, as well as of cobalt being extracted in the organic phase with atmospheric oxygen, extraction is carried out not under ordinary conditions, but in an atmosphere without oxygen, namely in a stream of inert gas (nitrogen or carbon dioxide). In the case of partial oxidation of the extractant (its degradation), an operation is provided for reducing the disulfide back to dithiophosphinic acid (Cyanex 301) with hydrogen obtained by contact of sulfuric acid with zinc or nickel powder.
Реэкстракция никеля и кобальта проводится концентрированными растворами соляной кислоты (6-7 моль/л) на четырех ступенях при температуре 60°С, время контакта фаз на каждой ступени около 5 мин. При этом получаются реэкстракты, содержащие никеля 85÷90 г/л, и кобальта от 6 до 10 г/л с остаточной кислотностью около 3 М соляной кислоты.Reextraction of nickel and cobalt is carried out with concentrated solutions of hydrochloric acid (6-7 mol / l) at four stages at a temperature of 60 ° C, the contact time of the phases at each stage is about 5 minutes. In this case, reextracts are obtained containing nickel 85 ÷ 90 g / l and cobalt from 6 to 10 g / l with a residual acidity of about 3 M hydrochloric acid.
Всего цикл жидкостной экстракции включает девять ступеней:The total liquid extraction cycle includes nine steps:
- 3 ступени - собственно экстракция никеля и кобальта;- 3 steps - the actual extraction of nickel and cobalt;
- 1 ступень - промывка насыщенного экстракта от примесей раствором серной кислоты;- 1 stage - washing the saturated extract from impurities with a solution of sulfuric acid;
- 4 ступени реэкстракции никеля и кобальта соляной кислотой;- 4 stages of re-extraction of nickel and cobalt with hydrochloric acid;
- 1 ступень - промывка оборотного экстрагента от хлорид-иона с целью предотвращения его попадания на стадию экстракции.- 1 stage - washing the circulating extractant from the chloride ion in order to prevent it from entering the extraction stage.
Существенными недостатками способа являются:Significant disadvantages of the method are:
- необходимость проведения экстракции в инертной атмосфере для предотвращения окисления экстрагента и кобальта (II) в органической фазе до кобальта (III) кислородом воздуха, что существенно усложняет аппаратурное оформление процесса;- the need for extraction in an inert atmosphere to prevent oxidation of the extractant and cobalt (II) in the organic phase to cobalt (III) with atmospheric oxygen, which significantly complicates the hardware design of the process;
- необходимость периодической регенерации экстрагента из образовавшегося дисульфида вновь до дитиофосфиновой кислоты (Цианекс 301) с помощью водорода, что не только усложняет процесс, но и создает взрыво- и пожароопасную ситуацию, особенно при повышенных температурах;- the need for periodic regeneration of the extractant from the resulting disulfide again to dithiophosphinic acid (Cyanex 301) using hydrogen, which not only complicates the process, but also creates an explosive and fire hazard situation, especially at elevated temperatures;
- использование концентрированных растворов соляной кислоты на стадии реэкстракции при повышенной температуре удорожает процесс не только за счет стоимости самой кислоты и повышенного расхода энергии, но и из-за необходимости применения специальных коррозионноустойчивых материалов при аппаратурном оформлении процесса ввиду высокой агрессивности HCl. Кроме того, при реэкстракции соляной кислотой необходима дополнительная ступень для промывки оборотного экстрагента от хлорид-иона с целью предотвращения его попадания на стадию экстракции. (Реэкстракция металлов серной кислотой в системах с индивидуальной Цианекс 301 практически невозможна).- the use of concentrated solutions of hydrochloric acid at the stage of reextraction at elevated temperatures makes the process more expensive not only due to the cost of the acid itself and increased energy consumption, but also because of the need to use special corrosion-resistant materials for the hardware design of the process due to the high aggressiveness of HCl. In addition, during hydrochloric acid reextraction, an additional step is necessary for washing the circulating extractant from the chloride ion in order to prevent it from entering the extraction stage. (Reextraction of metals with sulfuric acid in systems with individual Cyanex 301 is practically impossible).
Задачей изобретения является коллективное извлечение никеля и кобальта из сульфатных растворов, содержащих кальций, магний и марганец. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса за счет проведения экстракции в воздушной атмосфере и предотвращения окисления экстрагента и кобальта в органической фазе кислородом воздуха, и, соответственно, ликвидации операции регенерации экстрагента, а также проведения реэкстракции кобальта и никеля растворами серной кислотыThe objective of the invention is the collective extraction of Nickel and cobalt from sulfate solutions containing calcium, magnesium and manganese. The technical result of the invention is to simplify the process by conducting extraction in air and preventing oxidation of the extractant and cobalt in the organic phase with oxygen by the air, and, accordingly, eliminating the regeneration of the extractant, as well as re-extraction of cobalt and nickel with sulfuric acid solutions
Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа по коллективному извлечению никеля и кобальта из сульфатных растворов, содержащих кальций, магний и марганец, включающего экстракцию никеля и кобальта ди(2, 4, 4)триметилпентилдитиофосфиновой кислотой (Цианекс 301) в разбавителе, отмывку экстракта от примесей растворами серной кислоты и реэкстракцию металлов растворами минеральных кислот, процесс ведут в воздушной атмосфере в присутствии третичных аминов при молярном соотношении Цианекс 301: третичный амин = 1:1,0÷1:1,5, а реэкстракцию растворами серной кислоты при температуре 20-30°С.This goal is achieved in that, in contrast to the known method for the collective extraction of nickel and cobalt from sulfate solutions containing calcium, magnesium and manganese, including the extraction of nickel and cobalt di (2, 4, 4) trimethylpentyldithiophosphinic acid (Cyanex 301) in a diluent, washing the extract from impurities with sulfuric acid solutions and metal reextraction with mineral acid solutions, the process is carried out in an air atmosphere in the presence of tertiary amines with a molar ratio of Cyanex 301: tertiary amine = 1: 1.0 ÷ 1: 1.5, and kstraktsiyu solutions of sulfuric acid at a temperature of 20-30 ° C.
При экстракции индивидуальным экстрагентом Цианекс 301 в открытых системах на воздухе имеет место частичное окисление экстрагента с образованием дисульфида (уравнение реакции 1) и экстрагированного кобальта (II) до кобальта (III) в органической фазе (уравнение реакции 2) кислородом воздуха.When Cyanex 301 is extracted by an individual extractant in open systems in air, the extractant is partially oxidized to form disulfide (reaction equation 1) and extracted cobalt (II) to cobalt (III) in the organic phase (reaction equation 2) with atmospheric oxygen.
где HR - Цианекс 301, a R-R - дисульфид.where HR is Cyanex 301, and R-R is disulfide.
Образующийся комплекс CoR3 очень инертен, реэкстрагировать его растворами минеральных кислот практически невозможно.The resulting CoR 3 complex is very inert; it is practically impossible to reextract it with solutions of mineral acids.
При введении в органическую фазу, содержащую Цианекс 301, триалкиламина (R'3N, TAA) имеет место сильное взаимодействие между Цианекс 301 и триалкиламином с образованием устойчивого аддукта [R′3N·HR] (уравнение реакции 3)When trialkylamine (R'3N, TAA) is introduced into the organic phase containing Cyanex 301, a strong interaction takes place between Cyanex 301 and trialkylamine to form the stable adduct [R′3N · HR] (reaction equation 3)
В результате связывания Цианекс 301 в аддукт реакции (1) и (2) практически не происходят и соответственно имеется возможность проводить процесс в воздушной атмосфере при использовании обычной экстракционной аппаратуры - смесителей-отстойников или колонн. В известном способе (прототипе) во избежание протекания реакций (1) и (2) процесс необходимо проводить в атмосфере инертного газа в специальных аппаратах, исключающих попадание в них кислорода воздуха. Поскольку окислительной деградации экстрагента не происходит (ур. реакции 1), нет необходимости проводить регенерацию экстрагента, что имеет место периодически в известном способе (прототипе).As a result of the binding of Cyanex 301 to the adduct, reactions (1) and (2) practically do not occur and, accordingly, it is possible to carry out the process in an air atmosphere using conventional extraction equipment — mixer settlers or columns. In the known method (prototype) in order to avoid the occurrence of reactions (1) and (2), the process must be carried out in an inert gas atmosphere in special apparatuses that exclude the ingress of air oxygen into them. Since oxidative degradation of the extractant does not occur (reaction level 1), there is no need to regenerate the extractant, which takes place periodically in the known method (prototype).
Протекание реакции (3) сильно упрощает реэкстракцию металлов из-за образования того же аддукта R′3N·HR и снижения активности HR, в результате чего имеется возможность реэкстракции никеля и кобальта растворами серной кислоты практически в стехиометрическом соотношении (уравнение реакции 4 существенно смещено вправо).The reaction (3) greatly simplifies metal stripping due to the formation of the same adduct R′3N · HR and a decrease in HR activity, as a result of which it is possible to reextract nickel and cobalt with sulfuric acid solutions practically in a stoichiometric ratio (reaction equation 4 is significantly shifted to the right) .
где М - Со или Ni.where M is Co or Ni.
Поскольку кобальт в этих системах в органической фазе не окисляется и остается в форме кобальта (II) он достаточно просто реэкстрагируется вместе с никелем. Реэкстракция проходит при температуре 20-30°С.Since cobalt in these systems does not oxidize in the organic phase and remains in the form of cobalt (II), it is quite simply reextracted with nickel. Reextraction takes place at a temperature of 20-30 ° C.
Использование серной кислоты на реэкстракции существенно упрощает и удешевляет процесс, в сравнении с известным способом (прототипом), за счет ее меньшей стоимости в сравнении с соляной кислотой, меньших энергетических затрат, а также за счет возможности использования более дешевых конструкционных материалов, например нержавеющей стали и т.д.The use of sulfuric acid for reextraction significantly simplifies and cheapens the process, in comparison with the known method (prototype), due to its lower cost in comparison with hydrochloric acid, lower energy costs, and also due to the possibility of using cheaper structural materials, for example stainless steel and etc.
Предлагается использовать смеси при молярном соотношении Цианекс 301: третичный амин 1:1÷1:1,5 и рН растворов на стадии экстракции - 6,0-6,6.It is proposed to use mixtures with a molar ratio of Cyanex 301: tertiary amine 1: 1 ÷ 1: 1.5 and the pH of the solutions at the extraction stage is 6.0-6.6.
При меньшем соотношении Цианекс 301: триалкиламин (<1:1,5) ухудшается экстракция металлов, в основном кобальта; при большем (>1:1) - ухудшается реэкстракция металлов из-за появления свободной, несвязанной в аддукт ди(2, 4, 4)триметилпентилдитиофосфиновой кислоты, кроме того возможно окисление экстрагента.With a lower ratio of Cyanex 301: trialkylamine (<1: 1.5), the extraction of metals, mainly cobalt, deteriorates; with a larger (> 1: 1), the metal reextraction worsens due to the appearance of free trimethylpentyldithiophosphinic acid unbound in di (2, 4, 4) adduct; moreover, the extractant can be oxidized.
При рН<6,0 ухудшается экстракция металлов, преимущественно кобальта; при рН>6,6 извлечение никеля и кобальта возрастает незначительно, однако при этом заметно возрастает экстракция примесей, в основном марганца.At pH <6.0, the extraction of metals, mainly cobalt, deteriorates; at pH> 6.6, the extraction of nickel and cobalt increases slightly, however, the extraction of impurities, mainly manganese, increases noticeably.
Реэкстракция никеля и кобальта осуществляется растворами серной кислоты, в том числе в смеси с сульфатами металлов (никель, кобальт и другие) при температуре 20-30°С.Reextraction of Nickel and cobalt is carried out with solutions of sulfuric acid, including in a mixture with metal sulfates (nickel, cobalt and others) at a temperature of 20-30 ° C.
В качестве растворителей используются обычные растворители из ряда алифатических углеводородов (нонан, декан, керосин, нефтяные парафины, и др.), в некоторых случаях с добавкой модификаторов (октанол, 2-этилгексанол).As solvents, ordinary solvents from a number of aliphatic hydrocarbons (nonane, decane, kerosene, oil paraffins, etc.) are used, in some cases with the addition of modifiers (octanol, 2-ethylhexanol).
Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа.The following are examples of the proposed method.
Пример 1.Example 1
В табл.1 приведены зависимости экстракции кобальта и никеля, а также основных примесных металлов (Mn, Са и Mg) от конечных значений рН водных фаз при экстракции смесью Цианекс 301 и триалкиламина (ТАА фракция С7-С9). Изменение рН регулировали, вводя в систему различные количества растворов серной кислоты или гидроксида аммония. Экстракцию проводили в воздушной атмосфере. Составы экстрагента и исходного водного раствора, а также условия эксперимента приведены в табл.1.Table 1 shows the dependences of the extraction of cobalt and nickel, as well as the main impurity metals (Mn, Ca, and Mg) on the final pH values of the aqueous phases upon extraction with a mixture of Cyanex 301 and trialkylamine (TAA fraction C7-C9). The change in pH was regulated by introducing various amounts of solutions of sulfuric acid or ammonium hydroxide into the system. Extraction was carried out in an air atmosphere. The compositions of the extractant and the initial aqueous solution, as well as the experimental conditions are given in table 1.
Из таблицы видно, что с увеличением рН экстракция кобальта и никеля возрастает, оптимальной областью экстракции следует считать изменение рН в интервале 6,0-6,6.The table shows that with an increase in pH, the extraction of cobalt and nickel increases, the optimal range of extraction should be considered a change in pH in the range of 6.0-6.6.
При рН<6,0 существенно ухудшается экстракция кобальта; при рН>6,6 извлечение никеля и кобальта возрастает незначительно, однако при этом заметно возрастает экстракция марганца. Соэкстракция других примесей (Са и Mg) ничтожна, их содержание в органической фазе во всех случаях не превышало 0,02 г/л. При отделении от марганца коэффициенты разделения металлов (BNi/Mn и βСо/Mn) существенно зависят от рН, однако в оптимальной области рН они достаточно высоки и изменяются в интервале от 1660 до 53 для пары кобальт-марганец и от 9400 до 370 для пары никель-марганец.At pH <6.0, cobalt extraction is significantly impaired; at pH> 6.6, the extraction of nickel and cobalt increases slightly, however, the extraction of manganese increases noticeably. The coextraction of other impurities (Ca and Mg) is negligible, their content in the organic phase in all cases did not exceed 0.02 g / l. When separated from manganese, the metal separation coefficients (BNi / Mn and βСо / Mn) substantially depend on pH, however, in the optimal pH range they are quite high and vary in the range from 1660 to 53 for a cobalt-manganese pair and from 9400 to 370 for a nickel pair -manganese.
Как видно, данная система позволяет эффективно извлекать кобальт и никель из растворов, практически не извлекая основные примесные элементы (Са, Mg и Mn).As can be seen, this system makes it possible to efficiently extract cobalt and nickel from solutions, practically without removing the main impurity elements (Ca, Mg, and Mn).
Экстрагент: 0.4 М Цианекс 301 + 0.4 М ТАА + 10% октанол в нонане.
Исходный водный раствор, г/л: Ni-4.75, Co-0.4, Zn-0.21, Mn-1.7, Mg-8.5, Ca-0.5. рН=3.88.
Условия экстракции: Т=19±1°С, τ=4 ч, O:В=1:1.The dependence of the extraction of D metals on acidity with a mixture of Cyanex 301 and TAA
Extractant: 0.4 M Cyanex 301 + 0.4 M TAA + 10% octanol in nonane.
The initial aqueous solution, g / l: Ni-4.75, Co-0.4, Zn-0.21, Mn-1.7, Mg-8.5, Ca-0.5. pH = 3.88.
Extraction conditions: Т = 19 ± 1 ° С, τ = 4 h, O: В = 1: 1.
Пример 2.Example 2
Пример показывает возможность реэкстракции никеля растворами серной кислоты (хуже реэкстрагируемого элемента в сравнении с кобальтом). Насыщение экстрагента никелем проводили натриевой формой Цианекс 301. Остальные условия эксперимента и его результаты приведены в табл.2.An example shows the possibility of re-extraction of nickel with solutions of sulfuric acid (worse than a re-extractable element in comparison with cobalt). The extractant was saturated with nickel using the sodium form of Cyanex 301. The remaining experimental conditions and its results are given in Table 2.
г-экв./л
g-equiv. / l
Как видно из таблицы, реэкстракция никеля проходит достаточно эффективно практически во всех случаях (кроме №1,7 и 8), однако наибольшая степень реэкстракции ε достигается при мольном соотношении никеля и серной кислоты от 1:1 до 1:1,25. Низкие коэффициенты распределения никеля в этих условиях принципиально позволяют сконцентрировать никель на стадии реэкстракции в 10-20 раз. Реэкстракция проходит в нормальных условиях - в воздушной атмосфере и при Т=20°С.As can be seen from the table, nickel reextraction is quite effective in almost all cases (except for Nos. 1.7 and 8), however, the greatest degree of ε reextraction is achieved with a molar ratio of nickel and sulfuric acid from 1: 1 to 1: 1.25. The low distribution coefficients of nickel under these conditions make it possible in principle to concentrate nickel at the re-extraction stage by 10–20 times. Reextraction takes place under normal conditions - in the air and at T = 20 ° C.
Очевидно, что по известному способу (прототипу) такой вариант реэкстракции невозможен.Obviously, by a known method (prototype), such a variant of re-extraction is impossible.
Пример 3.Example 3
Проведена совместная реэкстракция кобальта и никеля стехиометрическим количеством серной кислоты из предварительно полученного экстракта. Условия эксперимента и его результаты приведены в табл.3. Как видно из полученных данных, реэкстракция проходит достаточно эффективно для обоих металлов уже за одну ступень, причем кобальт реэкстрагируется даже лучше никеля. Поэтому эффективность реэкстракции должна определяться по степени реэкстракции никеля.Joint coextraction of cobalt and nickel by a stoichiometric amount of sulfuric acid from a previously obtained extract was carried out. The experimental conditions and its results are given in table.3. As can be seen from the data obtained, back-extraction is quite effective for both metals in one step, and cobalt is back-extracted even better than nickel. Therefore, the effectiveness of stripping should be determined by the degree of stripping of nickel.
Пример 4.Example 4
Проведена реэкстракция никеля раствором серной кислоты (2,ON) в зависимости от соотношения Цианекс 301 и ТАА. Условия эксперимента и его результаты представлены в табл.4.Nickel was back-extracted with a solution of sulfuric acid (2, ON) depending on the ratio of Cyanex 301 and TAA. The experimental conditions and its results are presented in table 4.
0,4 М HR (Цианекс 301)+0,4 М ТАА0.4 M HR (Cyanex 301) +0.4 M TAA
Из таблицы видно, что с увеличением концентрации триалкиламина (ТАА) и соответственно с уменьшением соотношения Цианекс 301:ТАА реэкстракция никеля улучшается и за две-три ступени возможна его практически полная реэкстракция. Соотношения в интервале от 1:1 (0,4 М Цианекс 301 и 0,4 М ТАА) до 1:1,5 (0,4 М Цианекс 301 и 0,6 М ТАА) можно считать оптимальными - при больших соотношениях (меньшем количестве ТАА) будет ухудшаться реэкстракция металлов, при меньших (большее количество ТАА) - ухудшаться экстракция никеля и кобальта.The table shows that with an increase in the concentration of trialkylamine (TAA) and, accordingly, with a decrease in the ratio of Cyanex 301: TAA, nickel reextraction improves and almost complete reextraction is possible in two or three steps. The ratios in the range from 1: 1 (0.4 M Cyanex 301 and 0.4 M TAA) to 1: 1.5 (0.4 M Cyanex 301 and 0.6 M TAA) can be considered optimal - with large ratios (lower amount of TAA), metal reextraction will deteriorate, with smaller (more TAA), the extraction of nickel and cobalt will deteriorate.
Пример 5.Example 5
В данном примере продемонстрирована возможность реализации способа в цикле экстракция-реэкстракция. Условия проведения эксперимента и его результаты приведены в табл.5. Из таблицы видно, что за 2-е ступени экстракции извлечение никеля и кобальта из растворов практически полное, при этом происходит их отделение от основных примесей, частично проэкстрагированный марганец легко отмывается из экстракта разбавленными растворами серной кислоты (см. пример 7). Практически полная реэкстракция металлов также происходит за 2-е ступени с существенным концентрированием металлов в реэкстрактах.In this example, the possibility of implementing the method in the extraction-re-extraction cycle is demonstrated. The experimental conditions and its results are given in table 5. The table shows that for the 2nd stage of extraction, the extraction of nickel and cobalt from solutions is almost complete, while they are separated from the main impurities, partially extracted manganese is easily washed from the extract with dilute sulfuric acid solutions (see example 7). Almost complete metal back-extraction also occurs in 2 stages with a significant concentration of metals in the back-extracts.
Орг. фаза взята после 1-й ступени экстракции (ее состав в вышеприведенной таблице).
Условия эксперимента: 2,13 N Н2SO4; O:В=5:1; Т=22°С; τ=5 мин.I. Reextraction
Org the phase is taken after the 1st stage of extraction (its composition in the above table).
Experimental conditions: 2.13 N H 2 SO 4 ; O: B = 5: 1; T = 22 ° C; τ = 5 min.
Пример 6.Example 6
Пример демонстрирует экстракционные характеристики экстрагснта и его устойчивость в циклах экстракция-реэкстракция в нормальных условиях (воздушной атмосфере).An example demonstrates the extraction characteristics of an extractant and its stability in extraction-re-extraction cycles under normal conditions (air atmosphere).
Проведено 10 циклов экстракции и реэкстракции металлов при извлечении Со и Ni из сульфатного раствора следующего состава, г/л: 6,O Ni; 0,475 Co; 1,775 Mn; 0,475 Са; 7,0 Mg рН исходного раствора - 4,15. Экстрагент - 0,4 М Цианекс 301 + 0,5 М ТАА + 10V/о октанола в нефтяных парафинах (Н.П.). Каждый цикл состоял из одной ступени экстракции и двух ступеней реэкстракции.10 cycles of extraction and re-extraction of metals were carried out during the extraction of Co and Ni from a sulfate solution of the following composition, g / l: 6, O Ni; 0.475 Co; 1.775 Mn; 0.475 Ca; 7.0 Mg The pH of the stock solution is 4.15. Extractant - 0.4 M Cyanex 301 + 0.5 M TAA + 10 V / o octanol in oil paraffins (N.P.). Each cycle consisted of one stage of extraction and two stages of reextraction.
Экстракция: O:В=1:2; Т=50°С; τ=15 мин; рНконечное = 6,2 (рН корректировали 12 М раствором NH4OH); n=1 ст.Extraction: O: B = 1: 2; T = 50 ° C; τ = 15 min; final pH = 6.2 (pH was adjusted with a 12 M solution of NH 4 OH); n = 1 tbsp.
Реэкстракция: реэкстрагент - раствор серной кислоты = 2,13N (105 г/л); O:В=5:1; τ=5 мин; Т=25°С; n=2 ст.Reextraction: stripping agent - sulfuric acid solution = 2,13N (105 g / l); O: B = 5: 1; τ = 5 min; T = 25 ° C; n = 2 tbsp.
Проводили анализ рафинатов и экстрактов на Со и Ni после каждого цикла, анализ оборотной органической фазы на содержание в ней экстрагируемых металлов (Со, Ni и Mn) и на се состав по основным компонентам (Цианекс 301 и ТАА) после окончания эксперимента (10 цикл). Данные после 1, 5 и 10-го циклов приведены в табл.6.The raffinates and extracts were analyzed on Co and Ni after each cycle, the reverse organic phase was analyzed for the content of extractable metals (Co, Ni, and Mn) in it and for the whole composition of the main components (Cyanex 301 and TAA) after the experiment (10 cycle) . The data after the 1st, 5th and 10th cycles are given in table.6.
Анализ оборотного экстрагента показал, что содержание Цианекс 301 и триалкиламина в нем практически не изменилось: концентрация Цианекс 301 оказалась равна 0,396 М, а ТАА - 0,51М.Analysis of the circulating extractant showed that the contents of Cyanex 301 and trialkylamine in it practically did not change: the concentration of Cyanex 301 turned out to be 0.396 M, and TAA - 0.51 M.
Из полученных данных видно, что экстракционные характеристики экстрагента, так же как и его концентрация не изменились, что говорит об устойчивости экстрагента при его многократном использовании. Видно также, что реэкстракция металлов серной кислотой происходит практически полностью в нормальных условиях. Металлы, в том числе кобальт, в оборотном экстрагенте не накапливаются, и это подтверждает то, что кобальт в органической фазе не окисляется.From the obtained data it is seen that the extraction characteristics of the extractant, as well as its concentration have not changed, which indicates the stability of the extractant when it is used repeatedly. It is also seen that the back-extraction of metals with sulfuric acid occurs almost completely under normal conditions. Metals, including cobalt, do not accumulate in the circulating extractant, and this confirms that cobalt does not oxidize in the organic phase.
Пример 7.Example 7
Проведены пилотные испытания по проверке способа извлечения кобальта и никеля из сульфатных растворов, содержащих кальций, магний и марганец. Испытания проводили в открытой атмосфере на экстракторах типа смеситель-отстойник с объемом смесительной камеры - 50 мл и камеры отстоя - 250 мл. Установка состояла из 3-х ступеней экстракции,Pilot tests were carried out to verify the method for extracting cobalt and nickel from sulfate solutions containing calcium, magnesium and manganese. The tests were carried out in an open atmosphere on extractors of the mixer-settler type with a mixing chamber volume of 50 ml and a sediment chamber of 250 ml. The installation consisted of 3 stages of extraction,
2-х ступеней отмывки экстракта от примесей и 3-х ступеней реэкстракции. В качестве экстрагента использовали раствор 0,4 М Цианекс 301 в смеси с 0,4 М ТАА в нефтяных парафинах.2 steps of washing the extract from impurities and 3 steps of stripping. A solution of 0.4 M Cyanex 301 mixed with 0.4 M TAA in petroleum paraffins was used as an extractant.
Экстракция: исходный водный раствор, г/л: 5,0 Ni; 0,5 Со; 1,9 Mn; 0,46 Са; 8,3 Mg; O:В=1:2 (0,2:0,4 л/час); Т=50-55°С; τ=10 мин; рН на степенях - 6,2-6,5. Отмывка экстракта от примесей: промывной раствор - H2SO4=0,14N (6,9 г/л); O:В=10:1 (0,2:0,02 л/час); Т=45-50°С; τ=5 мин с учетом рециркуляции фаз; рН на степенях - 6,0-6,1. Реэкстракция: реэкстрагент - H2SO4=4N (196 г/л); O:В=10:1 (0,2:0,02 л/час); Т=25-30°С; τ=5 мин с учетом рециркуляции фаз; рН реэкстракта = 1-3.Extraction: initial aqueous solution, g / l: 5.0 Ni; 0.5 Co; 1.9 Mn; 0.46 Ca; 8.3 Mg; O: B = 1: 2 (0.2: 0.4 L / h); T = 50-55 ° C; τ = 10 min; pH in degrees - 6.2-6.5. Washing the extract from impurities: washing solution - H 2 SO 4 = 0.14N (6.9 g / l); O: B = 10: 1 (0.2: 0.02 L / h); T = 45-50 ° C; τ = 5 min taking into account phase recirculation; pH in degrees is 6.0-6.1. Reextraction: stripping agent - H 2 SO 4 = 4N (196 g / l); O: B = 10: 1 (0.2: 0.02 L / h); T = 25-30 ° C; τ = 5 min taking into account phase recirculation; reextract pH = 1-3.
Рафинаты с установки имели следующий состав, г/л: Ni=0,003-0,08; Со=0,0005-0,017; Mn=1,7-2,0; Ca=0,46-0,48; Mg=8,0-8,2. Извлечение кобальта на стадии экстракции из исходного раствора было не менее 96,2%, а никеля - 98,2%. Реэкстракты содержали, г/л: Ni=100-110; Co=9,5-10,1; Mn=0,1-0,2; Ca=0,03-0,04; Mg=0,04. Состав оборотного экстрагента, г/л: Ni=0,15-0,25; Co=0,002; Mn=0,002.The raffinates from the installation had the following composition, g / l: Ni = 0.003-0.08; Co = 0.0005-0.017; Mn = 1.7-2.0; Ca = 0.46-0.48; Mg = 8.0-8.2. The extraction of cobalt at the stage of extraction from the initial solution was not less than 96.2%, and nickel - 98.2%. Reextracts contained, g / l: Ni = 100-110; Co = 9.5-10.1; Mn = 0.1-0.2; Ca = 0.03-0.04; Mg = 0.04. The composition of the circulating extractant, g / l: Ni = 0.15-0.25; Co = 0.002; Mn = 0.002.
Как видно, никель и кобальт реэкстрагируются практически полностью и в оборотном экстрагенте не накапливаются. За время испытаний было переработано 32 л исходного раствора, экстрагент совершил 8 циклов экстракции-реэкстракции. За этот период его экстракционные свойства не изменились. Концентрации Цианекс 301 и триалкиламина остались такими же, как и до начала испытаний - 0,4 М и 0,4 М, соответственно.As can be seen, nickel and cobalt are re-extracted almost completely and do not accumulate in the circulating extractant. During the tests, 32 L of the initial solution was processed; the extractant completed 8 extraction-re-extraction cycles. During this period, its extraction properties have not changed. The concentrations of Cyanex 301 and trialkylamine remained the same as before the start of the tests - 0.4 M and 0.4 M, respectively.
Устойчивость экстрагента подтверждают также инфракрасные (ИК) спектры органических фаз. Спектры исходного экстрагента и экстрагента после 8 циклов практически совпали, что свидетельствует об отсутствии каких-либо изменений в составе органических фаз. (см. чертеж).The stability of the extractant is also confirmed by infrared (IR) spectra of organic phases. The spectra of the initial extractant and extractant after 8 cycles almost coincided, which indicates the absence of any changes in the composition of the organic phases. (see drawing).
Таким образом, показано, что в отличие от известного способа (прототипа), где экстракцию кобальта и никеля проводят с Цианекс 301 в инертной атмосфере, периодически регенерируют экстрагент водородом, а реэкстракцию металлов ведут соляной кислотой, в предлагаемом способе возможно проведение процесса в обычных условиях без деградации экстрагента, а металлы реэкстрагировать растворами серной кислоты. Очевидно, что операция регенерации экстрагента не нужна.Thus, it is shown that in contrast to the known method (prototype), where cobalt and nickel are extracted with Cyanex 301 in an inert atmosphere, the extractant is periodically regenerated with hydrogen, and the metals are reextracted with hydrochloric acid, in the proposed method, the process can be carried out under ordinary conditions without degradation of the extractant, and metals re-extracted with sulfuric acid solutions. Obviously, an extractant regeneration operation is not needed.
Полученные данные показывают, что предлагаемый способ при его реализации будет гораздо проще и дешевле известного.The data obtained show that the proposed method during its implementation will be much simpler and cheaper than the known one.
На чертеже отражены ИК-спектры органических фаз: 0,4 М Цианекс 301+0,4 М ТАА в нефтяных парафинах.The drawing shows the IR spectra of organic phases: 0.4 M Cyanex 301 + 0.4 M TAA in oil paraffins.
1 - исходный экстрагент.1 - source extractant.
2 - оборотный экстрагент после 4 циклов.2 - reverse extractant after 4 cycles.
3 - оборотный экстрагент после 8 циклов.3 - reverse extractant after 8 cycles.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139965/02A RU2359048C1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139965/02A RU2359048C1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2359048C1 true RU2359048C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41025909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139965/02A RU2359048C1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359048C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540257C1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-02-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) | Cobalt and nickel separation method |
| RU2726618C1 (en) * | 2016-09-05 | 2020-07-15 | Сумитомо Метал Майнинг Ко., Лтд. | Method of producing solutions containing nickel or cobalt |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2127392A (en) * | 1982-09-24 | 1984-04-11 | Chevron Res | Recovery of metal values from an aqueous solution |
| US5174812A (en) * | 1987-05-20 | 1992-12-29 | Meq Nickel Pty., Ltd. | Separation and recovery of nickel and cobalt in ammoniacal systems |
| EP0651062A1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-03 | Queensland Nickel Pty Ltd | Process for the preparation of a high-purity cobalt intermediate |
-
2007
- 2007-10-29 RU RU2007139965/02A patent/RU2359048C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2127392A (en) * | 1982-09-24 | 1984-04-11 | Chevron Res | Recovery of metal values from an aqueous solution |
| US5174812A (en) * | 1987-05-20 | 1992-12-29 | Meq Nickel Pty., Ltd. | Separation and recovery of nickel and cobalt in ammoniacal systems |
| EP0651062A1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-03 | Queensland Nickel Pty Ltd | Process for the preparation of a high-purity cobalt intermediate |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MIHAYLOV I. et al. The development of a novel hydrometallurgical process for nickel and cobalt recovery from Goro laterite ore, 2000, CIM Bulletin, Vol.93, №1041, р.124-130. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540257C1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-02-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) | Cobalt and nickel separation method |
| RU2726618C1 (en) * | 2016-09-05 | 2020-07-15 | Сумитомо Метал Майнинг Ко., Лтд. | Method of producing solutions containing nickel or cobalt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | Synergistic solvent extraction of vanadium from leaching solution of stone coal using D2EHPA and PC88A | |
| CA2961616C (en) | Method of separating cobalt and magnesium from a nickel-bearing extraction feed solution | |
| US9982326B2 (en) | Solvent extraction of scandium from leach solutions | |
| CN101787451A (en) | Method for improving efficiency of acidic organophosphorus extractant for extraction separation of rare-earth elements | |
| Fleitlikh et al. | Purification of zinc sulfate solutions from chloride using extraction with mixtures of a trialkyl phosphine oxide and organophosphorus acids | |
| US4292284A (en) | Solvent extraction recovery process for indium | |
| EP1805335B1 (en) | Process for preparing nickel loaded organic extractant solution | |
| FI126210B (en) | Method for the recovery of copper and zinc | |
| NO127964B (en) | ||
| US8916116B2 (en) | Separation of iron from value metals in leaching of laterite ores | |
| US20100031779A1 (en) | Process for recovery of copper from copper-containing chloride media | |
| RU2359048C1 (en) | Method of nickel and cobalt collective extraction from sulphate solutions, containing calcium, magnesium and manganese | |
| EP4452868B1 (en) | Process for preparing a high-purity nickel sulphate solution | |
| Fleitlikh et al. | Zinc extraction from sulfate–chloride solutions with mixtures of a trialkyl amine and organic acids | |
| Arslan et al. | Solvent extraction of nickel from iron and cobalt containing sulfate solutions | |
| US9689056B2 (en) | Solvent extraction process | |
| US8003066B2 (en) | Method for scrubbing amine-type extractant | |
| RU2540257C1 (en) | Cobalt and nickel separation method | |
| RU2699142C1 (en) | Method of extracting silver from hydrochloric acid solutions | |
| US20100032382A1 (en) | Method for scrubbing an amine type extractant after stripping | |
| RU2378402C2 (en) | Extraction method of germanium from sulfuric solutions | |
| JPS63227727A (en) | Citric acid partial ester iron extractant | |
| KR102529742B1 (en) | Method for solvent extraction of Mo(IV) and Re(VII) | |
| CA2028324C (en) | Method for the solvent extraction of zinc | |
| RU2378400C2 (en) | Extraction method of nickel from sulfate solutions with high content of calcium and magnesium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171030 |