RU2591910C1 - Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях - Google Patents
Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591910C1 RU2591910C1 RU2015109573/02A RU2015109573A RU2591910C1 RU 2591910 C1 RU2591910 C1 RU 2591910C1 RU 2015109573/02 A RU2015109573/02 A RU 2015109573/02A RU 2015109573 A RU2015109573 A RU 2015109573A RU 2591910 C1 RU2591910 C1 RU 2591910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- cathode
- manganese
- extraction
- titanium
- Prior art date
Links
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 35
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 title abstract description 22
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 abstract 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 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 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- YXAOOTNFFAQIPZ-UHFFFAOYSA-N 1-nitrosonaphthalen-2-ol Chemical compound C1=CC=CC2=C(N=O)C(O)=CC=C21 YXAOOTNFFAQIPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области извлечения веществ электроэкстракцией и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ извлечения кобальта и марганца из водных сульфатных растворов включает электролиз с выделением кобальта на катоде и осаждением марганца в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде. При этом электролиз проводят с использованием катода из титана и перфорированной перегородки, разделяющей катодное и анодное пространства, при рН=1,1-1,4 водного сульфатного раствора и силе тока 0,5-1,5 А. Технический результат при осуществлении изобретения заключается в получении металлического кобальта высокой чистоты. 6 ил., 1 табл., 3 пр.
.
Description
Способ относится к области извлечения веществ электроэкстракцией и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Известны способы очистки раствора кобальта от марганца сорбцией кобальта на анионите с последующей его десорбцией кислым раствором [Худяков И.Ф., Кляйн С.Э., Агеев Н.Г. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов. М.: Металлургия, 1993, с. 167].
Недостатком способа является необходимость обработки большого объема растворов, к тому же необходимо большое число стадий переработки для получения металлического кобальта, не содержащего примеси марганца.
Наиболее близким техническим решением является способ извлечения кобальта и марганца из водных сульфатных растворов [Патент RU 2212460 С2 (МПК C22B 3/20, опубл. 20.09.2003)], включающий электролиз с выделением кобальта на катоде и осаждением марганца в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде.
Недостатком способа является то, что выход по току и удельный расход электроэнергии не являются оптимальными, катодный кобальт содержит микропримеси, и сдирка катода затруднена.
Задачей изобретения является создание эффективного способа очистки растворов кобальта от марганца в технологии получения металлического кобальта.
Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретении, заключается в получении металлического кобальта высокой чистоты.
Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения кобальта и марганца из водных сульфатных растворов, включающем электролиз с выделением кобальта на катоде и осаждением марганца в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде, электролиз проводят с использованием катода из титана и перфорированной перегородки, разделяющей катодное и анодное пространства, при рН=1,1-1,4 водного сульфатного раствора и силе тока 0,5-1,5 А.
Сущность способа поясняется данными таблицы и фиг. 1-6, в которых указаны условия проведения электроэкстракции, результаты рентгено-спектрольного анализа катодного кобальта и фазового состава анодного шлама.
Электроосаждение кобальта проводили из сульфатных растворов, для эксперимента использовали сульфат кобальта COSO4 и сульфат марганца MnSO4 марки х.ч., а также их кристаллогидраты CoSO4·7H2O и MnSO4·7H2O.
В данной работе процессы исследованы при pH 1,1-1,4, что соответствует аналогичным процессам реального производства.
Исследования проводились в стационарном режиме.
Концентрации ионов металлов в исходном электролите составляли, г/дм: 30-50 Co и 1 Mn.
Электролиз проводили в 3 стадии в течение, ч: I - 5-6, II - 5-6, III - 5-6.
В конце каждой стадии контролировали силу тока и величину напряжения на ванне, температуру электролита, концентрации Co и Mn в растворе. Электрическая схема установки приведена на фиг. 1. Катод - титановый или алюминиевый, анод - свинцовый с содержанием до 1% серебра. Электроэкстракция кобальта в стационарном режиме проводилась из сульфатных растворов в электролизере ящичного типа объемом 400 см с перфорированной перегородкой из оргстекла, отделяющей катодное и анодное пространство электролита, или без нее. Электролит в процессе экстракции нагревался от комнатной температуры до 50-60°С.
Концентрацию ионов контролировали:
- концентрацию марганца определяли объемным персульфатным методом;
- концентрацию кобальта определяли колориметрическим методом с применением нитрозо-Р-соли и весовым с α- нитрозо-β-нафтолом.
Определение элементного состава поверхности катодного кобальта и анодного шлама проводили рентгеноспектральным анализом с применением растрового электронного микроскопа CAMSCAN MV 2300.
Примеры практического применения
Пример 1 (таблица, фиг. 2-4)
На фиг. 2 дана зависимость от времени массы катодного кобальта (Со) и анодного шлама (Аш), выделившихся при электроэкстракции: а - титановый катод и перегородка, б - титановый катод и без перегородки, - с перегородкой и алюминиевым и титановым катодами.
Из таблицы и фиг. 2 можно сделать следующие выводы:
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде извлекается намного большая масса кобальта при силе тока 1,0-1,5 А по сравнению с экстракцией при силе тока 0,5 А.
- Из растворов без перегородки при электроэкстракции на титановом катоде извлекается намного большая масса кобальта при силе тока 1,5 А по сравнению с экстракцией при силах тока 0,5-1,0 А.
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде извлекается больше кобальта, чем при экстракции без перегородки.
- Из растворов с перегородкой и без перегородки при электроэкстракции на титановом катоде извлекается примерно одинаковая масса анодного шлама кобальта при силе тока 0,5-1,5 А.
- Из растворов с перегородкой при силе тока 1,0 А при электроэкстракции на алюминиевом катоде извлекается несколько большая кобальта, чем при экстракции на титановом катоде.
- Из растворов с перегородкой при силе тока 1,0 А при электроэкстракции на алюминиевом катоде извлекается большая масса анодного шлама, чем при использовании титанового катода.
На фиг. 3 даны результаты рентгеноспектрального анализа катодного кобальта, полученного при экстракции с перегородкой на титановом катоде при силе тока 1 А. Видно, что кобальт не содержит примеси марганца, лишь слегка окислен с поверхности, обращенной к раствору.
При использовании алюминиевого катода в составе катодного кобальта содержатся оксиды и гидроксосоли кобальта, марганца, алюминия и свинца.
Сдирка катода легче происходит при использовании титанового катода, чем с алюминиевого. Следует также иметь ввиду большую прочность и устойчивость против окисления титанового катода по сравнению с алюминиевым катодом.
На фиг. 4 дан рентгеноспектральный анализ анодного шлама, полученного при экстракции с перегородкой и титановом катоде при силе тока 1 А. Видно, что анодный шлам содержит оксиды и соли кобальта, марганца, свинца и серебра. Установлено, что такие анодные шламы являются катализаторами окислительных процессов.
Пример 2 (таблица, фиг. 5)
На фиг. 5 дана зависимость от времени выхода по току кобальта из растворов:
а - с титановым катодом и перегородкой, б - с титановым катодом и без перегородки, с - с перегородкой и алюминиевым и титановым катодами.
Из таблицы и фиг. 5 можно сделать следующие выводы:
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде выход по току больше при силе тока 0,5 А по сравнению с экстракцией при силе тока 1,0-1,5 А.
- Из растворов без перегородки при электроэкстракции на титановом катоде выход по току больше при силе тока 1,5 А по сравнению с экстракцией при силе тока 0,5-1,0 А.
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде выход по току на порядок больше, чем при электроэкстракции без перегородки.
- Из растворов с перегородкой и без перегородки при силе тока 1,0 А при электроэкстракции на алюминиевом и титановом катодах выход по току примерно одинаков.
Пример 3 (таблица, фиг. 6)
На фиг. 6 дана зависимость от времени удельного расхода электроэнергии: а - с титановым катодом и перегородкой, б - с титановым катодом и без перегородки, с - с перегородкой и алюминиевым и титановым катодами.
Из таблицы и фиг. 6 можно сделать следующие выводы:
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде удельный расход электроэнергии меньше при силе тока 0,5-1,0 А по сравнению с экстракцией при силе тока 1,5 А.
- Из растворов без перегородки при электроэкстракции на титановом катоде удельный расход электроэнергии меньше при силе тока 0,5 и 1,5 А по сравнению с экстракцией при силе тока 1,0 А.
- Из растворов с перегородкой при электроэкстракции на титановом катоде удельный расход электроэнергии меньше, чем при электроэкстракции без перегородки.
- Из растворов с перегородкой и без перегородки при силе тока 1,0 А при электроэкстракции на алюминиевом и титановом катодах удельный расход электроэнергии примерно одинаков в начальное время экстракции, а при времени больше 10 часов удельный расход электроэнергии меньше при электролизе на титановом катоде.
Claims (1)
- Способ извлечения кобальта и марганца из водных сульфатных растворов, включающий электролиз с выделением кобальта на катоде и осаждением марганца в составе анодного шлама, образующегося на свинцовом аноде, отличающийся тем, что электролиз проводят с использованием катода из титана и перфорированной перегородки, разделяющей катодное и анодное пространства, при рН=1,1-1,4 водного сульфатного раствора и силе тока 0,5-1,5 А.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109573/02A RU2591910C1 (ru) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109573/02A RU2591910C1 (ru) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2591910C1 true RU2591910C1 (ru) | 2016-07-20 |
Family
ID=56412751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015109573/02A RU2591910C1 (ru) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2591910C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677447C2 (ru) * | 2017-02-13 | 2019-01-16 | Лидия Алексеевна Воропанова | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфата кобальта и марганца в динамических условиях |
| CN115386727A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-25 | 珠海格力绿色再生资源有限公司 | 一种锂电池的有价金属回收方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1181777A (en) * | 1967-11-17 | 1970-02-18 | Int Nickel Ltd | Production of Electrolytic Nickel |
| US4201648A (en) * | 1978-04-12 | 1980-05-06 | The International Nickel Co., Inc. | Nickel recovery from sulfur-deficient mattes |
| WO2000053825A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'kombinat Severo Nikel' Rao 'norilsky Nikel' | Method for producing cathodic nickel |
| RU2202460C2 (ru) * | 2001-06-04 | 2003-04-20 | Орловский государственный технический университет | Устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля |
| RU2209839C2 (ru) * | 2001-10-03 | 2003-08-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Электрохимический способ очистки водных растворов меди от марганца |
| RU2361967C1 (ru) * | 2007-09-28 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" | Способ электроизвлечения компактного никеля |
-
2015
- 2015-03-18 RU RU2015109573/02A patent/RU2591910C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1181777A (en) * | 1967-11-17 | 1970-02-18 | Int Nickel Ltd | Production of Electrolytic Nickel |
| US4201648A (en) * | 1978-04-12 | 1980-05-06 | The International Nickel Co., Inc. | Nickel recovery from sulfur-deficient mattes |
| WO2000053825A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'kombinat Severo Nikel' Rao 'norilsky Nikel' | Method for producing cathodic nickel |
| RU2202460C2 (ru) * | 2001-06-04 | 2003-04-20 | Орловский государственный технический университет | Устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля |
| RU2209839C2 (ru) * | 2001-10-03 | 2003-08-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Электрохимический способ очистки водных растворов меди от марганца |
| RU2361967C1 (ru) * | 2007-09-28 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" | Способ электроизвлечения компактного никеля |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677447C2 (ru) * | 2017-02-13 | 2019-01-16 | Лидия Алексеевна Воропанова | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфата кобальта и марганца в динамических условиях |
| CN115386727A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-25 | 珠海格力绿色再生资源有限公司 | 一种锂电池的有价金属回收方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11267719B2 (en) | Preparation method of lithium hydroxide | |
| CN106566927B (zh) | 用于铜阳极泥浸出液的高效梯度分离回收工艺 | |
| JP2016502602A (ja) | 混合酸化材料からの鉛の回収 | |
| CN103695961B (zh) | 从铜冶炼烟气净化系统硫酸废水中回收铼、砷、铜的方法 | |
| CN102839379A (zh) | 一种酸性蚀刻液的在线处理方法 | |
| RU2591910C1 (ru) | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфатов кобальта и марганца в статических условиях | |
| US10934192B2 (en) | Method of recovering copper from a dilute metal containing solution | |
| CN106244811A (zh) | 一种铜铁含量低、锡镍含量高的电镀污泥的回收利用方法 | |
| JP2019218622A (ja) | 銅インジウム・ガリウム・セレン廃棄物の回収方法 | |
| CN102268714B (zh) | 一种电解提取金属镓用阴极的电化学预处理方法 | |
| CN103628088B (zh) | 从含钴合金分离钴的方法及硫酸钴产品 | |
| CN102851508B (zh) | 一种从湿法电解锌酸浸渣中碱浸旋流电解法生产电解铅粉的方法 | |
| CN109321745A (zh) | 利用金属表面处理废物制备镍板的方法 | |
| CN106283109A (zh) | 一种湿法提铜过程中高铁电积贫液的处理方法 | |
| CN102888624A (zh) | 一种含锌碱液旋流电解生产超细锌粉的方法 | |
| CN102849802A (zh) | 一种超低钙镁杂质浓度的硫酸锰溶液的制备方法 | |
| RU2815375C1 (ru) | Способ обезмеживания сернокислых растворов медеэлектролитного производства | |
| RU2209839C2 (ru) | Электрохимический способ очистки водных растворов меди от марганца | |
| CN116445950A (zh) | 功能纤维协同光电化学技术高效提取及综合利用盐湖资源 | |
| RU2677447C2 (ru) | Электроэкстракция кобальта из водных растворов сульфата кобальта и марганца в динамических условиях | |
| CN107253781B (zh) | 一种酸性含铜废液循环处置回收的方法 | |
| RU2393256C1 (ru) | Способ извлечения селена из шламов электролиза меди | |
| CN114774943B (zh) | 一种双向电解铁镍合金分离提取铁、镍的方法 | |
| Han et al. | Recovery of Ni-Co alloy, MnO2, graphite and Li2CO3 from spent ternary lithium-ion batteries through three-compartment electrolysis | |
| RU2340707C1 (ru) | Способ электрохимической переработки металлических отходов вольфрама или рения |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170319 |