RU2378400C2 - Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния - Google Patents
Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2378400C2 RU2378400C2 RU2007147518/02A RU2007147518A RU2378400C2 RU 2378400 C2 RU2378400 C2 RU 2378400C2 RU 2007147518/02 A RU2007147518/02 A RU 2007147518/02A RU 2007147518 A RU2007147518 A RU 2007147518A RU 2378400 C2 RU2378400 C2 RU 2378400C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- extraction
- calcium
- magnesium
- lix
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 200
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 19
- IFQULAPKPYIHBS-UHFFFAOYSA-N 1-phenyldecane-1,3-dione Chemical compound CCCCCCCC(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 IFQULAPKPYIHBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 21
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 210000000540 fraction c Anatomy 0.000 description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 5
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000658 coextraction Methods 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018505 Ni—Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 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 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDKGUVHACBKGCR-UHFFFAOYSA-N CC(CCCCP(S)=S)(C)C Chemical compound CC(CCCCP(S)=S)(C)C SDKGUVHACBKGCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 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
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- HIRWGWMTAVZIPF-UHFFFAOYSA-N nickel;sulfuric acid Chemical compound [Ni].OS(O)(=O)=O HIRWGWMTAVZIPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке сульфатных растворов выщелачивания окисленных никелевых руд (ОНР), океанических конкреций, сульфидного сырья, содержащих кальций и магний, экстракцией. В результате чего возможна отмывка экстракта от примесей кальция и магния небольшим объемом промывного раствора серной кислоты без образования осадков сульфата кальция (гипса). Никель извлекают из растворов с высоким содержанием кальция и магния экстракцией высшими изокарбоновыми кислотами (ВИК) в разбавителе в присутствии β-дикетон (1-фенил-1,3-декандиона) (LIX 54). Экстракцию ведут при рН 6,1-6,5 и молярном соотношении ВИК:LIX 54=1:1÷0,5. Отмывку экстракта от примесей и реэкстракцию никеля ведут растворами серной кислоты. Техническим результатом является увеличение селективности никеля над примесями Са и Mg при экстракционном извлечении никеля. 7 табл.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке растворов выщелачивания окисленных никелевых руд (ОНР), океанических конкреций, сульфидного сырья и др.
Необходимость создания настоящего изобретения вызвана сложностью существующих способов извлечения никеля из сульфатных растворов, содержащих примеси магния и кальция, особенно в случае их высоких концентраций.
Известен способ [Способ извлечения никеля из растворов и пульп, содержащих магний и/или марганец. И.А.Логвиненко, Л.А.Марушинская и др. Патент РФ №2002825; МПК С22В 3/24, опубл. 15.11.93; бюлл. №41-42], по которому извлечение никеля из растворов и пульп после выщелачивания рудного сырья и отделение его от магния осуществляется с использованием ионообменных процессов. В качестве сорбента применяется винилпиридиновый амфолит, содержащий карбоксильную группу. Десорбция никеля проводится растворами минеральных кислот (H2SO4, НСl) с получением растворов, содержащих 10-25 г/л никеля.
Недостатками способа являются замедленная кинетика сорбции и десорбции никеля, а также невозможность получения концентрированных по никелю элюатов (не более 25 г/л).
Известен также способ [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, p.124-130], по которому извлечение никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием магния и кальция осуществляется с использованием в качестве экстрагента ди(2,4,4)триметилпентилдитиофосфиновой кислоты (Цианекс 301).
Из исходного раствора выщелачивания окисленных никелевых руд (ОНР), содержащего, г/л: 3-6 Ni; до 0,6 Со; до 3,0 Мn; до 0,6 Са и 1-10 Mg, никель экстрагируется 15% раствором Цианекс 301 в алифатическом разбавителе при температуре 55°С. Степень извлечения никеля составляет > 99,5%. Экстракция кальция и магния практически отсутствует. Во избежание окисления экстрагента до дисульфида кислородом воздуха экстракцию проводят в токе инертного газа (азота или диоксида углерода). Реэкстракция никеля проводится концентрированными растворами соляной кислоты (6-7 моль/л) при температуре 60°С.
Существенными недостатками способа являются:
- необходимость проведения процессов экстракции и реэкстракции при повышенной температуре (55-60°С), что приводит к увеличенным энергозатратам;
- необходимость проведения экстракции в инертной атмосфере, что существенно усложняет аппаратурное оформление процесса;
- использование концентрированных растворов агрессивной соляной кислоты на стадии реэкстракции удорожает процесс не только за счет стоимости самой кислоты, но и из-за необходимости применения специальных коррозионно-устойчивых материалов при аппаратурном оформлении процесса.
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] предлагается извлечение никеля из сульфатных растворов проводить с использованием в качестве экстрагента синергетической смеси Versatic 10 (разветвленной монокарбоновой кислоты) и алкилпиридинов. Из растворов, содержащих, г/л: 5,0 Ni; 0,5 Со; 2,0 Mn; 0,5 Ca и 5,0 Mg, извлечение Ni составило > 99%, соэкстракция Ca 1,3% и Mg<0,04%. Реэкстракцию металлов проводили раствором серной кислоты, при этом степень реэкстракции составила > 98%.
Несмотря на удовлетворительные показатели способа по разделению никеля и щелочноземельных элементов, он не свободен от недостатков, среди которых наиболее существенными являются:
- соэкстракция серной кислоты на стадии реэкстракции никеля, что приводит к повышенному расходу нейтрализатора на экстракционном переделе;
- сложность синтеза и промышленная недоступность алкилпиридинов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ-прототип [А.В.Николаев, А.И.Холькин, Л.М.Гиндин, Р.Х.Фрейдлина, К.С.Лубошникова, Л.М.Кузнецова, А.Б.Терентьев, Экстракция металлов α,α-диалкилмонокарбоновыми кислотами. Известия Сибирского Отделения Академии Наук, Серия химических наук, (1972 г.), №12, вып.5, стр.52-58]. По данному способу экстракция никеля и отделение его от кальция и магния осуществляется при использовании в качестве экстрагента высших изокарбоновых кислот (ВИК), представляющих собой разветвленные монокарбоновые кислоты - (R1)(R2)(R3)C-COOH с общим числом углеродных атомов (R1+R2+R3)=5-19 С. Экстракцию ведут в интервале рН 6,0-6,5, при этом коэффициенты разделения никеля и кальция (βNi/Ca) составляют 30-40, а никеля и магния (βNi/Mg) - 300-500. (Как видно, разделение никеля и магния в этих системах представляет собой более простую проблему, чем разделение никеля и кальция.) Реэкстракция никеля из органической фазы легко осуществляется растворами серной кислоты.
Существенным недостатком способа является то, что при высоком содержании кальция в исходном растворе (0,5 г/л и выше) из-за низкой селективности при извлечении никеля (βNi/Ca=30-35) имеет место заметная соэкстракция кальция. В результате чего возможно осаждение гипса на стадии промывки экстракта от примесей (Са, Mg) или на реэкстракции никеля растворами серной кислоты. Это создает большие проблемы с ведением процесса и ведет к потерям никеля. Для избежания выпадения осадков насыщенный никелевый экстракт необходимо промывать от примесей (Са и Mg) большим потоком водного раствора серной кислоты из-за низкой растворимости сульфата кальция, что приводит к возрастанию объема экстракционной аппаратуры, а также разувоживанию общего раствора, поскольку промывной раствор объединяется с исходным.
Техническим результатом изобретения является увеличение селективности экстракции никеля над примесями при его извлечении (в основном, увеличение βNi/Ca), при этом уменьшается содержание Са (Mg) в насыщенном никелевом экстракте. В результате чего возможна отмывка экстракта от этих примесей небольшим объемом промывного раствора серной кислоты (по сути, подкисленной водой) без образования осадков сульфата кальция (гипса).
Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа по извлечению никеля из сульфатных растворов, содержащих кальций и магний, включающего экстракцию никеля при рН 6,1-6,5 высшими изокарбоновыми кислотами (ВИК) в разбавителе, отмывку экстракта от примесей растворами серной кислоты и реэкстракцию никеля растворами серной кислоты, процесс ведут в присутствии LIX 54 (β-дикетон, 1-фенил-1,3-декандион), при молярном соотношении ВИК:LIX54=1:1÷0,5.
Улучшение разделения никеля и Са (Mg) смесями экстрагентов обусловлено проявлением синергетического эффекта при экстракции никеля, по-видимому, за счет образования тройного комплекса никеля в органической фазе (Ni-BHK-LIX54), и некоторым ухудшением экстракции кальция по сравнению с индивидуальными экстрагентами.
В качестве изокарбоновых кислот (ВИК) могут быть использованы разветвленные монокарбоновые кислоты с количеством углеродных атомов не менее 5, в частности фракции С5-С11 и C11-C19.
LIX 54 представляет собой бета-дикетон (1-фенил-1,3-декандион) и производится в промышленном масштабе [LIX54®-100, Technical Bulletin, Cognis Corporation (USA)].
Предлагается использовать смеси при молярном соотношении ВИК:LIX54=1:1÷1:0,5 и рН растворов на стадии экстракции - 6,1-6,5. При иных соотношениях ВИК:LIX 54 ухудшается экстракция никеля, а также разделение металлов (Ni-Ca).
При рН<6,1 ухудшается экстракция никеля; при рН>6,5 извлечение никеля возрастает незначительно, однако при этом заметно возрастает экстракция примесей.
В качестве растворителей используются обычные растворители из ряда алифатических углеводородов (декан, керосин, нефтяные парафины и др.).
Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа.
Пример 1
В табл.1 приведены зависимости экстракции никеля, а также основных примесей (Ca и Mg) от конечных значений рН водных фаз при экстракции смесью ВИК (фракция С5-С9) и LIX 54 в керосине. Изменение рН регулировали, вводя в систему различные количества растворов гидроксида аммония. Составы экстрагента и исходного водного раствора, а также условия эксперимента приведены в табл.1. Для сравнения в табл.2 приведены данные по экстракции металлов ВИК в керосине без LIX 54 (способ-прототип).
| Таблица 1 Зависимость экстракции металлов от рН смесью ВИК и LIX 54 в керосине Экстрагент: 1,0 М ВИК (фракция С5-С9)+1,0 М LIX 54 Исходный водный раствор, г/л: Ni - 4.75; Ca - 0.5; Mg - 7,12; рН(исх)=6,1 Условия экстракции; Т=22°С, τ=1 ч, О:В=1:1 |
|||||||||||
| рН | содержание Ni, г/л | *DNi | содержание Са, мг/л | DCa | содержание Mg, г/л | DMg | **βNi/Ca | βNi/Mg | |||
| водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | ||||||
| 4,98 | 2,75 | 1,88 | 0,68 | - | - | ||||||
| 5,58 | 0,75 | 3,86 | 5,15 | 486 | 45 | 0,09 | 7,0 | 0,013 | 0,002 | 57 | 2575 |
| 6,08 | 0,125 | 4,38 | 35,0 | 475 | 57 | 0,12 | 7,0 | 0,056 | 0,008 | 292 | 4375 |
| 6,51 | 0,026 | 4,53 | 174,3 | 462 | 75 | 0,16 | 6,5 | 0,265 | 0,041 | 1089 | 4252 |
| 6,84 | 0,017 | 4,86 | 285,9 | 420 | 84 | 0,20 | - | - | - | 1430 | - |
| *D=С(орг.)/С(в.) - коэффициент распределения металла; | |||||||||||
| **βNi/Ca=DNi/DCa - коэффициент разделения Ni-Ca; βNi/Mg=DNi/DMg - коэффициент разделения Ni-Mg | |||||||||||
| Таблица 2 Зависимость экстракции металлов от рН ВИК в керосине Экстрагент: 1,0 М ВИК (фракция С5-С9) Исходный водный раствор, г/л: Ni - 4.75; Ca - 0.5; Mg - 7,12; рН(исх)=6,1 Условия экстракции; Т=22°С, τ=1 ч, О:В=1:1 |
|||||||||||
| рН | содержание Ni, г/л | DNi | содержание Са, мг/л | DCa | содержание Mg, г/л | DMg | βNi/Ca | βNi/Mg | |||
| водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | ||||||
| 5,75 | 2,30 | 2,25 | 0,98 | 460 | 56,0 | 0,12 | 7,0 | 0,038 | 0,005 | 8,1 | 196 |
| 6,2 | 1,13 | 3,50 | 3,1 | 427 | 73,0 | 0,17 | 7,0 | 0,055 | 0,008 | 18,2 | 398 |
| 6,6 | 0,56 | 4,13 | 7,38 | 406 | 90,0 | 0,22 | 7,0 | 0,094 | 0,014 | 33,6 | 527 |
| 6,93 | 0,44 | 4,25 | 9,66 | 365 | 113,5 | 0,31 | - | - | - | 31,2 | - |
| D=С(орг.)/С(в.) - коэффициент распределения металла; | |||||||||||
| βNi/Ca=DNi/DСa - коэффициент разделения Ni-Ca; βNi/Mg=DNi/DMg - коэффициент разделения Ni-Mg | |||||||||||
Из табл.1 видно, что в предлагаемом способе извлечение никеля (DNi) и степень его отделения его от примесей (βNi/Ca и βNi/Mg) намного выше, чем в известном способе (прототипе) (см. табл.2).
Из табл.1 также видно, что с увеличением рН экстракция никеля возрастает, оптимальной областью экстракции следует считать изменение рН в интервале 6,1-6,5. При рН<6,1 заметно ухудшается экстракция никеля; при рН>6,5 извлечение никеля возрастает незначительно, однако при этом заметно возрастает экстракция кальция и магния.
Пример 2
Нижеследующий пример демонстрирует возможность использования для очистки никеля от Са и Mg не только смеси LIX 54 с ВИК фракции С5-С9, (пример 1), но и другие фракции ВИК.
В табл.3 приведены зависимости экстракции никеля, а также основных примесей (Са и Mg) от конечных значений рН водных фаз при экстракции смесью ВИК (фракция C11-C19) и LIX 54 в керосине. Условия проведения эксперимента аналогичны примеру 1.
| Таблица 3 Зависимость экстракции металлов от рН смесью ВИК и LIX 54 в керосине Экстрагент: 1,0 М ВИК (фракция C11-C19) + 1,0 М LIX 54 |
|||||
| рН | DNi | DCa | DMg | βNi/Ca | βNi/Mg |
| 5,9 | 20 | 0,1 | - | 200 | - |
| 6,2 | 45 | 0,12 | 0,01 | 376 | 4500 |
| 6,4 | 132 | 0,13 | - | 1015 | - |
Как видно из табл.3, при использовании смеси LIX 54+ВИК фракции C11-C19, как и в случае использования смеси LIX 54+ВИК фракции С5-С9 (табл.1), реализуются высокие коэффициенты распределения никеля и коэффициенты разделения никеля и щелочноземельных элементов, которые намного выше, чем в известном способе (прототипе) (см. табл.2).
Пример 3
В данном примере показано влияние состава экстрагента на разделение никеля с кальцием и магнием.
В табл.4 приведены данные по экстракции никеля, а также основных примесей (Са и Mg) в зависимости от состава экстрагента (ВИК+LIX 54) при постоянном конечном (равновесном) значении рН (рН 6,25-6,3). Составы экстрагентов, а также условия эксперимента приведены в табл.4.
| Таблица 4 Зависимость экстракции металлов от состава экстракционной смеси в керосине Экстрагент: ВИК (фракция С5-С9) + LIX 54 в керосине Исходный водный раствор, г/л: Ni - 4.75; Ca - 0.5; Mg - 7,12; рH(исх)=6,1 Условия экстракции: Т=22°С, τ=1 ч, О:В=1:1; рН(кон)=6,25-6,3 |
||||||
| № | Состав экстрагента, М | DNi | DCa | DMg | βNi/Ca | βNi/Mg |
| 1 | 1,0 М ВИК+1,0 М LIX 54 | 88,0 | 0,13 | 0,02 | 640 | 4400 |
| 2 | 1,0 М ВИК+0,5 М LIX 54 | 36,5 | 0,1 | 0,008 | 365 | 4562 |
| 3 | 1,0 М ВИК+0,25 М LIX 54 | 7,0 | 0,16 | - | 44 | - |
| 4* | 0,5 М ВИК+1,0 М LIX 54 | 14,1 | 0,04 | - | 350 | - |
| 4* - при экстракции имело место образование осадков. | ||||||
Из табл.4 видно, что при постоянном содержании ВИК в органической фазе с уменьшением концентрации LIX заметно падают коэффициенты распределения никеля и ухудшается разделение никеля и кальция (№1-3). При постоянном содержании LIX и уменьшении концентрации ВИК также имеет место ухудшение экстракции никеля и падение коэффициентов разделения никеля с кальцием (№1, 4). Кроме того, при дефиците ВИК на экстракции наблюдалось образование осадков (№4).
Оптимальным является использование смеси при молярном соотношении ВИК:LIX54=1:1÷1:0,5. При этих соотношениях реализуются высокие коэффициенты распределения никеля и коэффициенты разделения никеля и кальция. Коэффициенты разделения никеля и магния во всех случаях были высокими. Из табл.4 видно, что в предлагаемом способе извлечение никеля и степень его отделения его от примесей намного выше, чем в известном способе (прототипе) (см. табл.2).
Пример 4
Методом переменных соотношений водной и органической фаз (О:В) снята изотерма экстракции никеля из сульфатных растворов смесью ВИК (фракция С5-С9, HR) и LIX 54 в керосине. Постоянство рН поддерживалось аммонийной формой экстрагента (NH4R). Для чего он был предварительно обработан гидроксидом аммония. Состав экстрагента и исходного водного раствора, а также условия эксперимента приведены в табл.5.
Такой ход изотермы позволяет при О:В=1:2÷2,5 за 2-3 ступени экстракции практически полностью (на 99,75-99,85%) извлечь никель из исходного раствора.
| Таблица 5 Изотерма экстракции никеля из сульфатного раствора смесью ВИК и LIX 54 в керосине Экстрагент: 1,0 М ВИК (0,7 М HR + 0,3 М NH4R) + 0,5 М LIX 54 Исходный водный раствор, г/л: Ni - 4.82; Ca - 0.52; Mg - 7,32; рН(исх)=6,09 Условия экстракции: Т=22°С, τ=1 ч |
|||||
| № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| О:В | 5:1 | 2,5:1 | 1:1 | 1:2,5 | 1:5 |
| pН(раф) | 7,0 | 6,9 | 6,3 | 6,1 | 6,0 |
| СNi(в), г/л | 0,01 | 0,02 | 0,17 | 1,22 | 3,02 |
| CNi(o), г/л | 1,0 | 1,93 | 4,7 | 9,0 | 9,0 |
Пример 5
В условиях примера 4 (табл.5, №4) смесью ВИК и LIX 54 в керосине получен экстракт, содержащий никель, а также примеси щелочноземельных элементов. Для отмывки экстракта от примесей (Са и Mg) его обрабатывали разбавленными растворами серной кислоты при различных соотношениях органической и водной фаз (О:В). Составы экстрагента, экстракта, условия эксперимента и полученные результаты приведены в табл.6. Для сравнения там же приведены данные по отмывке никелевого экстракта от примесей с ВИК в керосине без LIX 54 (способ-прототип).
Как видно из таблицы, эффективность отмывки экстракта от кальция в предлагаемом способе (№1-3) во всех случаях выше, чем в известном способе (прототипе). Уменьшить объем промывного раствора в известном способе (О:В=10÷15:1) не представляется возможным из-за сравнительно высоких коэффициентов распределения кальция (DCa=0,14-0,15). Кроме того, при небольшом потоке промывного раствора возможно образование осадков сульфата кальция (гипса).
| Таблица 6 Распределение никеля и примесей при отмывке никелевых экстрактов растворами серной кислоты Промывной раствор: Н2SO4 (1,5-7,5 г/л) Условия промывки экстракта: Т=22°С, τ=1 ч I. Предлагаемый способ Экстрагент: 1,0 М ВИК (0,7 MHR + 0,3 М NH4R) + 0,5 М LIX 54 в керосине Состав экстракта, г/л: 9,0 Ni; 0,02 Са; 0,03 Mg |
||||||||
| № | О:В | pH | содержание Са, г/л | Степень отмывки Са, ε, % | содержание Ni, г/л | Степень отмывки Ni, ε, % | ||
| водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | |||||
| 1 | 15:1 | 6,0 | 0,18 | 0,008 | 60,0 | 0,52 | 8,96 | 0,38 |
| 2 | 10:1 | 6,0 | 0,14 | 0,006 | 70,1 | 0,52 | 8,95 | 0,56 |
| 3 | 5:1 | 6,1 | 0,08 | 0,004 | 80,0 | 0,51 | 8,89 | 1,20 |
| II. Известный способ (прототип) Экстрагент: 1,0 М ВИК (0,7 MHR + 0,3 М NH4R) в керосине Состав экстракта, г/л: 9,02 Ni; 0,08 Са; 0,08 Mg |
||||||||
| № | О:В | рН | содержание Са,г/л |
Степень отмывки Са, ε, % |
содержание Ni, г/л |
Степень отмывки Ni, ε, % | ||
| водн.ф | орг.ф | водн.ф | орг.ф | 6,1 | ||||
| 4 | 5:1 | 6,2 | 0,23 | 0,034 | 57,5 | 2,72 | 8,45 | |
Отмывка экстракта от магния проходит достаточно эффективно как в предлагаемом способе, так и в прототипе - степень отмывки от магния во всех случаях была >94,5%.
Что касается вымывания никеля из экстракта, то, как видно из таблицы, в предлагаемом способе степень отмывки экстракта от никеля гораздо меньше, чем в известном (прототипе), и составляет 0,38-1,2% и 6,1%, соответственно. Повышенное содержание никеля в промывном растворе (прототип) приводит к увеличению потока экстрагента, поскольку промывной раствор, как правило, объединяется с исходным.
Очевидно, что в предлагаемом способе за 2-3 ступени промывки можно практически полностью очистить экстракт от Са и Mg.
Пример 6
Проведена экстракция никеля из раствора сульфата никеля (1,0 М NiSO4) раствором 1,0 М ВИК (0,7 MHR + 0,3 М NH4R) + 0,5 М LIX 54 в керосине.
Условия экстракции: ВИК фракции С5-С9; О:В=1:1; Т=22°С; τ=1 ч.
В насыщенном экстракте обнаружено 9,04 г/л никеля. Реэкстракцию никеля осуществляли раствором серной кислоты при различных соотношениях органической и водной фаз (О:В). Состав экстракта, условия эксперимента и полученные результаты приведены в табл.7.
| Таблица 7 Реэкстракция никеля серной кислотой Содержание никеля в экстракте: 9,04 г/л Реэкстрагент: 1,5 М (147 г/л) раствор H2SO4 Условия реэкстракции: Т=22°С, τ=1 ч |
|||||
| О:В | рН (кон) | содержание никеля, г/л | степень реэкстракции, % | № | |
| водная фаза | орган, фаза | ||||
| 10:1 | 2,95 | 89,5 | 0,01 | 99,89 | 1 |
| 7,5:1 | <0,0 | 67,35 | 0,006 | 99,93 | 2 |
| 5:1 | <0,0 | 45,15 | 0,005 | 99,94 | 3 |
Как видно из таблицы, практически полная реэкстракция никеля достигается уже за 1-ю ступень при рН(кон)<3,0 (№1). При этом имеет место существенное концентрирование никеля в реэкстрактах.
Предлагаемый способ достаточно прост, за небольшое число ступеней экстракции возможно получение никелевых растворов высокой чистоты, извлечение никеля составляет не менее 99,75%. Одним из достоинств предлагаемого способа является также использование экстрагентов (монокарбоновых кислот и LIX 54), выпуск которых налажен в промышленном масштабе.
Claims (1)
- Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния, включающий экстракцию никеля при рН 6,1-6,5 высшими изокарбоновыми кислотами (ВИК) в разбавителе, отмывку экстракта от примесей и реэкстракцию никеля растворами серной кислоты, отличающийся тем, что экстракцию ведут в присутствии β-дикетон (1-фенил-1,3-декандиона) (LIX 54) при молярном соотношении ВИК:LIХ54=1:1-0,5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147518/02A RU2378400C2 (ru) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007147518/02A RU2378400C2 (ru) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007147518A RU2007147518A (ru) | 2009-06-27 |
| RU2378400C2 true RU2378400C2 (ru) | 2010-01-10 |
Family
ID=41026674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007147518/02A RU2378400C2 (ru) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2378400C2 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4076618A (en) * | 1976-07-09 | 1978-02-28 | Photocircuits Division Of Kollmorgen Corporation | Treatment of liquids containing complexed heavy metals and complexing agents |
| EP0350858A1 (de) * | 1988-07-11 | 1990-01-17 | M&T CHEMICALS GMBH Galvanotechnik Spezialchemikalien | Verfahren zur Abtrennung von Nickel aus Nickelionen enthaltenden verdünnten wässrigen Lösungen |
| WO1993016204A2 (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-19 | Cognis, Inc. | Process and apparatus for extracting solutes from their aqueous solutions |
| WO1997030181A1 (en) * | 1996-02-17 | 1997-08-21 | Zeneca Limited | Extraction of cobalt and/or nickel from an aqueous feed solution |
| WO2001062989A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Anaconda Nickel Ltd | Method for the recovery of nickel and/or cobalt |
| RU2203969C2 (ru) * | 2001-05-14 | 2003-05-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ селективной экстракции ионов меди, кобальта и никеля из водных растворов |
| RU2219259C2 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-12-20 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции никеля из водных растворов |
-
2007
- 2007-12-19 RU RU2007147518/02A patent/RU2378400C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4076618A (en) * | 1976-07-09 | 1978-02-28 | Photocircuits Division Of Kollmorgen Corporation | Treatment of liquids containing complexed heavy metals and complexing agents |
| EP0350858A1 (de) * | 1988-07-11 | 1990-01-17 | M&T CHEMICALS GMBH Galvanotechnik Spezialchemikalien | Verfahren zur Abtrennung von Nickel aus Nickelionen enthaltenden verdünnten wässrigen Lösungen |
| WO1993016204A2 (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-19 | Cognis, Inc. | Process and apparatus for extracting solutes from their aqueous solutions |
| WO1997030181A1 (en) * | 1996-02-17 | 1997-08-21 | Zeneca Limited | Extraction of cobalt and/or nickel from an aqueous feed solution |
| WO2001062989A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Anaconda Nickel Ltd | Method for the recovery of nickel and/or cobalt |
| RU2203969C2 (ru) * | 2001-05-14 | 2003-05-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ селективной экстракции ионов меди, кобальта и никеля из водных растворов |
| RU2219259C2 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-12-20 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции никеля из водных растворов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НИКОЛАЕВ А.В. и др. Экстракция металлов α,α-диалкилмонокарбоновыми кислотами. Известия Сибирского отделения Академии наук, Серия химических наук. - 1972, №12, вып.5, с.52-58. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007147518A (ru) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100552061C (zh) | 一种从铜钴矿浸出液萃取除钙镁的方法 | |
| CN104962743B (zh) | 一种从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟的方法 | |
| CN107815542B (zh) | 一种用于酸性溶液中镍选择性萃取的协同萃取剂及方法 | |
| US11214849B2 (en) | Method for recovering scandium | |
| CA2961616A1 (en) | Method of separating cobalt and magnesium from a nickel-bearing extraction feed solution | |
| JP2016507637A (ja) | スカンジウム高含有のスカンジウム含有固体材料の生産方法 | |
| US20020053260A1 (en) | Process for extraction of metals | |
| CN112575193A (zh) | 一种铜和锰的分离方法及其应用 | |
| FI126210B (en) | Process for the recovery of copper and zinc | |
| CN114774689A (zh) | 一种含有机氧化膦类萃取剂的镍钴协萃体系的萃取剂以及镍钴萃取方法 | |
| Fleitlikh et al. | Purification of zinc sulfate solutions from chloride using extraction with mixtures of a trialkyl phosphine oxide and organophosphorus acids | |
| WO2022048308A1 (zh) | 一种从含铜锰钙锌混合溶液中分离铜锰的方法 | |
| AU2008264193B1 (en) | Process for recovery of copper from copper-containing chloride media | |
| RU2378400C2 (ru) | Способ извлечения никеля из сульфатных растворов с высоким содержанием кальция и магния | |
| US4120817A (en) | Extraction agent composition | |
| JP2012153546A (ja) | 硫酸コバルトの製造方法 | |
| Arslan et al. | Solvent extraction of nickel from iron and cobalt containing sulfate solutions | |
| RU2540257C1 (ru) | Способ разделения кобальта и никеля | |
| CA2884546C (en) | Solvent extraction process | |
| JP5502178B2 (ja) | 銀の回収方法 | |
| KR101643049B1 (ko) | 혼합 추출제를 이용한 희토류 금속의 회수방법 | |
| RU2683405C1 (ru) | Способ получения раствора хлорного железа | |
| JP7673528B2 (ja) | 硫酸コバルトの製造方法 | |
| JP6316100B2 (ja) | 鉱山廃水または浸透水の処理方法 | |
| RU2378402C2 (ru) | Способ извлечения германия из сернокислых растворов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091220 |