Способ разделения никеля и кобальта

Способ разделения никеля и кобальта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О ll И С"Х Й

Сеюэ Сееетаеи

Сеареектмчефмлк

Уеслублес

И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ оо699806

К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ (6i) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26Ë777 (21) 2536764/22-02 (51)hh КП

С 22 В 23/04

В 01 П 11/04 с присоединением заявки ¹ (23) приоритет

Государственный квинтет

СССР но ямам изобретениА н открытий

Опубликовано 07.1080.. Бюллетень Й937

Дата опубликования описания 07.1 080 (53) УДК 669 243 ,27(088.8) A È,ÕîëüêèH, Л.М.Гиндин, Р.И.Новоселов, Ю. Б.Клетеник, С.A.Ñåäîâà,И.Н.Попков,Л.И.Селина,Т.B.1 àëàíöåâà,H.Ê.Калиш

И.Ю.флейтлихр Н.в.козловаг В.Н.Андриевскийуи.н.кременская/

С.С.Гражулене, Л,Н.Анишина, A.H.Òóðàíoâ и Л.Я,Марочкина

Институт неорганической химии Сибирского отделения

АН СССР, Институт физико-химических основ переработки минерального сырья Сибирского отделения AH СССР, Норильский горно-металлургический комбинат им.A.Ï.Çàâåíÿãèíà и Институт физики твердого тела АН СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ. РАЗДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА

Изобретение относится к области гидрометаллурГии никеля и кобальта и может быть использовано ддя разделения никеля и кобальта, очистки различных кобальтосодержащих растворов 5 от никеля, а также при получении сульфатов, нитратов и хлоридов кобальта марки чда без никеля .

Известен способ разделения никеля и кобальта, включающий экстракцию Я экстрагентом, содержащим диалкилдитиофосфорную кислоту в органическом растворителе, с последующей реэкстракцией jlj

Способ позволяет проводить глубокую очистку солей кобальта от никеля и может быть использован для получения солей кобальта особой чистотыс концентрацией никеля 1 10 -1.1W.

Например, за 1 ступень экстракцни . щ никеля 0,5 М раствором ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты в декане из 1 М раствора аэотнокислого кобальта содержание никеля снижается приблизительно в 10 раз (с 7,8° 10 до 25

6 7- 10 Ъ) . . Однако при таком способе имеет место скорость окисления на воздухе кобальта, попутно с никелем извлекаемого в органическую фазу. . 3g

Экстрагируемое соединение кобальта (ф) кинетически инертно, кобальт (Ю) из органической фазы не реэкстрагируется разбавленными минеральными кислотами и не обменивается с катионами никеля из водного раствора. Емкость экстрагента при этом снижается и проведение многостадийной экстракции с регенерацией экстрагента невозможно. Реэкстракция кобальта в таких системах возможна только путем разложения экстрагента, например при обработке концентрированной азотной кислотой (1:1). Вследствие этого экстрагент может быть использован для получения дорогостоящих солей кобальта особой чистоты и не применим для обычных процессов разделения никеля и кобальта, например для очистки растворов кобальтового производства, кобальтового электролита, при получении относительно дешевых солей кобальта марки чда без никеля .

Целью изобретения является уменьшение скорости окисления кобальта в органической фазе и его резкстракции без разложения экстрагента.

Цель достигается тем, что экстракцию ведут в присутствии органическо699806

ro соединения,. обладающего сильными электронодонорными свойствами, выбранного из ряда кислород- и азотсодержащих соединений, В качестве органического соединения, обладающего сильными электронодонорными свойствами, используют высшие спирты (Сг и более), амины, фосфиноксиды, окиси .аминов и алкилсульфоксиды.

При проведении экстракции в условиях и когда коэффициенты распределения никсля близки к равновесным, в системе имеют место высокие коэффициенты раз« деления никеля от кобальтаp %/С(».

Кобальт при этом в органической фазе находится в двухвалентно л состоянии »5 и его окисление до трехвалентного происходит весьма медленно.

Пример 1 . Проводят экстракцию металлов из 1 М раствора СоСР, содержащего около 40 мг/л никеля, Щ экстрагентом, содержащим 22,5 вес.В ди-(2-зтилгексил) дитиофосфорной кислоты, 16,5Ъ ?-этилгексанола, 61Ъ декана. Соотношение объемов органической и водной фаз 1:1, продоляитель. ность перемешивания 30 мин. Проводят

5-кратную реэкстракцию металлов из органической фазы раствором НСР (1:5) при соотношении объемов органической и водной фаз 1:2,5 и перемешивании фаз 2 мин. Получены результаты: концентрация никеля в органической фазе

С Ni(O)= 32,4 мг/л, в водной фазе

С Й»(S)=3 3 мг/л, извлечение Ni 90,7Ъ, коэффициент распределения D»4 = 9,81

ССо(о-9>8 г/л, CCO($)=51,6 г/л, DCO

0,19; коэффициент разделения ййкеля и кобальта9я,(-54,4. При реэкстракции разбавленным раствором НСВ в реэкстракт извлечено 81,0Ъ кобальта.

В аналогичных условиях при экстрак- 40 ции раствором ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты (23 вес.В) в, декане (77Ъ) без добавки 2-этилгекса- нола получены значения С»,(о); 38,.7мг/л

C> (ð 5,4 мг/л, извлечение Ni 88Ъ, 0 д, = 7,2; С 0(0)-7, о г/л, Сс0(»)=52, 4г/л;

Dco = О,13;Pi>,. се=55,3. При реэкстракции разбавленнжл раствором НСВ в реэкстракт извлечено 35,7Ъ кобальта.

Пример 2 . В аналогичных при- щ() меру 1 условиях проводят экстракцию экстрагентом, содержащим 21 вес.Ъ ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 79Ъ 2-этилгексанола, при отсутствии органического растворителя продолжительность перемешивания фаз при экстракции 1 ч. Получены результаты: С„„;(О)= 30,6 мг/л, С» ;(8) =

=4,0 мг/л, извлечение Ni 89В, Р,». йi ..

7 7 ССо(о)-11,4 r/ë, Ccb(8>=48,6 г/л„

DCO — — 0,23,ð»4((C >=33,4. При реэкстрак» 60 ции разбавленным раствором НС8 концентрация кобальта в водной фазе оп ределена как 11,5 г/л,т.е,извлечение в реэкстракт кобальта практически полное.

Для сравнения проводят экстракцию раствором ди- (2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты (23 вес.Ъ) в декане (77Ъ) в условиях, аналогичных примеру 2, Получены результаты: CN,(O) =

=40 мг/л, C<;(p»=5,4 мг/л, извлечение

Из. 88Ъ D = 7р4» С О(О) 6 6 г/л, С 0((»,) 5 2, 4 г/л, DGQ = A l 3» lb% (Co- 5 6, 9 .

При реэкстракции разбавленным раствором HCQ в реэкстракт извлечено 34,8Ъ кобальта.

Пример 3 . В аналогичных приФерам 1-2 условиях проводят экстракцию металлов экстрагентом, содержащим ,22,8 вес.В ди-(?-этилгексил)дитиофосфорной кислоты, 4,6Ъ три-н-октиламина, 72,6Ъ декана. Продолжительность

iперемешивания фаз при экстракции

30 мин ° Получены результаты: С.„ (())=

«35,3 мг/л, С»»;(В)"-0,8 мг/л, извлечение Ni 97,7Ъ, 0 (; = 44, Ссо(о)5 7 г/л, Ссб ц) 54,0 г/л, Dco = О 11 »,» /С0 =

= 400. При реэкстракции разбавленным раствором НСР в реэкстракт извлечено 84 Ъ кобальт а, Как показано н примере 1, при реэкстракции разбавленным раствором

НСР в системе, содержащей ди-(2-этилгексил)дитиофосфорную кислоту и декан без три-октила»лина в аналогичных условиях извлечение кобальта составило 35,7Ъ, П р и л е р 4 . В аналогичных примерам 1-3 условиях проводят экстракцию металлов экстрагентом, содержащим 12 вес.Ъ ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 2,4Ъ три-н-октиламина, 85 6Ъ тетрахлорэтилена.

Продолжительность перемешивания фаз при экстракции 30 мин. Получены результаты: Сш;(()»=35 мг/л, С» )(й»=1, Омг/л, извлечение Ni 97,3Ъ, Dgi = 35; Сco(0»=

=7 > 15 г/л, CC0(B) 52,8 г/л, DcO О, 14

250. При реэкстракции разбавлейным раствором HCQ в реэкстракт извлечено 72В кобальта, Пример 5 . Проводят экстракцию металлов иэ рафината экстрактора (после очистки от железа и меди) промышленной экстракционной установки получения кобальта К-О (Co 164,5 г/л, Ni 0,45 г/л, Си 0,7 мг/л) экстрагентом содержащим вес.Ъ ди-.(2-этилгексил)дитиофосфорной кислоты,79Ъ н-октилового спирта. Соотношение объемов органической и водной фаз 1:1, продолжительность перемешивания 1 ч, Проводят реэкстракцию металлов из органической фазы раствором НСР (1:1) при соотношении объемов органической и водной фаз 1:2 и перемешивании фаз 2 ч. Получены результаты: Cg;((»)= 0,32 г/л, С»»,ур0,192 г/л, извлечение Ni 71Ъ, DNl = 1,7» ССОХЛО)"-9 О r/л, ССов)",)56г/л

DCO = 0,06;Я»filCOe29 При реэкстракции раствором НСВ (1:1) извлечено

98Ъ кобальта.

Пример 6 . В аналогичных примеру 5 условиях проводят экстрак699806

Формула изобретения

1. Способ разделения никеля и кобальта, включающий экстракцию экстрагентом, содержащим диалкилдитиофосфор ную кислоту в органическом растворителе, с последующей реэкстракцией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения скорости окисления кобальта в органической фазе и его реэкстракции без разложения экстрагента, экстракцию ведут в присутствии органического соединения, обладающего сильными электронодонорными свойствами, выбранного из ряда кислород- и азотсодержащих соединений.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве органического соединения, обладаюцего сильными элекронодонорными свойствами, используют высшие спирты (С и более), амины, три-н-бутилфосфат и его производные, алкилфосфиноксиды„ окиси аминов и алкилсульфоксиды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 447936, кл. С 22 В 3/00, 1972 °

Составитель A.Âàæèíà

Редактор Е.Месропова Техред Н. Бабурка Корректор C.Öîìàê Заказ 8670/73 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 цию металлов из промышленного раствора основного производства кобальта после железо- и медецинкоочистки (Ni

28,25 г/л, Со 15,0 г/л, рН 3,95) экстрагентом, содержацим 21 вес.% ди-(2этилгексил)дитиофосфорной кислоты, 79% н-октилового спирта, Получены

5 результаты: С у; ц у 11,0 г/л, С (В)

=15,6 г/л, извлечение И1 42%, D

i — 0,71у CO(OJ=0,73 г/л, С ()--13,0г/л, D o = 0<056lФр;gg"-1?,6. При реэкстракции раствором HCk (1: 1) извлечено

85% кобальта.

Пример 7 . Проводят экстрак,цню никеля и кобальта из 1 5 н водных растворов серной кислоты, содержащих

0,020 г/л Ni и 0,2 г/л Со, экстраген- 15 том, содержащим 4,9 вес.% ди-(2-этилгексил)дитиофосфорной кислоты, 12,6% три-н-бутилфосфата, 82,5% н-гептана.

Соотношение объемов фаз 1 1, температура комнатная. При продолжитель- 2О ности перемешивания, достаточном для установления равновесия, получены значения DN = 4,9; Dio = 0,39.

Расчетный коэффициент разделения

Р 4 РсО=122,6, 25

Предложенный способ может использоваться не только для получения солей кобальта особой чистоты, но и при получении кобальта К-О, солей кобальта марки чда без никеля,а также для очистки растворов в технологии ос- Зб новного. кобальтового производства. В предложенном способе имеет место 80100%-ная реэкстракция кобальта из органиЧеской фазы разбавленными растворами минеральных кислот, что значителен 35 но превьыает те же величины для известного способа (34-36%). Более высокая степень реэкстракции кобальта из органической фазы разбавленными кислотами создает воэможность регенерации экстрагента, а также проведе ния обменной противоточной экстракци;

Содержание вещества, обладающего сильными электронодонорными свойства ми, в предложенном способе составляет 2-97%, т.е. возможно использование смеси диалкилдитиофосфорной кислоты и данного органического вещества как с органическим растворителем, так и без такового.