RU2848143C2

RU2848143C2 - Method for extracting nickel and cobalt from raw material in the form of a mixed hydroxide precipitate containing mixed nickel and cobalt hydroxide

Info

Publication number: RU2848143C2
Application number: RU2024131568A
Authority: RU
Inventors: Шон Сик ЧОЙ; Джэ Хун ЧУ; Чан Юнг ЧОЙ
Original assignee: Корея Цинк Ко., Лтд.; Кемчо
Priority date: 2023-01-27
Filing date: 2024-10-21
Publication date: 2025-10-16

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention can be used in the manufacture of cathode active material for lithium secondary batteries. The method for extracting nickel and cobalt from raw material based on mixed hydroxide precipitate containing mixed nickel/cobalt hydroxidecobalt mixed hydroxide, comprises a leaching stage, which includes a first leaching stage with heating at atmospheric pressure and a second leaching stage with heating at atmospheric pressure, wherein the raw material is heated and leached at atmospheric pressure to form a leaching product solution containing nickel, cobalt and impurities. The first leaching stage is carried out at a temperature of 50-70°C and a pH of 2.7-3.3, and the second leaching stage is carried out at a temperature of 80-100°C. This is followed by an extraction stage, in which the leaching product solution is separated into a first filtrate containing nickel and impurities and a first organic layer containing cobalt and impurities by adding an extractant solvent to the leaching product solution. Next, a purification stage is carried out to remove impurities, including magnesium, manganese, zinc, copper or mixtures thereof, by adding a sulphuric acid solution to the first organic layer to obtain a second filtrate and adding sulphide to the second filtrate with precipitation and extraction of the cobalt precipitate.

EFFECT: increased nickel/cobalt extraction, reduced energy consumption, and reduced risk of fire and explosion due to the use of an organic solvent in the extraction stage.

16 cl, 3 dwg, 9 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

[01] Настоящее изобретение относится к способу извлечения никеля и кобальта из сырьевого материала, представляющего собой смешанный гидроксидный осадок, содержащий смешанный гидроксид никеля и кобальта, для получения водного раствора, содержащего никель или кобальт, который может быть использован для получения катодно-активного материала литий-ионной вторичной батареи.[01] The present invention relates to a method for extracting nickel and cobalt from a raw material that is a mixed hydroxide precipitate containing a mixed hydroxide of nickel and cobalt, to obtain an aqueous solution containing nickel or cobalt, which can be used to obtain a cathode-active material for a lithium-ion secondary battery.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[02] Одноэтапная процедура выщелачивания посредством реакции с нагреванием при атмосферном давлении или двухэтапная процедура выщелачивания, состоящая из реакции с нагреванием при атмосферном давлении и реакции с нагреванием под давлением, в основном использовались для ионизации никеля и кобальта из сырьевого материала в виде осадка на фильтре, представленного смешанным гидроксидным осадком (MHP), содержащим смешанный гидроксид никеля/кобальта.[02] A one-step leaching procedure by means of a heating reaction at atmospheric pressure or a two-step leaching procedure consisting of a heating reaction at atmospheric pressure and a heating reaction under pressure has been mainly used to ionize nickel and cobalt from a raw material in the form of a filter cake represented by a mixed hydroxide precipitate (MHP) containing nickel/cobalt mixed hydroxide.

[03] Тем не менее, в случае одноэтапной процедуры выщелачивания посредством реакции с нагреванием при атмосферном давлении возникает проблема, связанная с уменьшением степени извлечения Ni и Co. В случае двухэтапной процедуры выщелачивания, состоящей из реакции с нагреванием при атмосферном давлении и реакции с нагреванием под давлением, возникает проблема, связанная с тем, что диапазон выбора материалов сокращается ввиду эрозии, коррозии, повреждения и т. п. материалов труб и реактора, а конкурентоспособность снижается ввиду энергетических затрат.[03] However, in the case of a one-stage leaching procedure by a reaction with heating at atmospheric pressure, there is a problem that the recovery rate of Ni and Co decreases. In the case of a two-stage leaching procedure consisting of a reaction with heating at atmospheric pressure and a reaction with heating under pressure, there is a problem that the range of choice of materials is reduced due to erosion, corrosion, damage, etc. of the materials of the pipes and the reactor, and the competitiveness is reduced due to energy costs.

[04] Кроме того, никель и кобальт селективно извлекают из ионизированного водного раствора никеля/кобальта с использованием растворителя-экстрагента, такого как Ion quest 801, Cyanex 272, Versatic Acid 10 или LIX 84I. Тем не менее, существует риск возгорания и взрыва вследствие использования органического растворителя в ходе экстрагирования растворителем. Высокая цена за единицу растворителя-экстрагента увеличивает затраты на получение сульфата никеля и кобальта высокой чистоты, что снижает конкурентоспособность с точки зрения цены.[04] Additionally, nickel and cobalt are selectively extracted from ionized aqueous nickel/cobalt solution using a solvent extractant such as Ion quest 801, Cyanex 272, Versatic Acid 10, or LIX 84I. However, there is a risk of fire and explosion due to the use of an organic solvent during solvent extraction. The high unit price of the solvent extractant increases the cost of producing high-purity nickel and cobalt sulfate, which reduces price competitiveness.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION

[05] Целью настоящего изобретения является получение водного раствора высокой чистоты путем извлечения никеля и кобальта из сырьевого материала в виде осадка на фильтре, представленного MHP, содержащим смешанный гидроксид никеля/кобальта.[05] The object of the present invention is to obtain a high purity aqueous solution by extracting nickel and cobalt from a raw material in the form of a filter cake represented by a MHP containing a mixed nickel/cobalt hydroxide.

[06] Кроме того, целью настоящего изобретения является улучшение степени извлечения никеля/кобальта и снижение энергопотребления путем ионизации никеля и кобальта с использованием двухэтапной стадии выщелачивания посредством реакции с нагреванием при атмосферном давлении.[06] Furthermore, the present invention aims to improve the recovery of nickel/cobalt and reduce energy consumption by ionizing nickel and cobalt using a two-stage leaching step via a reaction with heating at atmospheric pressure.

[07] Кроме того, целью настоящего изобретения является отделение магния и кальция с использованием фторида натрия (NaF) в качестве осадителя в водном растворе, в котором осуществляется стадия получения никеля высокой чистоты, отделение магния и марганца за счет разницы в растворимости с использованием гидросульфида натрия (NaSH) в водном растворе, в котором осуществляется стадия получения кобальта высокой чистоты, и дополнительное отделение примесей, таких как медь, магний и марганец, посредством использования гидросульфида натрия (NaSH) и фторида натрия (NaF), тем самым сокращая стадию экстрагирования растворителем.[07] Furthermore, an object of the present invention is to separate magnesium and calcium using sodium fluoride (NaF) as a precipitant in an aqueous solution in which a step of producing high-purity nickel is carried out, to separate magnesium and manganese due to the difference in solubility using sodium hydrosulfide (NaSH) in an aqueous solution in which a step of producing high-purity cobalt is carried out, and to further separate impurities such as copper, magnesium and manganese by using sodium hydrosulfide (NaSH) and sodium fluoride (NaF), thereby shortening the solvent extraction step.

[08] Поскольку стадия экстрагирования растворителем связана с риском возгорания и взрыва вследствие использования органического растворителя, целью настоящего изобретения является сведение к минимуму стадии экстрагирования растворителем, тем самым обеспечивая улучшение условий эксплуатации и снижение стоимости получения конечного продукта.[08] Since the solvent extraction step is associated with the risk of fire and explosion due to the use of an organic solvent, the object of the present invention is to minimize the solvent extraction step, thereby improving operating conditions and reducing the cost of obtaining the final product.

[09] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения представлен способ извлечения никеля и кобальта из сырьевого материала на основе осадка смешанного гидроксида, содержащего смешанный гидроксид никеля/кобальта, включающий (A) стадию выщелачивания, которая включает первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении и вторую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении, на которой сырьевой материал нагревают и выщелачивают при атмосферном давлении с образованием раствора продукта выщелачивания, содержащего никель, кобальт и примеси; (B) первую стадию экстрагирования, предусматривающую разделение раствора продукта выщелачивания на первый фильтрат, содержащий никель и примеси, и первый органический слой, содержащий кобальт и примеси, путем добавления первого растворителя-экстрагента к раствору продукта выщелачивания; и (C-ii) стадию очистки, предусматривающую удаление примесей, включающих магний, марганец, цинк, медь или их смеси, путем добавления раствора серной кислоты к первому органическому слою с получением второго фильтрата и добавления сульфида ко второму фильтрату с осаждением и извлечением кобальтового осадка, при этом первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении осуществляют при температуре в диапазоне от 50 до 70 градусов С и при pH в диапазоне от 2,7 до 3,3, вторую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении осуществляют при температуре в диапазоне от 80 до 100 градусов С, первый растворитель-экстрагент имеет наиболее низкую степень загрузки никеля среди никеля, кобальта, магния, марганца и цинка.[09] According to one aspect of the present invention, there is provided a method for recovering nickel and cobalt from a mixed hydroxide precipitate feedstock material comprising a nickel/cobalt mixed hydroxide, comprising (A) a leaching step that includes a first atmospheric heating leaching step and a second atmospheric heating leaching step in which the feedstock material is heated and leached at atmospheric pressure to form a leachate solution containing nickel, cobalt, and impurities; (B) a first extraction step that comprises separating the leachate solution into a first filtrate containing nickel and impurities and a first organic layer containing cobalt and impurities by adding a first extractant solvent to the leachate solution; and (C-ii) a purification step comprising removing impurities including magnesium, manganese, zinc, copper or mixtures thereof by adding a sulfuric acid solution to the first organic layer to form a second filtrate and adding sulfide to the second filtrate to precipitate and recover a cobalt precipitate, wherein the first atmospheric pressure heating leaching step is carried out at a temperature in the range of 50 to 70 degrees C and at a pH in the range of 2.7 to 3.3, the second atmospheric pressure heating leaching step is carried out at a temperature in the range of 80 to 100 degrees C, the first solvent extractant having the lowest nickel loading among nickel, cobalt, magnesium, manganese and zinc.

[010] В варианте осуществления настоящего изобретения pH фильтрата, полученного на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении, является более низким, чем pH фильтрата, полученного на первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении.[010] In an embodiment of the present invention, the pH of the filtrate obtained in the second stage of atmospheric pressure heating leaching is lower than the pH of the filtrate obtained in the first stage of atmospheric pressure heating leaching.

[011] В варианте осуществления настоящего изобретения фильтрат, полученный на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении, подают на первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении.[011] In an embodiment of the present invention, the filtrate obtained in the second stage of atmospheric pressure heating leaching is fed to the first stage of atmospheric pressure heating leaching.

[012] В варианте осуществления настоящего изобретения первый растворитель-экстрагент представляет собой бис(2,4,4-триметилпентил)фосфиновую кислоту.[012] In an embodiment of the present invention, the first extractant solvent is bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid.

[013] В варианте осуществления настоящего изобретения первую стадию экстрагирования осуществляют при температуре 40 градусов C и при pH, который больше 5,0 и меньше 5,4.[013] In an embodiment of the present invention, the first extraction step is carried out at a temperature of 40 degrees C and at a pH that is greater than 5.0 and less than 5.4.

[014] В варианте осуществления настоящего изобретения сульфид представляет собой гидросульфид натрия (NaSH).[014] In an embodiment of the present invention, the sulfide is sodium hydrosulfide (NaSH).

[015] В варианте осуществления настоящего изобретения сульфид добавляют в количестве, соответствующем более чем 1,0 эквивалента и менее чем 1,6 эквивалента количества кобальта и цинка.[015] In an embodiment of the present invention, the sulfide is added in an amount corresponding to more than 1.0 equivalent and less than 1.6 equivalent of the amount of cobalt and zinc.

[016] В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (D-ii) стадию удаления меди, предусматривающую растворение кобальтового осадка в растворе серной кислоты, а затем удаление меди.[016] In an embodiment of the present invention, the method further comprises (D-ii) a copper removal step comprising dissolving the cobalt precipitate in a sulfuric acid solution and then removing the copper.

[017] В варианте осуществления настоящего изобретения стадию удаления меди осуществляют путем добавления гидросульфида натрия (NaSH) в количестве, соответствующем более чем 4,5 эквивалента и менее чем 5,5 эквивалента количества меди.[017] In an embodiment of the present invention, the copper removal step is carried out by adding sodium hydrosulfide (NaSH) in an amount corresponding to more than 4.5 equivalents and less than 5.5 equivalents of the amount of copper.

[018] В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (E-ii) вторую стадию экстрагирования, предусматривающую разделение водного раствора, из которого удалена медь, на третий фильтрат, содержащий кобальт и примеси, и второй органический слой, содержащий цинк и примеси, путем добавления второго растворителя-экстрагента к водному раствору, из которого удалена медь.[018] In an embodiment of the present invention, the method further comprises (E-ii) a second extraction step comprising separating the aqueous solution from which copper has been removed into a third filtrate containing cobalt and impurities and a second organic layer containing zinc and impurities by adding a second extracting solvent to the aqueous solution from which copper has been removed.

[019] В варианте осуществления настоящего изобретения второй растворитель-экстрагент представляет собой D2EHPA (ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота).[019] In an embodiment of the present invention, the second extracting solvent is D2EHPA (di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid).

[020] В варианте осуществления настоящего изобретения вторую стадию экстрагирования осуществляют при pH, который больше 2,4 и меньше 3,2 при температуре 40 градусов C.[020] In an embodiment of the present invention, the second extraction step is carried out at a pH that is greater than 2.4 and less than 3.2 at a temperature of 40 degrees C.

[021] В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (F) стадию удаления посредством осаждения, предусматривающую осаждение и удаление примесей, включающих магний, путем добавления осаждающего средства к третьему фильтрату.[021] In an embodiment of the present invention, the method further comprises (F) a precipitation removal step comprising precipitating and removing impurities including magnesium by adding a precipitating agent to the third filtrate.

[022] В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (G) стадию осаждения целевого материала, предусматривающую осуществление селективного осаждения с получением кобальтового осадка на фильтре, содержащего кобальт, путем добавления нейтрализующего средства к третьему фильтрату, из которого осаждены и удалены примеси.[022] In an embodiment of the present invention, the method further comprises (G) a step of precipitating the target material, comprising performing selective precipitation to obtain a cobalt filter cake containing cobalt by adding a neutralizing agent to the third filtrate from which impurities have been precipitated and removed.

[023] В варианте осуществления настоящего изобретения после добавления нейтрализующего средства pH третьего фильтрата составляет 8 или больше при температуре 85 градусов C.[023] In an embodiment of the present invention, after the addition of the neutralizing agent, the pH of the third filtrate is 8 or greater at a temperature of 85 degrees C.

[024] В варианте осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает (H) стадию промывки, предусматривающую промывку кобальтового осадка на фильтре с помощью чистой воды.[024] In an embodiment of the present invention, the method further comprises (H) a washing step comprising washing the cobalt precipitate on the filter with clean water.

[025] В соответствии с настоящим изобретением имеется возможность повышения степени извлечения никеля/кобальта и снижения расхода энергии путем использования двухэтапной стадии нагревания при атмосферном давлении.[025] According to the present invention, it is possible to increase the degree of extraction of nickel/cobalt and reduce energy consumption by using a two-stage heating step at atmospheric pressure.

[026] Кроме того, сведение к минимуму стадии извлечения растворителем с риском возгорания и взрыва в результате использования органического растворителя на стадии удаления примесей позволяет улучшить условия эксплуатации и снизить стоимость получения конечного продукта.[026] Furthermore, minimizing the solvent extraction step with the risk of fire and explosion due to the use of an organic solvent in the impurity removal step allows for improved operating conditions and a reduction in the cost of obtaining the final product.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

[027] На фиг. 1 представлена схема, на которой показана двухэтапная стадия выщелачивания и первая стадия экстрагирования для получения водного раствора, содержащего никель или кобальт, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.[027] Fig. 1 is a schematic diagram illustrating a two-stage leaching step and a first extraction step for producing an aqueous solution containing nickel or cobalt in accordance with one embodiment of the present invention.

[028] На фиг. 2 представлена схема, на которой показана стадия удаления посредством осаждения и стадия осаждения целевого материала для получения водного раствора, содержащего никель, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.[028] Fig. 2 is a diagram illustrating a precipitation removal step and a target material precipitation step for producing an aqueous solution containing nickel in accordance with one embodiment of the present invention.

[029] На фиг. 3 представлена схема, на которой показана стадия удаления примесей, стадия удаления меди, вторая стадия экстрагирования, стадия удаления посредством осаждения и стадия осаждения целевого материала для получения водного раствора, содержащего кобальт, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.[029] Fig. 3 is a schematic diagram illustrating an impurity removal step, a copper removal step, a second extraction step, a precipitation removal step, and a target material precipitation step for producing an aqueous solution containing cobalt in accordance with one embodiment of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[030] Варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы для описания технической сущности настоящего изобретения. Объем формулы изобретения в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается вариантами осуществления, описанными ниже, или подробными описаниями этих вариантов осуществления.[030] Embodiments of the present invention are illustrated to describe the technical essence of the present invention. The scope of the claims according to the present invention is not limited to the embodiments described below or the detailed descriptions of these embodiments.

[031] Настоящее изобретение теперь будет описано со ссылкой на графические материалы.[031] The present invention will now be described with reference to the drawings.

[032] На фиг. 1 представлена схема, на которой показана двухэтапная стадия выщелачивания S10 и первая стадия экстрагирования S20 для получения водного раствора, содержащего никель или кобальт, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 представлена схема, на которой показана стадия удаления посредством осаждения S31 и стадия осаждения целевого материала S32 для получения водного раствора, содержащего никель, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 представлена схема, на которой показана стадия удаления примесей S32 и S42, стадия удаления меди S62, вторая стадия экстрагирования S72, стадия удаления посредством осаждения S82 и стадия осаждения целевого материала S92 для получения водного раствора, содержащего кобальт, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.[032] Fig. 1 is a schematic diagram showing a two-stage leaching step S10 and a first extraction step S20 for producing an aqueous solution containing nickel or cobalt in accordance with one embodiment of the present invention. Fig. 2 is a schematic diagram showing a removal step by precipitation S31 and a target material precipitation step S32 for producing an aqueous solution containing nickel in accordance with one embodiment of the present invention. Fig. 3 is a schematic diagram showing an impurity removal step S32 and S42, a copper removal step S62, a second extraction step S72, a removal step by precipitation S82, and a target material precipitation step S92 for producing an aqueous solution containing cobalt in accordance with one embodiment of the present invention.

[033] Как показано на фиг. 1-3, может быть представлен способ получения водного раствора, содержащего никель или кобальт, который может быть использован для изготовления катодно-активного материала литиевой вторичной батареи из смешанного гидроксидного осадка (осадок на фильтре, представленный MHP), посредством серии стадий. Согласно этому способу возможно улучшить рабочую стабильность и чистоту, а также снизить стоимость получения. Далее соответствующие этапы будут описаны подробно со ссылкой на графические материалы.[033] As shown in Fig. 1-3, a method for producing an aqueous solution containing nickel or cobalt, which can be used to produce a cathode-active material of a lithium secondary battery from a mixed hydroxide precipitate (filter precipitate represented by MHP), can be provided through a series of steps. According to this method, it is possible to improve the operating stability and purity, and reduce the production cost. Hereinafter, the relevant steps will be described in detail with reference to the drawings.

[034] Прежде всего, ссылаясь на фиг. 1, могут быть выполнены стадия выщелачивания S10 для формирования продукта выщелачивания путем осуществления двухэтапных стадий выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении по отношению к осадку на фильтре, представленному MHP, и первая стадия экстрагирования S20, предусматривающая разделение продукта выщелачивания на первый фильтрат, содержащий никель и примеси, и первый органический слой, содержащий кобальт и примеси.[034] First of all, referring to Fig. 1, a leaching step S10 can be carried out to form a leachate by carrying out two-stage leaching steps with heating at atmospheric pressure with respect to a filter cake represented by MHP, and a first extraction step S20, providing for separating the leachate into a first filtrate containing nickel and impurities, and a first organic layer containing cobalt and impurities.

[035] Стадия выщелачивания S10 [035] Leaching stage S10

[036] Стадия выщелачивания S10 представляет собой стадию образования продукта выщелачивания путем растворения осадка на фильтре, представленного MHP, в форме гидроксида в кислотном растворе, таком как содержащий серную кислоту, с ионизацией осадка на фильтре, представленного MHP. Стадия выщелачивания S10 предусматривает первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11 и вторую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12. Стадия выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении представляет собой стадию получения кислотного раствора в открытом реакторе при температуре 100 градусов C или меньше, введения сырьевого материала в реактор и выщелачивания ценных металлов посредством реакции, представленной следующей формулой реакции 1. Сырьевым материалом, вводимым в данном случае, может являться осадок на фильтре, представленный MHP, в форме гидроксида, содержащего никель в количестве 40% по весу.[036] The leaching step S10 is a step of forming a leachate by dissolving the filter cake represented by MHP in the form of a hydroxide in an acidic solution, such as one containing sulfuric acid, with ionization of the filter cake represented by MHP. The leaching step S10 comprises a first leaching step with heating at atmospheric pressure S11 and a second leaching step with heating at atmospheric pressure S12. The leaching step with heating at atmospheric pressure is a step of producing an acid solution in an open reactor at a temperature of 100 degrees Celsius or less, introducing a raw material into the reactor and leaching valuable metals through a reaction represented by the following reaction formula 1. The raw material introduced in this case may be the filter cake represented by MHP in the form of a hydroxide containing nickel in an amount of 40% by weight.

[037] [Формула реакции 1][037] [Reaction formula 1]

[038] M(OH)₂ + H₂SO₄ → MSO₄ + 2H₂O (M представляет собой металл, такой как Ni, Co или Mg)[038] M(OH) ₂ + H ₂ SO ₄ → MSO ₄ + 2H ₂ O (M is a metal such as Ni, Co, or Mg)

[039] Первая стадия выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11 и вторая стадия выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12 могут быть осуществлены отдельно в двухэтапных аппаратах или могут быть выполнены в одном аппарате, обеспечивающем избыточное давление, путем изменения только условий способа (например, температуры, давления или кислотности).[039] The first atmospheric pressure heating leaching stage S11 and the second atmospheric pressure heating leaching stage S12 may be carried out separately in two-stage apparatuses or may be carried out in a single apparatus providing excess pressure by changing only the process conditions (e.g. temperature, pressure or acidity).

[040] Ценные металлы могут быть выщелочены из сырьевого материала посредством первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11. Например, ценные металлы, такие как никель, кобальт и марганец в сырьевом материале, могут быть выщелочены. Кроме того, такие элементы, как железо, медь, алюминий, цинк, магний и т. п. в сырьевом материале, также могут быть выщелочены. Первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11 можно осуществлять в течение приблизительно 2 часов при температуре в диапазоне от 50 градусов C до 70 градусов C и при pH в диапазоне от 2,7 до 3,3. При соблюдении температуры и pH можно добиться высокой эффективности выщелачивания при оптимальных условиях[040] Valuable metals can be leached from the raw material by the first stage of atmospheric pressure heating leaching S11. For example, valuable metals such as nickel, cobalt, and manganese in the raw material can be leached. In addition, elements such as iron, copper, aluminum, zinc, magnesium, etc. in the raw material can also be leached. The first stage of atmospheric pressure heating leaching S11 can be carried out for approximately 2 hours at a temperature in the range of 50 degrees C to 70 degrees C and at a pH in the range of 2.7 to 3.3. By maintaining the temperature and pH, high leaching efficiency can be achieved under optimal conditions.

[041] На первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11 плотность твердого вещества для сырьевого материала, вводимого в реактор, может составлять 100 г/л или больше. Например, плотность твердого вещества для сырьевого материала может находиться в диапазоне от 100 г/л до 200 г/л. Используемый в данном документе термин «плотность твердого вещества» определяется как отношение массы сырьевого материала, введенного в аппарат, обеспечивающий избыточное давление, к объему раствора кислоты, ранее введенного в реактор. Другими словами, плотность твердого вещества может представлять собой отношение массы введенного сырьевого материала на единицу растворителя и может представлять собой массу сырьевого материала на 1 л растворителя.[041] In the first stage of atmospheric pressure heated leaching S11, the solid density of the raw material introduced into the reactor may be 100 g/L or more. For example, the solid density of the raw material may be in the range of 100 g/L to 200 g/L. The term "solid density" as used herein is defined as the ratio of the mass of the raw material introduced into the apparatus providing excess pressure to the volume of the acid solution previously introduced into the reactor. In other words, the solid density may be the ratio of the mass of the introduced raw material per unit of solvent and may be the mass of the raw material per 1 liter of solvent.

[042] Фильтрат, полученный на первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11, может быть введен на первой стадии экстрагирования S20, а остаток может быть впоследствии обработан на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12.[042] The filtrate obtained in the first atmospheric pressure heated leaching stage S11 may be introduced into the first extraction stage S20, and the residue may subsequently be treated in the second atmospheric pressure heated leaching stage S12.

[043] На второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12 остаток, образуемый при выщелачивании, полученный на первом стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11, может быть выщелочен при температуре в диапазоне от 80 градусов C до 100 градусов C в течение приблизительно 3 часов. Другие условия второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12 могут быть такими же, как и условия первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11.[043] In the second atmospheric pressure heating leaching stage S12, the leaching residue obtained in the first atmospheric pressure heating leaching stage S11 may be leached at a temperature in the range of 80 degrees C to 100 degrees C for approximately 3 hours. Other conditions of the second atmospheric pressure heating leaching stage S12 may be the same as those of the first atmospheric pressure heating leaching stage S11.

[044] pH фильтрата, полученного на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12, может являться более низким, чем pH фильтрата, полученного на первой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11. Путем контроля уровня pH можно увеличивать степень выщелачивания на каждой стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении. Соответственно, все количество ценных металлов, содержащееся в сырьевом материале, может быть выщелочено. Например, все количество никеля, кобальта, марганца, железа, меди, алюминия, цинка и магния, содержащееся в сырьевом материале, может быть выщелочено.[044] The pH of the filtrate obtained in the second stage of atmospheric pressure heated leaching S12 may be lower than the pH of the filtrate obtained in the first stage of atmospheric pressure heated leaching S11. By controlling the pH, the leaching rate can be increased in each stage of atmospheric pressure heated leaching. Accordingly, all of the valuable metals contained in the raw material can be leached. For example, all of the nickel, cobalt, manganese, iron, copper, aluminum, zinc, and magnesium contained in the raw material can be leached.

[045] В одном варианте осуществления фильтрат, образованный на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12, может быть подан на первую стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S11, как показано на фиг. 1.[045] In one embodiment, the filtrate formed in the second atmospheric pressure heated leaching stage S12 may be fed to the first atmospheric pressure heated leaching stage S11, as shown in Fig. 1.

[046] В случае обычно используемого способа выщелачивания при атмосферном давлении время реакции должно продолжаться 18 часов или дольше, чтобы увеличить скорость выщелачивания ценных металлов. В этом случае возникают дополнительные расходы, связанные с повышенным расходом топлива и пара. Производительность является низкой, поскольку количество обрабатываемого сырьевого материала в день невелико. Тем не менее, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения при использовании двухэтапного способа выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении имеется возможность повышения степени извлечения никеля и кобальта и снижения потребление энергии. Таким образом, имеется возможность снижения стоимости получения и повышения производительности.[046] In the case of the conventional atmospheric pressure leaching method, the reaction time must be 18 hours or longer to increase the leaching rate of valuable metals. In this case, additional costs arise due to increased fuel and steam consumption. The productivity is low since the amount of raw material processed per day is small. However, according to one embodiment of the present invention, by using a two-stage leaching method with heating at atmospheric pressure, it is possible to increase the recovery rate of nickel and cobalt and reduce energy consumption. Thus, it is possible to reduce the production cost and improve the productivity.

[047] Остаток, образованный на второй стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении S12, может быть удален, как показано на фиг. 1.[047] The residue formed in the second stage of atmospheric pressure heating leaching S12 can be removed as shown in Fig. 1.

[048] Первая стадия экстрагирования S20 [048] First stage extraction S20

[049] Первая стадия экстрагирования S20 представляет собой стадию селективного отделения или извлечения никеля из водного раствора, содержащего никель/кобальт (раствор продукта выщелачивания), ионизированного в ходе двухэтапной стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении с использованием первого растворителя-экстрагента.[049] The first extraction stage S20 is a stage of selectively separating or recovering nickel from an aqueous solution containing nickel/cobalt (leachate solution) ionized in a two-stage leaching stage with heating at atmospheric pressure using a first solvent extractant.

[050] В этом отношении первый растворитель-экстрагент не является особо ограниченным при условии низкой степени загрузки никеля и может представлять собой, например, бис(2,4,4-триметилпентил)фосфиновую кислоту (Cyanex272).[050] In this regard, the first extracting solvent is not particularly limited provided that the nickel loading degree is low and may be, for example, bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex272).

[051] Если первый растворитель-экстрагент добавляют к продукту выщелачивания, никель может быть не загружен в первый растворитель-экстрагент и может быть распределен в первом фильтрате (рафинате). Кобальт и другие примеси (Mg, Mn, Zn и т. п.) могут быть отделены или экстрагированы путем распределения в органическом слое вместе с первым растворителем-экстрагентом. Такое разделение или экстрагирование может происходить в соответствии с реакциями, представленными формулами реакции 2 и 3 ниже. В этом отношении реакция согласно формуле реакции 3 представляет собой реакцию поддержания pH путем нейтрализации H₂SO₄, образованной в результате реакции согласно формуле реакции 2.[051] If the first solvent extractant is added to the leachate, nickel may not be loaded into the first solvent extractant and may be distributed in the first filtrate (raffinate). Cobalt and other impurities (Mg, Mn, Zn, etc.) may be separated or extracted by distribution in the organic layer together with the first solvent extractant. Such separation or extraction may occur in accordance with the reactions represented by reaction formulas 2 and 3 below. In this regard, the reaction according to reaction formula 3 is a reaction of maintaining pH by neutralizing H ₂ SO ₄ formed as a result of the reaction according to reaction formula 2.

[052] [Формула реакции 2][052] [Reaction formula 2]

[053] 2HR(орг.) + MSO₄(водн.) → MR₂(орг.) + H₂SO₄(водн.) (R представляет собой Ni и т. п., и M представляет собой Co, Mg, Mn и т. п.)[053] 2HR(org.) + _MSO4 (aq.) → _MR2 (org.) ₊ _H2SO4 (aq.) (R represents Ni, etc., and M represents Co, Mg, Mn, etc.)

[054] [Формула реакции 3][054] [Reaction formula 3]

[055] H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ [055] H ₂ SO ₄ + Na ₂ CO ₃ → Na ₂ SO ₄ + H ₂ O + CO ₂

[056] Первая стадия экстрагирования может быть проведена при температуре 40 градусов C и при pH, который больше 5,0 и меньше 5,4. При соответствующих температуре и pH можно увеличить степень загрузки кобальта и примесей, а также эффективно отделить никель в фильтрат.[056] The first stage of extraction can be carried out at a temperature of 40 degrees C and at a pH that is greater than 5.0 and less than 5.4. At the appropriate temperature and pH, the loading degree of cobalt and impurities can be increased, and nickel can be effectively separated into the filtrate.

[057] В одном варианте осуществления отношение первого растворителя-экстрагента (O) к водному раствору (A) может контролироваться в соответствии с концентрацией компонента, подлежащего извлечению из раствора. Например, отношение (O:A) первого растворителя-экстрагента (O) к водному раствору (A) может находиться в диапазоне от 0,5:1 до 2:1. Например, O:A может составлять 1,5:1.[057] In one embodiment, the ratio of the first solvent extractant (O) to the aqueous solution (A) can be controlled in accordance with the concentration of the component to be extracted from the solution. For example, the ratio (O:A) of the first solvent extractant (O) to the aqueous solution (A) can be in the range of 0.5:1 to 2:1. For example, O:A can be 1.5:1.

[058] Ссылаясь далее на фиг. 2, могут быть выполнены стадия удаления посредством осаждения S31, предусматривающая осаждение и удаление примесей из первого фильтрата, который прошел через первую стадию экстрагирования S20, стадия осаждения целевого материала S41, предусматривающая осуществление селективного осаждения с получением никелевого осадка на фильтре, содержащего никель высокой чистоты, и заключительная стадия выщелачивания, предусматривающая получение водного раствора, содержащего никель высокой чистоты.[058] Referring further to Fig. 2, a precipitation removal step S31 may be performed, which involves precipitating and removing impurities from a first filtrate that has passed through a first extraction step S20, a target material precipitation step S41, which involves selectively precipitating to obtain a nickel filter cake containing high purity nickel, and a final leaching step, which involves obtaining an aqueous solution containing high purity nickel.

[059] Стадия удаления посредством осаждения S31 [059] Removal step by precipitation S31

[060] Стадия удаления посредством осаждения S31 может быть выполнена с целью удаления примесей, таких как магний, кальций или их смесь, оставшихся в первом фильтрате. После стадии удаления посредством осаждения S31 первый фильтрат может быть подан на стадию осаждения целевого материала S41.[060] The removal step by precipitation S31 may be performed for the purpose of removing impurities such as magnesium, calcium, or a mixture thereof remaining in the first filtrate. After the removal step by precipitation S31, the first filtrate may be fed to the target material precipitation step S41.

[061] Например, на стадии удаления посредством осаждения S31 в раствор может быть введено средство для удаления. Средство для удаления особо не ограничено, при условии, что оно может взаимодействовать с магнием или кальцием с образованием осадка. Средством для удаления может являться, например, фторид натрия (NaF).[061] For example, in the step of removing by precipitation S31, a removing agent may be introduced into the solution. The removing agent is not particularly limited, as long as it can react with magnesium or calcium to form a precipitate. The removing agent may be, for example, sodium fluoride (NaF).

[062] Например, магний и кальций могут быть осаждены в виде фторида магния или фторида кальция в результате реакции, представленной формулой реакции 4 ниже.[062] For example, magnesium and calcium can be precipitated as magnesium fluoride or calcium fluoride by the reaction represented by reaction formula 4 below.

[063] Например, при осуществлении стадии удаления посредством осаждения S31 в течение приблизительно 2 часов или больше при температуре реакции в диапазоне от 50 градусов C до 70 градусов C, только магний и кальций могут быть отделены путем селективного осаждения при уменьшении количества никелевого осадка в фильтрате.[063] For example, when the precipitation removal step S31 is carried out for about 2 hours or more at a reaction temperature in the range of 50 degrees C to 70 degrees C, only magnesium and calcium can be separated by selective precipitation while reducing the amount of nickel precipitate in the filtrate.

[064] [Формула реакции 4][064] [Reaction formula 4]

[065] MSO₄ + 2NaF = MF₂ + Na₂SO₄ (M представляет собой Mg или Ca)[065] MSO ₄ + 2NaF = MF ₂ + Na ₂ SO ₄ (M is Mg or Ca)

[066] В одном варианте осуществления фторид натрия может быть добавлен в количестве, соответствующем более чем 2,0 эквивалента (экв.) магния, кальция или их смеси. В другом варианте осуществления фторид натрия может быть добавлен в количестве, соответствующем менее чем 2,4 эквивалента (экв.) магния, кальция или их смеси.[066] In one embodiment, sodium fluoride may be added in an amount corresponding to more than 2.0 equivalents (eq.) of magnesium, calcium, or a mixture thereof. In another embodiment, sodium fluoride may be added in an amount corresponding to less than 2.4 equivalents (eq.) of magnesium, calcium, or a mixture thereof.

[067] Стадия осаждения целевого материала S41 [067] Target Material Precipitation Step S41

[068] На стадии осаждения целевого материала S41 нейтрализующее средство может быть добавлено к первому фильтрату после стадии удаления посредством осаждения S31.[068] In the target material precipitation step S41, a neutralizing agent may be added to the first filtrate after the removal step by precipitation S31.

[069] Например, нейтрализующим средством может быть основный материал, содержащий натрий. Например, нейтрализующим средством может являться карбонат натрия (Na₂CO₃).[069] For example, the neutralizing agent may be a basic material containing sodium. For example, the neutralizing agent may be sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ).

[070] После удаления примесей, таких как магний и кальций, на стадии осаждения целевого материала S41 никель может быть осажден в форме осадка на фильтре посредством реакции, обозначенной формулой реакции 5 ниже.[070] After removing impurities such as magnesium and calcium in the target material precipitation step S41, nickel can be precipitated in the form of a filter cake through a reaction represented by reaction formula 5 below.

[071] [Формула реакции 5][071] [Reaction formula 5]

[072] 3NiSO₄ + 3Na₂CO₃ +2H₂O = NiCO₃⋅2Ni(OH)₂ + 3Na₂SO₄ +3CO₂ [072] 3NiSO ₄ + 3Na ₂ CO ₃ +2H ₂ O = NiCO ₃ ⋅2Ni(OH) ₂ + 3Na ₂ SO ₄ +3CO ₂

[073] Стадию осаждения целевого материала S41 можно проводить в течение 4 часов или больше при pH 8 или выше и температуре в диапазоне от 80 градусов C до 90 градусов C.[073] The step of precipitating the target material S41 can be carried out for 4 hours or more at a pH of 8 or higher and a temperature in the range of 80 degrees C to 90 degrees C.

[074] Поскольку никель может быть восстановлен с помощью стадии осаждения целевого материала S41, это позволяет сократить использование дорогостоящих органических растворителей, которые представляют опасность взрыва и возгорания. Таким образом, возможно улучшить рабочую стабильность и производительность, а также снизить стоимость получения.[074] Since nickel can be recovered by the S41 target material precipitation step, this reduces the use of expensive organic solvents that pose explosion and fire hazards. Thus, it is possible to improve operational stability and productivity, and reduce the production cost.

[075] Хотя на графических материалах это конкретно не показано, в осажденном никелевом осадке на фильтре могут присутствовать некоторые натриевые компоненты. Таким образом, растворимые в воде натриевые компоненты могут быть удалены посредством стадии промывки чистой водой на последней стадии. В этом случае стоимость получения может быть снижена посредством повторного использования удаленных натриевых компонентов в получении карбоната натрия (Na₂CO₃), который является нейтрализующим средством.[075] Although not specifically shown in the graphics, some sodium components may be present in the precipitated nickel filter cake. Therefore, water-soluble sodium components can be removed by a clean water washing step in the final stage. In this case, the production cost can be reduced by reusing the removed sodium components in the production of sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ), which is a neutralizing agent.

[076] Заключительная стадия выщелачивания S51 [076] Final stage leaching S51

[077] Заключительная стадия выщелачивания S51 представляет собой стадию получения водного раствора, содержащего никель высокой чистоты, путем удаления таких компонентов, как натрий и т. п., посредством промывки и растворения никелевого осадка на фильтре в растворе серной кислоты.[077] The final leaching step S51 is a step of obtaining an aqueous solution containing high-purity nickel by removing components such as sodium, etc., through washing and dissolving the nickel precipitate on the filter in a sulfuric acid solution.

[078] На заключительной стадии выщелачивания S51 никелевый осадок на фильтре может быть добавлен в раствор, полученный путем смешивания чистой воды с серной кислотой с кислотностью от 150 г/л до 200 г/л. Никель, кобальт и следовые примеси, содержащиеся в никелевом осадке на фильтре, могут быть растворены в растворе серной кислоты. Раствор серной кислоты и никелевый осадок на фильтре подвергают реакции до тех пор, пока pH не достигнет 2,0. Согласно одному варианту осуществления, на заключительной стадии выщелачивания S51 реакцию можно проводить в течение 4 часов или больше при pH в диапазоне от 1,0 до 3,0 и температуре в диапазоне от 50 градусов C до 70 градусов C.[078] In the final leaching step S51, the nickel filter cake may be added to a solution obtained by mixing pure water with sulfuric acid with an acidity of 150 g/L to 200 g/L. Nickel, cobalt, and trace impurities contained in the nickel filter cake may be dissolved in the sulfuric acid solution. The sulfuric acid solution and the nickel filter cake are reacted until the pH reaches 2.0. According to one embodiment, in the final leaching step S51, the reaction may be carried out for 4 hours or more at a pH in the range of 1.0 to 3.0 and a temperature in the range of 50 degrees C to 70 degrees C.

[079] Ссылаясь далее на фиг. 3, могут быть осуществлены стадия получения второго фильтрата S32, предусматривающая добавление раствора серной кислоты к первому органическому слою, который прошел через первую стадию экстрагирования S20, стадия очистки S42, предусматривающая осаждение и извлечение кобальтового осадка из второго фильтрата и очистку от примесей, стадия S52 повторного растворения кобальтового осадка в растворе серной кислоты, стадия удаления меди S62, предусматривающая удаление меди путем добавления гидросульфида натрия, вторая стадия экстрагирования S72, предусматривающая разделение водного раствора, из которого удалена медь, на третий фильтрат, содержащий кобальт и примеси, и второй органический слой, содержащий цинк и примеси, стадия удаления посредством осаждения S82, предусматривающая осаждение и удаление примесей из третьего фильтрата, стадия осаждения целевого материала S92, предусматривающая осуществление селективного осаждения с получением кобальтового осадка на фильтре, содержащего кобальт высокой чистоты, и заключительная стадия выщелачивания, предусматривающая получение водного раствора, содержащего кобальт высокой чистоты S102.[079] Referring further to FIG. 3, a step of obtaining a second filtrate S32 may be carried out, comprising adding a sulfuric acid solution to the first organic layer that has passed through the first extraction step S20, a purification step S42 comprising precipitating and recovering a cobalt precipitate from the second filtrate and purifying it from impurities, a step S52 of re-dissolving the cobalt precipitate in a sulfuric acid solution, a copper removal step S62 comprising removing copper by adding sodium hydrosulfide, a second extraction step S72 comprising separating the aqueous solution from which the copper has been removed into a third filtrate containing cobalt and impurities and a second organic layer containing zinc and impurities, a removal step by precipitation S82 comprising precipitating and removing impurities from the third filtrate, a target material precipitation step S92 comprising selective precipitation to obtain a cobalt precipitate on a filter containing high-purity cobalt, and a final step leaching, which involves obtaining an aqueous solution containing high-purity cobalt S102.

[080] Стадия получения второго фильтрата S32 [080] Stage of obtaining the second filtrate S32

[081] Стадия получения второго фильтрата S32 представляет собой стадию отделения кобальта в раствор серной кислоты путем добавления раствора серной кислоты к первому органическому слою, содержащему кобальт и примеси.[081] The step of obtaining the second filtrate S32 is a step of separating cobalt into a sulfuric acid solution by adding the sulfuric acid solution to the first organic layer containing cobalt and impurities.

[082] Отделение представляет собой способ, в ходе которого отделяемый фильтрат, содержащий кобальт, получают в результате реакции серной кислоты с загруженным кобальтом, а загруженные примеси извлекаются с помощью водного раствора.[082] The separation is a method in which a cobalt-containing filtrate is obtained by reacting sulfuric acid with the loaded cobalt, and the loaded impurities are recovered using an aqueous solution.

[083] Стадия очистки S42 [083] Cleaning stage S42

[084] Стадия очистки S42 представляет собой стадию селективного извлечения только кобальта из отделенного второго фильтрата. Отличие от стадии удаления посредством осаждения S31 заключается в том, что на стадии очищения S42 кобальт, который является целевым материалом, может быть извлечен в виде осадка.[084] The purification step S42 is a step for selectively extracting only cobalt from the separated second filtrate. The difference from the removal step by precipitation S31 is that in the purification step S42, cobalt, which is the target material, can be extracted as a precipitate.

[085] Например, на стадии очистки S42 кобальтовый осадок может быть получен путем добавления сульфида в раствор. Например, сульфидом может являться гидросульфид натрия (NaSH). Кобальт может быть осажден и извлечен в форме сульфида посредством реакций, представленных следующими формулами реакции 6 и 7.[085] For example, in the S42 purification step, a cobalt precipitate can be obtained by adding a sulfide to the solution. For example, the sulfide can be sodium hydrosulfide (NaSH). Cobalt can be precipitated and recovered in the form of the sulfide by reactions represented by the following reaction formulas 6 and 7.

[086] [Формула реакции 6][086] [Reaction formula 6]

[087] CoSO₄ + 2NaSH → 2CoS + Na₂SO₄ + H₂SO₄ [087] CoSO ₄ + 2NaSH → 2CoS + Na ₂ SO ₄ + H ₂ SO ₄

[088] [Формула реакции 7][088] [Reaction formula 7]

[089] H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ [089] H ₂ SO ₄ + Na ₂ CO ₃ → Na ₂ SO ₄ + H ₂ O + CO ₂

[090] Например, при поддержании pH от 4,5 до 5,0 при температуре реакции в диапазоне от 70 градусов C до 90 градусов C стадию очистки S42 можно осуществлять в течение приблизительно 3 часов или больше.[090] For example, by maintaining the pH at 4.5 to 5.0 at a reaction temperature in the range of 70 degrees C to 90 degrees C, the purification step S42 can be carried out for about 3 hours or more.

[091] В вышеуказанном диапазоне pH растворимость CoS и ZnS является очень низкой, составляя 0,1 мг/л или меньше, и очень высокой является растворимость MgS и MnS. Таким образом, только кобальт и цинк можно отделить посредством селективного осаждения путем осуществления контроля диапазона pH, тем самым обеспечивая очистку магния и марганца.[091] In the above pH range, the solubility of CoS and ZnS is very low, 0.1 mg/L or less, and the solubility of MgS and MnS is very high. Therefore, only cobalt and zinc can be separated by selective precipitation by controlling the pH range, thereby ensuring the purification of magnesium and manganese.

[092] В одном варианте осуществления сульфид может быть добавлен в количестве, соответствующем более чем 1,0 эквивалента и менее чем 1,6 эквивалента количества кобальта и цинка.[092] In one embodiment, the sulfide may be added in an amount corresponding to greater than 1.0 equivalent and less than 1.6 equivalent of the amount of cobalt and zinc.

[093] Стадия получения раствора серной кислоты S52 [093] Stage of obtaining sulfuric acid solution S52

[094] На стадии получения раствора серной кислоты S52 водный раствор получают путем растворения осадка, содержащего кобальт, в растворе серной кислоты.[094] In the step of obtaining sulfuric acid solution S52, an aqueous solution is obtained by dissolving a precipitate containing cobalt in a sulfuric acid solution.

[095] Например, стадия получения раствора серной кислоты S52 может быть осуществлена посредством реакции, представленной следующей формулой реакции 8.[095] For example, the step of obtaining the sulfuric acid solution S52 can be carried out by a reaction represented by the following reaction formula 8.

[096] [Формула реакции 8][096] [Reaction formula 8]

[097] CoS + H₂SO₄ + 1/2O₂ → CoSO₄ + H₂O + S[097] CoS + H ₂ SO ₄ + 1/2O ₂ → CoSO ₄ + H ₂ O + S

[098] Например, на стадии получения раствора серной кислоты S52 значение плотности твердого вещества (S/D) для осадка в растворе серной кислоты во время получения водного раствора может составлять 100 г/л или больше.[098] For example, in the step of producing sulfuric acid solution S52, the solid density (S/D) value of the precipitate in the sulfuric acid solution during the production of the aqueous solution may be 100 g/L or more.

[099] Например, стадию получения раствора серной кислоты S52 можно осуществлять при температуре реакции в диапазоне от 80 градусов C до 100 градусов C в течение приблизительно 20 часов или больше.[099] For example, the step of obtaining sulfuric acid solution S52 can be carried out at a reaction temperature in the range of 80 degrees C to 100 degrees C for about 20 hours or more.

[0100] Стадия удаления меди S62 [0100] Copper Removal Stage S62

[0101] Стадия удаления меди S62 представляет собой стадию удаления меди (Cu) из раствора путем добавления в раствор гидросульфида натрия (NaSH). Медь может быть осаждена в виде соединения сульфида меди (CuS) в результате реакции, представленной следующей формулой реакции 9.[0101] The copper removal step S62 is a step of removing copper (Cu) from the solution by adding sodium hydrosulfide (NaSH) to the solution. Copper can be precipitated as a copper sulfide compound (CuS) as a result of the reaction represented by the following reaction formula 9.

[0102] [Формула реакции 9][0102] [Reaction formula 9]

[0103] 2CuSO₄ + 2NaSH = 2CuS + Na₂SO₄ +H₂SO₄ [0103] 2CuSO ₄ + 2NaSH = 2CuS + Na ₂ SO ₄ +H ₂ SO ₄

[0104] Сульфид меди (CuS) может осаждаться при pH 1,0 или выше. Для этого на стадии удаления меди S62 pH раствора может поддерживаться при 1,0-2,5. В одном варианте осуществления pH раствора на стадии удаления меди S62 может поддерживаться при 1,0-1,5. Если pH в растворе меньше 1,0, то трудно удалить медь из раствора при 20 мг/л или меньше. Если pH больше 2,5, растворимость кобальта в серной кислоте снижается и может произойти потеря кобальта.[0104] Copper sulfide (CuS) can be precipitated at a pH of 1.0 or higher. To achieve this, the pH of the solution can be maintained at 1.0-2.5 in the copper removal step S62. In one embodiment, the pH of the solution in the copper removal step S62 can be maintained at 1.0-1.5. If the pH in the solution is less than 1.0, it is difficult to remove copper from the solution at 20 mg/L or less. If the pH is greater than 2.5, the solubility of cobalt in sulfuric acid decreases and cobalt loss can occur.

[0105] С другой стороны, гидросульфид натрия (NaSH) можно добавлять медленно, чтобы рН в растворе не менялся быстро. Например, гидросульфид натрия (NaSH) может быть добавлен в течение приблизительно 3 часов при перемешивании продукта выщелачивания. Соответственно, можно предотвратить увеличение степени потери кобальта вследствие быстрого повышения pH в некоторых областях раствора.[0105] On the other hand, sodium hydrosulfide (NaSH) can be added slowly to prevent rapid pH changes in the solution. For example, sodium hydrosulfide (NaSH) can be added over approximately 3 hours while stirring the leachate. This can prevent an increase in cobalt loss due to a rapid increase in pH in some areas of the solution.

[0106] В одном варианте осуществления гидросульфид натрия (NaSH) может быть добавлен в количестве, соответствующем более чем 4,5 эквивалента (экв.) и менее чем 5,5 эквивалента (экв.) содержания меди. Если количество добавляемого гидросульфида натрия (NaSH) соответствует 4,5 эквивалента (экв.) или меньше, то трудно обеспечить достаточное удаление меди из раствора, поскольку степень удаления меди составляет 95% или меньше. Если количество добавляемого гидросульфида натрия (NaSH) соответствует 5,5 эквивалента (экв.) или больше, степень извлечения кобальта может снижаться, поскольку степень удаления кобальта составляет 0,05% или больше.[0106] In one embodiment, sodium hydrosulfide (NaSH) can be added in an amount corresponding to more than 4.5 equivalents (eq.) and less than 5.5 equivalents (eq.) of the copper content. If the amount of sodium hydrosulfide (NaSH) added is 4.5 equivalents (eq.) or less, it is difficult to ensure sufficient removal of copper from the solution, since the copper removal rate is 95% or less. If the amount of sodium hydrosulfide (NaSH) added is 5.5 equivalents (eq.) or more, the cobalt recovery rate may decrease, since the cobalt removal rate is 0.05% or more.

[0107] При проведении стадии удаления меди S62 в течение 3 часов или больше при температуре реакции в диапазоне от 50 градусов C до 70 градусов C можно снизить осаждение кобальта в фильтрате и отделить только медь путем селективного осаждения. Гидросульфид натрия может представлять собой продукт с концентрацией от 30 вес.% до 70 вес.%.[0107] By conducting the S62 copper removal step for 3 hours or more at a reaction temperature in the range of 50 degrees C to 70 degrees C, it is possible to reduce the precipitation of cobalt in the filtrate and separate only copper by selective precipitation. Sodium hydrosulfide may be a product with a concentration of 30 wt% to 70 wt%.

[0108] Вторая стадия экстрагирования S72 [0108] Second stage extraction S72

[0109] Вторая стадия экстрагирования S72 представляет собой стадию добавления второго растворителя-экстрагента к раствору и разделения раствора на третий фильтрат, содержащий кобальт и примеси, и второй органический слой, содержащий цинк и примеси.[0109] The second extraction step S72 is a step of adding a second extracting solvent to the solution and separating the solution into a third filtrate containing cobalt and impurities and a second organic layer containing zinc and impurities.

[0110] В этом отношении второй растворитель-экстрагент не является особо ограниченным, поскольку скорость загрузки кобальта низкая. Например, вторым растворителем-экстрагентом может являться D2EHPA (ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота).[0110] In this regard, the second extracting solvent is not particularly limited since the cobalt loading rate is low. For example, the second extracting solvent can be D2EHPA (di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid).

[0111] Если в раствор добавить второй растворитель-экстрагент, кобальт может не загружаться во второй растворитель-экстрагент и может быть распределен в третьем фильтрате (рафинате), а цинк, магний, марганец и т. п. распределяются и отделяются или экстрагируются в органический слой вместе со вторым растворителем-экстрагентом. Такое разделение или экстрагирование может происходить в результате реакции, представленной следующей формулой реакции 10.[0111] If a second solvent extractant is added to the solution, cobalt may not be loaded into the second solvent extractant and may be distributed in the third filtrate (raffinate), and zinc, magnesium, manganese, etc. are distributed and separated or extracted into the organic layer together with the second solvent extractant. Such separation or extraction may occur as a result of the reaction represented by the following reaction formula 10.

[0112] [Формула реакции 10][0112] [Reaction formula 10]

[0113] 2HR(орг.) + ZnSO₄(водн.) → ZnR₂(орг.) + H₂SO₄(водн.) (R представляет собой Co и т. п.)[0113] 2HR(org.) + ZnSO ₄ (aq.) → ZnR ₂ (org.) + H ₂ SO ₄ (aq.) (R is Co, etc.)

[0114] Вторую стадию экстрагирования S72 можно осуществлять в течение приблизительно 10 минут или дольше при pH, который больше 2,4 и меньше 3,2, и температуре 40 градусов C. При соблюдении диапазона pH в условиях температуры можно увеличить степень загрузки примесей, таких как цинк и т. п., снизить степень загрузки кобальта и эффективно отделить кобальт в фильтрат.[0114] The second stage of extraction S72 can be carried out for about 10 minutes or longer at a pH that is greater than 2.4 and less than 3.2 and a temperature of 40 degrees C. By maintaining the pH range under the temperature conditions, it is possible to increase the loading rate of impurities such as zinc and the like, reduce the loading rate of cobalt, and effectively separate cobalt into the filtrate.

[0115] В одном варианте осуществления отношение второго растворителя-экстрагента (O) к водному раствору (A) может контролироваться в соответствии с концентрацией компонента, подлежащего извлечению в раствор. Например, отношение (O:A) второго растворителя-экстрагента (O) к водному раствору (A) может находиться в диапазоне от 0,5:1 до 2:1. Например, O:A может составлять 1,5:1.[0115] In one embodiment, the ratio of the second solvent extractant (O) to the aqueous solution (A) can be controlled in accordance with the concentration of the component to be extracted into the solution. For example, the ratio (O:A) of the second solvent extractant (O) to the aqueous solution (A) can be in the range of 0.5:1 to 2:1. For example, O:A can be 1.5:1.

[0116] Стадия удаления посредством осаждения S82 [0116] Removal step by precipitation S82

[0117] Стадия удаления посредством осаждения S82 может быть выполнена с целью удаления примесей, таких как магний и т. п., оставшихся в третьем фильтрате. После стадии удаления посредством осаждения S82 третий фильтрат может быть подан на стадию осаждения целевого материала S92.[0117] The removal step by precipitation S82 may be performed for the purpose of removing impurities such as magnesium and the like remaining in the third filtrate. After the removal step by precipitation S82, the third filtrate may be fed to the target material precipitation step S92.

[0118] Подробная характеристика стадии удаления посредством осаждения S82 может стать понятной из описания стадии удаления посредством осаждения S31.[0118] The detailed characteristics of the removal step by precipitation S82 can be understood from the description of the removal step by precipitation S31.

[0119] Стадия осаждения целевого материала S92 [0119] Target Material Precipitation Step S92

[0120] На стадии осаждения целевого материала S92 нейтрализующее средство может быть добавлено к третьему фильтрату после стадии удаления посредством осаждения S82.[0120] In the target material precipitation step S92, a neutralizing agent may be added to the third filtrate after the removal step by precipitation S82.

[0121] Например, нейтрализующим средством может быть основный материал, содержащий натрий. Например, нейтрализующим средством может являться карбонат натрия (Na₂CO₃).[0121] For example, the neutralizing agent may be a basic material containing sodium. For example, the neutralizing agent may be sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ).

[0122] После удаления примесей, таких как магний и т. п., никель может быть осажден в форме осадка на фильтре посредством реакции, представленной следующей формулой реакции 11 на стадии осаждения целевого материала S41.[0122] After removing impurities such as magnesium and the like, nickel can be precipitated in the form of a filter cake through a reaction represented by the following reaction formula 11 in the target material precipitation step S41.

[0123] [Формула реакции 11][0123] [Reaction formula 11]

[0124] 3CoSO₄ + 3Na₂CO₃ +2H₂O = CoCO₃⋅2Co(OH)₂ + 3Na₂SO₄ +3CO₂ [0124] 3CoSO ₄ + 3Na ₂ CO ₃ +2H ₂ O = CoCO ₃ ⋅2Co(OH) ₂ + 3Na ₂ SO ₄ +3CO ₂

[0125] Стадию осаждения целевого материала S92 можно проводить в течение 4 часов или больше при pH 8 или выше и температуре в диапазоне от 80 градусов C до 90 градусов C.[0125] The step of precipitating the target material S92 can be carried out for 4 hours or more at a pH of 8 or higher and a temperature in the range of 80 degrees C to 90 degrees C.

[0126] Поскольку кобальт может быть восстановлен с помощью стадии осаждения целевого материала S92, это позволяет сократить использование дорогостоящих органических растворителей, которые представляют опасность взрыва и возгорания. Таким образом, возможно улучшить рабочую стабильность и производительность, а также снизить стоимость получения.[0126] Since cobalt can be recovered by the S92 target material precipitation step, this reduces the use of expensive organic solvents that pose explosion and fire hazards. Thus, it is possible to improve operational stability and productivity, and reduce the production cost.

[0127] Хотя на графических материалах это конкретно не показано, в осажденном кобальтовом осадке на фильтре могут присутствовать некоторые натриевые компоненты. Таким образом, растворимые в воде натриевые компоненты могут быть удалены посредством стадии промывки чистой водой на последней стадии. В этом случае стоимость получения может быть снижена посредством повторного использования удаленных натриевых компонентов в получении карбоната натрия (Na₂CO₃), который является нейтрализующим средством.[0127] Although not specifically shown in the graphics, some sodium components may be present in the precipitated cobalt filter cake. Therefore, water-soluble sodium components can be removed by a final clean water wash step. In this case, the production cost can be reduced by reusing the removed sodium components in the production of _sodium carbonate ( _Na2CO3 ), which is a neutralizing agent.

[0128] Заключительная стадия выщелачивания S102 [0128] Final stage leaching S102

[0129] Заключительная стадия выщелачивания S102 представляет собой стадию получения водного раствора, содержащего кобальт высокой чистоты, путем удаления таких компонентов, как натрий и т. п., посредством промывки и растворения кобальтового осадка на фильтре в растворе серной кислоты.[0129] The final leaching step S102 is a step of obtaining an aqueous solution containing high-purity cobalt by removing components such as sodium, etc., through washing and dissolving the cobalt precipitate on the filter in a sulfuric acid solution.

[0130] Подробная характеристика заключительной стадии выщелачивания S102 может стать понятной из приведенного выше описания заключительной стадии выщелачивания S51.[0130] The detailed characteristics of the final leaching stage S102 can be understood from the above description of the final leaching stage S51.

[0131] Экспериментальный пример [0131] Experimental example

[0132] (1) Качество сырьевого материала в виде осадка на фильтре, представленного MHP, используемого в эксперименте[0132] (1) Quality of the raw material in the form of filter cake represented by MHP used in the experiment

[0133] [Таблица 1][0133] [Table 1]

[0134] * Содержание, не указанное в таблице, относится к примесям (в основном присутствуют с гидроксильными группами, присоединенными к ним) (2) Содержание металлов в полученном при выщелачивании фильтрате после стадии выщелачивания, включающей двухэтапную стадию выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении[0134] * Contents not listed in the table refer to impurities (mainly present with hydroxyl groups attached to them) (2) Metal content of the leachate obtained from the leaching step, which includes a two-stage leaching step with heating at atmospheric pressure

[0135] [Таблица 2][0135] [Table 2]

[0136] При сравнении таблиц 1 и 2 можно увидеть, что содержание никеля и кобальта в полученном при выщелачивании фильтрате, подвергнутом двухэтапной стадии выщелачивания с нагреванием при атмосферном давлении, увеличивается. (3) Сравнение содержания кобальта в органическом слое в зависимости от условий pH на стадии экстрагирования[0136] When comparing Tables 1 and 2, it can be seen that the nickel and cobalt content of the filtrate obtained during leaching, subjected to a two-stage leaching stage with heating at atmospheric pressure, increases. (3) Comparison of the cobalt content in the organic layer depending on the pH conditions in the extraction stage

[0137] Для исследования оптимальных условий рН для отделения никеля в водный фильтрат (рафинат) путем загрузки кобальта и примесей (Mg, Mn, Zn и т. п.) в органический слой с использованием 30% Cyanex 272 сравнивали значения степени загрузки соответствующих компонентов в органический слой при рН 5,0, 5,2 и 5,4. Реакцию проводили при 40 градусах С в течение 10 минут, и отношение органического слоя к водному раствору составляло 1,5: 1. Степень загрузки выражали как относительное отношение содержания каждого компонента, присутствующего в органическом слое, в пересчете на содержание каждого компонента, присутствующего в продукте выщелачивания.[0137] To investigate the optimum pH conditions for separating nickel into an aqueous filtrate (raffinate) by loading cobalt and impurities (Mg, Mn, Zn, etc.) into an organic layer using 30% Cyanex 272, the loading ratios of the corresponding components into the organic layer were compared at pH 5.0, 5.2, and 5.4. The reaction was carried out at 40 degrees C for 10 minutes, and the ratio of the organic layer to the aqueous solution was 1.5:1. The loading ratio was expressed as the relative ratio of the content of each component present in the organic layer to the content of each component present in the leach product.

[0138] [Таблица 3][0138] [Table 3]

[0139] Ссылаясь на таблицу 3, можно увидеть, что разница между содержанием Co и Ni, загруженных в органический слой, является наибольшей при pH 5,2, а разделение Co и Ni происходит лучше всего при pH 5,2.[0139] Referring to Table 3, it can be seen that the difference between the content of Co and Ni loaded into the organic layer is greatest at pH 5.2, and the separation of Co and Ni occurs best at pH 5.2.

[0140] В случае pH 5,0 содержание Ni, загруженного в органический слой, было небольшим, при этом загрузка Co была относительно слабой. В случае pH 5,4 загрузка Co характеризовалась отличными показателями, а отделение Ni было относительно слабым.[0140] At pH 5.0, the Ni content loaded into the organic layer was small, while the Co loading was relatively weak. At pH 5.4, the Co loading was excellent, while the Ni separation was relatively weak.

[0141] (4) Сравнение содержания примесей (Mg и Ca) в фильтрате в зависимости от количества добавленного фторида натрия на стадии удаления посредством осаждения[0141] (4) Comparison of the impurity content (Mg and Ca) in the filtrate depending on the amount of sodium fluoride added in the removal stage by precipitation

[0142] Для исследования оптимального количества добавляемого фторида натрия (NaF) для осаждения и удаления примесей (Mg и Ca) в фильтрате фторид натрия (NaF) добавляли при 2,0, 2,2 и 2,4 эквивалентах содержания Mg и Ca в фильтрате. Сравнивали содержание примесей (Mg и Ca) в фильтрате. Реакцию проводили в течение 2 часов при температуре 60 градусов C.[0142] To investigate the optimal amount of added sodium fluoride (NaF) for precipitation and removal of impurities (Mg and Ca) in the filtrate, sodium fluoride (NaF) was added at 2.0, 2.2, and 2.4 equivalents of the Mg and Ca content in the filtrate. The impurity content (Mg and Ca) in the filtrate was compared. The reaction was carried out for 2 hours at a temperature of 60 degrees C.

[0143] [Таблица 4][0143] [Table 4]

[0144] Ссылаясь на таблицу 4, можно увидеть, что сумма значений содержания Mg и Ca в фильтрате наименьшая при добавлении 2,2 эквивалента фторида натрия (NaF). (5) Сравнение содержания металлов (Co, Cu, Zn, Mn и Mg) в кобальтовом осадке на фильтре в зависимости от количества добавляемого гидросульфида натрия (NaSH) на стадии удаления примесей[0144] Referring to Table 4, it can be seen that the sum of the Mg and Ca contents in the filtrate is the lowest when 2.2 equivalents of sodium fluoride (NaF) are added. (5) Comparison of the metal contents (Co, Cu, Zn, Mn, and Mg) in the cobalt filter cake depending on the amount of sodium hydrosulfide (NaSH) added in the impurity removal stage

[0145] Для исследования оптимальных условий для отделения кобальта, загруженного посредством Cyanex272 в органический слой, с помощью раствора серной кислоты, а затем осаждения и извлечения кобальта в форме сульфида с использованием гидросульфида натрия (NaSH) гидросульфид натрия (NaSH) добавляли при 1,0, 1,3 и 1,6 эквивалентах содержания кобальта и цинка и сравнивали содержание осажденного осадка на фильтре. Реакцию проводили в течение 3 часов при температуре 85 градусов C и при pH от 4,5 до 5,0.[0145] To investigate the optimal conditions for separating cobalt loaded via Cyanex272 into the organic layer using a sulfuric acid solution and then precipitating and recovering the cobalt in the form of sulfide using sodium hydrosulfide (NaSH), sodium hydrosulfide (NaSH) was added at 1.0, 1.3, and 1.6 equivalents of the cobalt and zinc content, and the content of the precipitated filter cake was compared. The reaction was carried out for 3 hours at a temperature of 85 degrees C and at a pH of 4.5 to 5.0.

[0146] [Таблица 5][0146] [Table 5]

[0147] Ссылаясь на таблицу 5, можно увидеть, что содержание кобальта в осадке на фильтре является высоким при добавлении 1,3 эквивалента NaSH, а содержание кобальта больше не увеличивается даже при добавлении количества, превышающего 1,3 эквивалента NaSH.[0147] Referring to Table 5, it can be seen that the cobalt content of the filter cake is high when 1.3 equivalents of NaSH are added, and the cobalt content does not increase further even when an amount exceeding 1.3 equivalents of NaSH is added.

[0148] (6) Сравнение значений степени удаления меди в зависимости от количества добавляемого гидросульфида натрия (NaSH) на стадии удаления меди[0148] (6) Comparison of copper removal rates depending on the amount of sodium hydrosulfide (NaSH) added at the copper removal stage

[0149] Для исследования оптимальных условий осаждения и удаления меди в форме CuS путем добавления NaSH к водному раствору, содержащему кобальт, после растворения кобальтового осадка в растворе серной кислоты, NaSH добавляли при 4,5, 5,0 и 5,5 эквивалентах содержания меди и сравнивали степени удаления меди. Реакцию проводили в течение 3 часов при температуре 60 градусов C и при pH 1,0. Степени удаления определяли путем сравнения содержания соответствующих компонентов в водном растворе до и после добавления NaSH.[0149] To investigate the optimum conditions for the precipitation and removal of copper in the form of CuS by adding NaSH to an aqueous solution containing cobalt, after dissolving the cobalt precipitate in a sulfuric acid solution, NaSH was added at 4.5, 5.0, and 5.5 equivalents of the copper content, and the degrees of copper removal were compared. The reaction was carried out for 3 hours at a temperature of 60 degrees C and at a pH of 1.0. The degrees of removal were determined by comparing the contents of the corresponding components in the aqueous solution before and after the addition of NaSH.

[0150] [Таблица 6][0150] [Table 6]

[0151] Ссылаясь на таблицу 6, можно увидеть, что степень удаления Cu является наиболее высокой при добавлении 5,0 эквивалента NaSH.[0151] Referring to Table 6, it can be seen that the degree of Cu removal is highest when 5.0 equivalent of NaSH is added.

[0152] (7) Сравнение содержания кобальта в органическом слое в зависимости от условий pH на стадии экстрагирования[0152] (7) Comparison of cobalt content in the organic layer depending on pH conditions at the extraction stage

[0153] Для исследования оптимальных условий рН для загрузки цинка в водном растворе в органический слой и отделения цинка с использованием 30% D2EHPA в качестве растворителя-экстрагента для водного раствора, содержащего кобальт, из которого кобальт был осажден и удален, сравнивали значения степени загрузки соответствующих компонентов при рН 2,4, 2,8 и 3,2. Реакцию проводили при температуре 40 градусов C в течение 10 минут. Соотношение органического слоя к водному раствору составляло 1,5: 1.[0153] To investigate the optimum pH conditions for loading zinc in an aqueous solution into an organic layer and separating zinc using 30% D2EHPA as an extracting solvent for an aqueous solution containing cobalt from which cobalt had been precipitated and removed, the loading ratios of the respective components were compared at pH 2.4, 2.8, and 3.2. The reaction was carried out at 40 degrees C for 10 minutes. The ratio of the organic layer to the aqueous solution was 1.5:1.

[0154] [Таблица 7][0154] [Table 7]

[0155] Ссылаясь на таблицу 7, можно увидеть, что разница между содержанием Zn и Co, загруженных в органический слой, наибольшая при условии, предусматривающем pH 2,8, а разделение Co и Zn лучше всего происходит при условии, предусматривающем pH 2,8.[0155] Referring to Table 7, it can be seen that the difference between the contents of Zn and Co loaded into the organic layer is greatest under the condition of pH 2.8, and the separation of Co and Zn is best under the condition of pH 2.8.

[0156] В случае pH 2,4 содержание Co, загруженного в органический слой, было небольшим, а загрузка Zn была относительно слабой. В случае pH 3,2 загрузка Zn характеризовалась отличными показателями, а отделение Co было относительно слабым.[0156] At pH 2.4, the Co content loaded into the organic layer was small, and the Zn loading was relatively weak. At pH 3.2, the Zn loading was excellent, and the Co separation was relatively weak.

[0157] (8) Содержание металлов в водном растворе, содержащем никель/кобальт, который прошел заключительную стадию промывки для удаления примесей[0157] (8) The metal content of an aqueous solution containing nickel/cobalt that has undergone a final washing step to remove impurities

[0158] [Таблица 8][0158] [Table 8]

Содержание металла в конечном водном растворе, содержащем никель, после удаления примесейMetal content of the final aqueous solution containing nickel after removal of impurities

[0159] [Таблица 9][0159] [Table 9]

Содержание металла в конечном водном растворе, содержащем кобальт, после удаления примесейMetal content of the final aqueous solution containing cobalt after removal of impurities

[0160] При совместном сравнении таблицы 2 и таблиц 8 и 9 можно подтвердить, что чистота водного раствора, содержащего никель/кобальт, подвергнутого стадиям согласно настоящему изобретению, повышается. Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылкой на сопровождающие графические материалы, специалисты в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, смогут понять, что варианты осуществления могут быть реализованы в других конкретных формах без изменения технической сущности или существенных признаков настоящего изобретения.[0160] When comparing Table 2 and Tables 8 and 9 together, it can be confirmed that the purity of the aqueous solution containing nickel/cobalt subjected to the steps according to the present invention is increased. Although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the embodiments can be implemented in other specific forms without changing the technical essence or essential features of the present invention.

[0161] Таким образом, следует понимать, что описанные выше варианты осуществления являются иллюстративными и не являются ограничивающими во всех отношениях. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не подробным описанием. Следует понимать, что все изменения или модифицированные формы, полученные из значения и объема формулы изобретения и ее эквивалентных понятий, включены в объем настоящего изобретения.[0161] It should therefore be understood that the embodiments described above are illustrative and not limiting in all respects. The scope of the present invention is defined by the claims rather than by the detailed description. It should be understood that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent terms are included within the scope of the present invention.

Claims

1. A method for extracting nickel and cobalt from a raw material based on a mixed hydroxide precipitate containing a mixed nickel/cobalt hydroxide, comprising

(A) a leaching step that includes a first atmospheric pressure heated leaching step and a second atmospheric pressure heated leaching step in which the raw material is heated and leached at atmospheric pressure to form a leachate solution containing nickel, cobalt and impurities;

(B) a first extraction step comprising separating the leachate solution into a first filtrate containing nickel and impurities and a first organic layer containing cobalt and impurities by adding a first extractant solvent to the leachate solution; and

(C-ii) a purification step comprising removing impurities including magnesium, manganese, zinc, copper or mixtures thereof by adding a sulfuric acid solution to the first organic layer to form a second filtrate and adding sulfide to the second filtrate to precipitate and recover the cobalt precipitate,

wherein the first stage of leaching with heating at atmospheric pressure is carried out at a temperature in the range from 50 to 70 degrees C and at a pH in the range from 2.7 to 3.3,

the second stage of leaching with heating at atmospheric pressure is carried out at a temperature in the range from 80 to 100 degrees C,

The first solvent-extractant has the lowest degree of nickel loading among nickel, cobalt, magnesium, manganese and zinc.

2. The method according to claim 1, wherein the pH of the filtrate obtained in the second stage of leaching with heating at atmospheric pressure is lower than the pH of the filtrate obtained in the first stage of leaching with heating at atmospheric pressure.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the filtrate obtained in the second stage of leaching with heating at atmospheric pressure is fed to the first stage of leaching with heating at atmospheric pressure.

4. The method according to claim 1 or 2, wherein the first solvent-extractant is bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid.

5. The method according to claim 1 or 2, wherein the first stage of extraction is carried out at a temperature of 40 degrees C and at a pH that is greater than 5.0 and less than 5.4.

6. The method according to claim 1 or 2, wherein the sulfide is sodium hydrosulfide (NaSH).

7. The method according to claim 1 or 2, wherein the sulfide is added in an amount corresponding to more than 1.0 equivalent and less than 1.6 equivalent of the amount of cobalt and zinc.

8. The method according to paragraph 1 or 2, further comprising

(D-ii) a copper removal step involving dissolving the cobalt precipitate in a sulfuric acid solution and then removing the copper.

9. The method according to claim 8, wherein the copper removal step is carried out by adding sodium hydrosulfide (NaSH) in an amount corresponding to more than 4.5 equivalents and less than 5.5 equivalents of the amount of copper.

10. The method according to paragraph 8, further comprising

(E-ii) a second extraction step comprising separating the aqueous solution from which the copper has been removed into a third filtrate containing cobalt and impurities and a second organic layer containing zinc and impurities by adding a second extracting solvent to the aqueous solution from which the copper has been removed.

11. The method according to claim 10, wherein the second solvent-extractant is D2EHPA (di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid).

12. The method according to claim 10, wherein the second extraction stage is carried out at a pH that is greater than 2.4 and less than 3.2 at a temperature of 40 degrees C.

13. The method according to paragraph 10, further comprising

(F) a precipitation removal step comprising precipitating and removing impurities including magnesium by adding a precipitating agent to the third filtrate.

14. The method according to paragraph 13, further comprising

(G) a step of precipitating the target material, which comprises performing selective precipitation to obtain a cobalt filter cake containing cobalt by adding a neutralizing agent to the third filtrate from which impurities have been precipitated and removed.

15. The method of claim 14, wherein after adding the neutralizing agent, the pH of the third filtrate is 8 or greater at a temperature of 85 degrees C.

16. The method according to paragraph 14, further comprising

(H) a washing step, which involves washing the cobalt precipitate on the filter with clean water.