Способ переработки железистых гидратных кеков,содержащих никель и кобальт

Способ переработки железистых гидратных кеков,содержащих никель и кобальт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л. А. Казанский, Г. A. Лифшиц, В. И. Савкин, Т. N. Евстратова, Л. Г. Ларионова, В. А. Гутин, В. И. Волков, Б

И. А. Чалкин, В. А. Глумилин, В. Н. Лавренов

H. М. Помолов, А. Н. Бурухин, С. Ф. Ершов, Г

М. В. Лобойко, Г. А. Сачко и P. М..Болгова (72) Авторы изобретения

{7 I ). Заявители

Всесоюзный научно-исследовательский и конс

".Цветметавтоматика и Норильский ордена Ле горно-металлургический комбинат.им. А. П. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ

ГИДРАТНЫХ КЕКОВ, СОДЕРЖАЩИХ

НИКЕЛЬ И КОБАЛБТ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургии никеля и кобальта, и может быть использовано при переработке железистых гидратных кеков, получаемых в про 5 цессе очистки никель-кобальтсодержащих растворов от железа и кобальта.

Известен способ переработки железистых гидратных кеков, содержащих никель и кобальт, путем репульпации их в кислом растворе при рН 1,3 — 1,7 с добавлением в пульпу хлористого калия 1) .

Однако содержание цветных металлс>в . в переработанном железистом кеке ос- . тается довольно высоким — по 0,3% и выше никеля и кобальта.

Ближайшим к изобретению по технической сушности и достигаемому резуль тату является способ переработки >келезистых гидратных кеков, содержаших 20 никель и кобальт, включаюшнй приготовление исходной пульпы кеков, восстановление металлов серным шелоком в присутствии серной кислоты, подкисление

2 восстановленной пульпы серной кислотой,, выдержку пульпы для перекристаллизации, осадка, стадиальную нейтрализацию, доокисление и доосажд ение остаточного железа и отделение осадка от раствора фильтрацией 2 j.

Недостатками этого способа являются высокое остаточное содержание кобальта и никеля в кеке, высокий расход реагентов, .нестабильность характеристик филы руемости полученной пульпы, что являеься причиной снижения производительнооти.

Цель изобретения — сии>кение содер» жания цветных металлов в осадке, сокращение удельного расхода реагентов и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки железистых гидратных кеков, сопержа цих никель и кобальт-, включающем приготовление исходной пульпы кеков, восстановление металлов серным шелоком в присутст996495

3 вии серной кислоты, подкисление восста-, новленной пульпы серной кислотой, выдержку пульпы для перекристаллизации осадка,стациальную нейтрализацию,цоокисление и доосажцение остаточного же- 5

-леза и отделение осадка от раствора фильтрацией, исходную пульпу железистых кеков стабилизируют по плотности в пределах 1150-1300 кг/м5, преимуществен-. но 1200-1250 кг/м3, восстановление 0 металлов серным щелоком ведут в присутствии хлор-иона при отношении серы, вводимой с серным щелоком, к хлору в растворе 1,4-8,0, преимущественно 2,04,0, стадиальную нейтрализацию ведут до 15 рН 1,8-2,4 на последней стадии, а из раствора после отделения осадка доосаждают железо раствором соды, после чего осадок отделяют от раствора и направляют на стадиальную нейтрализацию.

Поставленная цель достигается также .тем, что рН на стадиях нейтрализации, кроме последней, поддерживают в пределах 0,9-1,5.

Доокисление железа проводят исходной пульпой кеков.

Поставленная цель достигается еще и тем, что доосаждение железа из раствора после стадиальной нейтрализации ведут при рН 5,0-5,5.

Железистый кек, содержащий гидроокис. лы железа, кобальта и никеля, получаемый, например, в результате гидролитической очистки никелевого электролита от железа и кобальта, распульповывают

35 водой или технологическими оборотами до плотности 1150-1300 кг/м, преимущественно 1200-1250 кг/м . При работе с более разбавленными пульпами непроизводительно увеличивается расход реагентов, при повышении плотности более 1300 кг/м резко ухудшается фильт3 руемость пульп.

Стабилизированную по плотности пульпу обрабатывают серным щелоком в при45 сутствии серной кислоты и хлор-иона, который в кислой среде служит восстановителем кобальта и никеля высших валентностей, а выделяющийся элементарный хлор — окислителем двухвалентного железа. Таким образом, введение хлор-иона

50 позволяет сократить расход основного восстановителя - серного щелока.. Хлорион вводят в количестве, соответствующем отношению серы серного щелока к хлору в растворе 1,4 - 8,0, преимущественно

2,0-4,0. При отношении серы к хлору выше 8,0 возрастает содержание закис ного железа в растворе, увеличивается расход серного щелока; при отношении серы к хлору менее 1,4 повышается насыщенность раствора солями, т.е. плотность раствора, ухудшается фильтруемость пульпы.

Восстановленную пульпу подкисляют до рН около 0,9 и подвергают выдержке при 85-95 С при перемешивании.

Нейтрализацию кислоты осуществляют при 80-95 С в нескольно стадий, по крайней мере 3-4, при этом на первых двух - трех стадиях поддерживают рН пульпы в интервале от 0,9 до 1,5, что способствует образованию хорошо фильтрующегося ярозитного. осадка железа; таким образом достигается совмещение операций. перекристаллизации осадка и нейтрализации пульпы. На последней стадии доводят рН до 1,8-2,4. При указанных значениях рН доосажцение железа происходит без заметного соосаждения кобальта и никеля; при значениях рН свыше 2,4 соосаждение кобальта и никеля становится ощутимым, повышается содержание цветных металлов в железистом кеке; кроме того, железо начинает осаждаться не в виде ярозитного осадка, а в виде гидроокиси, что сопровождается ухудшением фильтруемости пульпы. При рН ниже 1,8 увеличивается содержание железа в растворе, что затрудняет его дальнейшую переработку.

После нейтрализации пульпы и отделения .основной массы железистого кека фильтрацией раствор с содержанием желе» за 0,5-1,5 г/л нейтрализуют раствором соды рН 5,0-5,5, осадок отделяют одним из известных способов, например сгущением или фильтрацией на свечевых фильтрах, и пульпу осадка направляют на стадиальную нейтрализацию. Осадок со свечевых фильтров является "мягким нейтрализатором, использование которого исключает создание очагов с повышенным значением рН.

На первой стадии нейтрализации осуществляют доокисление закисного железа исходной пульпой железистых кеков, которую дозируют по величине окислительновосстановительного потенциала. Окисление железа осуществляется гидроокисями никеля и кобальта, содержащимися в кеке, при этом никель и кобальт восстанавливаются и переходят в раствор, а гидроокиси железа в процессе стадиальной нейтрализации преобразуются в хорошо фильтрующийся ярозитный осадок.

996495

5 .

Способ отработан в опытно-промышленном масштабе.

Пример. Пульпу гидроокислов после гидролитической очистки никелевого анолита от железа и кобальта плот- S постыл 1350-1500 кг/м подают в реакЪ тор типа "пачук и распудьповывают технологическими оборотами и водой до плотности 1200-1250 кг/м, подкисляют

3 серной кислотой до рН .1,0-1,5 и направ36

:ляют на восстановление. Восстановление ведут в аналогичных реакторах, куда подают раствор серного щелока с хлор ионом.

3$

Серный щелок готовят в отделвном реакторе растворением расплавленной серы в растворе щелочи при отношении серы к щелочи, равном 0,5 и температуре около 80 С. В раствор щелочи вводят хлор-ион в виде хлористого натрия в заданном соотношении к сере.

Восстановление ведут, поддерживая рН в пределах 1,0-1,2 дозировкой серной кислоты, и окислительно-восстано25 вительный потенциал в пределах 480520.мВ - дозировкой серного щелока.

На этой операции используют два после= довательно соединенных реакторов, причем реагенты подают только в первый реактор. 30

Восстановленную пульпу направляют далее в аналогичные реакторы, где ее подкисляют до рН О, 8-0,9 и выдерживают в течение двух часов 85-95 С с перемешиванием сжатым воздухом. 35

Затем пульпу подают на нейтрализацию.

Нейтрализацию осуществляют в четыре стадии при 80-95 С при следующих значениях рН по стадиям:

Стадия I Й П! ТУ 40 рН 09-11 11-13 13-15 1824

Первая стадия нейтрализации совмещается с доокислением железа, которое прОИЗВОдят исхОднОЙ пулнпои Ги прООкис лОВ 45

Ь подд ерживая окислительно-восстановитель ный потенциал в пределах 550-650 мВ; при этом величина рН на Х стадии выдерживается в пределах 0,9-1,1 без регулирования. На остальных стадиях нейтрализации рН регулируют, причем на

Й стадии — пульпой гидрозакисей металлов после доосаждения железа и содовым раствором, на Ltl и ХУ вЂ” только содовым раствором.

Нейтрализованную пульпу фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах, осадокжелезистый кек отмывают и сбрасывают в отвал, а раствор, содержащий никель, кобальт, железо, направляют на доосаждение железа, которое осуществляют при нейтрализации содовым раствором до рН

5,0-5,5 при 80 С. При этом остаточная концентрация железа в растворе снижает ся до 0,05-0,10 г/л. Раствор направляют в гидрометаллургическую ветвь производства кобальта, а пульпу гидрозакисей металлов после доосаждения железа — на нейтрализацию.

В табл. 1 и 2 приведены результаты опытно-промышленных испытаний.

В табл. 1 представлено влияние хлориона на показатели процесса восстановления.

В табл. 2 приведены показатели про- цесса переработки гидратных железистых кеков, содержащих никель и кобальт.

Таким образом, использование предложенного способа снижает потери кобальта с отвальным железистым кеком до 0,05-0,15%; никеля — до 0,2-0,4%; сокращает расход серного щелока на

10-15%; кислоты — на 20%; соды — на

15%, что по сравнению с существующим способом. позволяет получить экономию около.800 тыс. руб. в год. Технологический процесс переработки железистых кеков по списанному способу может быть реализоцан на существующем оборудовании.

996498

Таблица 1

Предлагаемый

1,4 6,5

1,4

0,8

2,0

1,4 . 6 5

1,5 7,0

1,5 7,0

1 6 7 4

13,8

1,3

4,0

1,2

13,6

14,Й

5,0

1,3

8,0

1 5

16,3

Известный

5,5

1,7

8,8

7, 9 17,4

4,8

Среднегодовые показатели за 1979-80 гЛ °

996495

Е.

М

03

СО

СЧ

t СЧ со 4 о о

+ о

М .Я

М о

-o. со с( о

С0

Я о со СО т-(т-( о о тт ф

"4 о о ц кv t. щ а „1-, Ст

l Я

l t

CD Ж

Я (Я

1 I со ж т-т Л (f3

Л

1 о

О(tQ т-(Ь

Ю т-(2

8 о и х

1» о со

CD

CD

Ст3 т-т

? т т-(03 с9 м

2 о

И о ,о (» а о

СЧ т-(I

t о

\ л

1.

CD о о о о а о а

Я С?3 С9 т-(Л

Ф

1» о о д " и (. Йо (.

М

Е д

o o o а o o л с(й (g

Д

С(0> (р (Ц

Ю о о о о о

1О iO со р(Ст) о о

СО б с(со СО р) СО СО с 3 р) OQ c0 . СО

-(СЧ СЧ о о о о

СО И (сО о-о о о o o

o (ч

С4 С4 И С4

1 I 1 1 сО с (сО О л я л сЧ

Е

М

М

До

Й ф

Ф

М

Б (а

g щ

<р а

РВ

g М

g Щ

g CD

m 2 «а ф

Ж

C и т(ф ф о g о g о ц о ф а Д

:6 д о <

И

@О

8 а о (-, И Д

Ж о ( ((, к а оа

11 9964

Формула изобретения

1. Способ переработки железистых гидратных кеков, содержащих никель и кобальт, включающий приготовление исходной пульпы кеков, восстановление металлов серным щелоком в присутствии серной кислоты, подкисление восстановЛенной пульпы серной кислотой, выдержку пульпы для перекристаллизации осадка, стадиальную нейтрализацию, доокисление и доосаждение остаточного железа и

or деление осадка or раствора фильтрацией, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения содержания цветных металлов в осадке, сокращения удельного расхода реагентов и повышения производительности, исходную пульпу железистых кеков стабилизируют по плотности в пределах

1150-1300 кг/м, преимущественно

1200-1250 кг/м, восстановление мь3 таллов серным щелоком ведут в присутствии хлор-иона при соотношении серы, вводимой с серным щелоком, к хлору в растворе 1,4-8,0, преимущественно 2,0-

95 12

4,0, стадиальную нейтрализацию ведут до рН 1,8-2,4 на последней стадии, а из (раствора после отделения осадка доосаждают железо раствором соды, после чего осадок отделяют от раствора и направ ляют на стадиальную нейтрализацию.

2. Способ по п. l, î ò ë è ÷ à þш и и с я тем, что рН на стадиях нейтI рализапии, кроме последней, поддерживают в пределах 0,9-1,5.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что доокисление железа производят исходной пульпой кеков.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что доосаждение железа из раствора после стадиальной нейтрализации ведут при рН 5,0-5,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 827576, кп. С 22 В 23/04, 1979. . 2. Технологическая инструкция производства кобальта в гидроокиси (НГМК)

% 0401-3. 1.54.-31-79.

Составитель Л. Рякина

Редактор Т. Парфенова Техред R.Кастелевич Корректор В. Бутяга

Заказ 850/40 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303", Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4