СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПОДЗЕМНОГО ИЛИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК C22B23/00 C22B3/24 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля.

Никельсодержащие продуктивные растворы сернокислотного подземного или кучного выщелачивания окисленных никелевых руд содержат магний, трехвалентное железо, никель, кобальт и иногда в небольших количествах марганец, цинк, медь и хром.

Концентрации вышеуказанных элементов в никельсодержащих продуктивных растворах сернокислотного подземного или кучного выщелачивания варьируются в зависимости от времени процесса выщелачивания в следующих пределах:

1) магний 0,3-14,0 г/л;

2) железо трехвалентное 0,3-5,0 г/л;

3) никель 0,5-1,0 г/л;

4) кобальт 0,025-0,15 г/л;

5) марганец 0,2-1,0 г/л;

6) хром 0,1-1,0 г/л;

7) цинк 0,02 г/л;

8) медь 0,02 г/л.

В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания (патент RU №2352654), включающий сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата.

Недостатком способа является то, что вместе с никелем в десорбат попадает трехвалентное железо, а это не позволяет получить кондиционные соли никеля или катоды необходимого качества при электроэкстракции.

Химический состав десорбата после сорбции никеля на сорбенте хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино варьируются в следующих пределах:

1) никель 80-90 г/л;

2) железо трехвалентное 0,01-5,0 г/л.

Технической задачей заявляемого изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов.

Указанная задача решается тем, что в способе извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающем сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа функциональной группы бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в SO₄ ^2- в форме при pH 1,6-2,4.

В качестве анионитной смолы в SO₄ ^2- форме можно использовать АВ-17х8, Dowex SBR-P, Dowex WBA и WBA2.

При pH менее 1,6 трехвалентное сернокислое железо сорбируется в меньшей степени, чем при pH 1,6-2,4. На чертеже представлена зависимость емкости анионитной смолы АВ-17х8 в SO₄ ^2- форме от объема пропущенного раствора.

При pH более 2,4 трехвалентное сернокислое железо гидролизуется и осаждается в поровом пространстве анионита в виде гидроксида Fe(ОН)₃ и забивает межпоровое пространство анионита, не позволяя проводить процесс сорбции.

Способ осуществляли следующим образом.

Для проведения исследований по сорбции железа (III) был приготовлен модельный раствор по химическому составу, близкий к раствору, который ожидается получать после десорбции на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино.

Сорбция проводится на анионитной смоле в SO₄ ^2- форме типа АВ-17х8 следующим образом.

Модельный раствор подается в колонку снизу вверх со скоростью 3 мл/мин при помощи перистальтического насоса Masterflex.

Колонка представляет собой стеклянную трубку высотой 1,17 м и внутренним диаметром 15 мм. Рабочий объем сорбента составляет 206 мл.

Результаты сорбции в динамических условиях, на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3, pH 1,6, pH 1,8 представлены соответственно в таблице 1, 2, 3.

Таблица Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3 № п/п Состав исходного раствора, г/л Объем растворов, мл Количество (Vp/Vc) Состав раствора после сорбции, г/л Обменная емкость (г/л сорбента) pH Ni Fe(III) pH Ni Fe(III) Fe(III) 1 1,3 91 4 86 0,42 2,5 0,41 0,011 1,66 2 1,3 91 4 32 0,57 3,06 52,7 0,022 2,28 3 1,3 91 4 35 0,74 3,04 82,7 0,045 2,95 4 1,3 91 4 40 0,93 3,07 94,7 0,16 3,69 5 1,3 91 4 49 1,17 3,23 97,1 0,5 4,52 6 1,3 91 4 55 1,44 3,26 100,7 0,18 5,54 7 1,3 91 4 50 1,68 3,25 100,7 0,25 6,44 8 1,3 91 4 52 1,93 3,21 103,1 0,41 7,35 9 1,3 91 4 92 2,38 2,67 103,1 1,46 8,48 10 1,3 91 4 97 2,85 2,46 103,1 3,5 8,71 11 1,3 91 4 97 3,31 2,37 103,1 4,8 8,34 12 1,3 91 4 99 3,79 2,3 103,1 4,8 7,95 13 1,3 91 4 100 4,28 2,13 103,1 6 6,99

Таблица 2 Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,6 № п/п Состав исходного раствора, г/л Объем растворов, мл Количество (Vp/Vc) Состав раствора после сорбции, г/л Обменная емкость (г/л сорбента) pH Ni Fe(III) pH Ni Fe(III) Fe(III) 1 1,6 91 4 79 0,38 2,16 2,28 0,16 1,47 2 1,6 91 4 41 0,58 2,67 63,8 0,16 2,23 3 1,6 91 4 31 0,73 2,67 80,1 0,16 2,81 4 1,6 91 4 33 0,89 2,69 89,3 0,16 3,42 5 1,6 91 4 42 1,09 2,79 93,9 0,167 4,20 6 1,6 91 4 43 1,30 2,99 97,1 0,26 4,98 7 1,6 91 4 72 1,65 3 99,7 0,42 6,22 8 1,6 91 4 93 2,10 2,99 97,1 0,5 7,80 9 1,6 91 4 86 2,52 2,7 99,2 1 9,05 10 1,6 91 4 97 2,99 2,52 99,2 2,23 9,88 11 1,6 91 4 90 3,42 2,44 97,9 3,28 10,19 12 1,6 91 4 94 3,88 2,38 97,9 3,29 10,51 13 1,6 91 4 88 4,30 2,32 94,3 4,05 10,49 14 1,6 91 4 99 4,78 2,17 94,3 4,1 10,45 15 1,6 91 4 101 5,27 2 90 3,99 10,45 16 1,6 91 4 101 5,76 1,8 100,8 4,6 10,16

Таблица 3 Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,8 № п/п Состав исходного раствора, г/л Объем растворов, мл Количество (Vp/Vc) Состав раствора после сорбции, г/л Обменная емкость (г/л сорбента) pH Ni Fe(III) pH Ni Fe(III) Fe(III) 1 1,8 91 4 79 0,38 2,66 0,1 0,016 1,52 2 1,8 91 4 40 0,58 3,34 49,7 0,022 2,29 3 1,8 91 4 41 0,77 3,29 79,3 0,045 3,08 4 1,8 91 4 42 0,98 3,37 80,5 0,045 3,88 5 1,8 91 4 40 1,17 3,47 94,8 0,045 4,65 6 1,8 91 4 41 1,37 3,48 106,2 0,1 5,42 7 1,8 91 4 43 1,58 3,48 99,6 0,167 6,22 8 1,8 91 4 48 1,81 3,52 103,4 0,45 7,04 9 1,8 91 4 41 2,01 3,55 102,2 0,56 7,73 10 1,8 91 4 96 2,47 3,22 103,4 0,67 9,27 11 1,8 91 4 85 2,88 2,7 104 1,6 10,26 12 1,8 91 4 99 3,36 2,53 105,8 2,2 11,12 13 1,8 91 4 100 3,85 2,47 99,9 2,8 11,70 14 1,8 91 4 100 4,33 2,49 99,3 3,4 11,99 15 1,8 91 4 100 4,81 2,28 102,2 3,6 12,19 16 1,8 91 4 97 5,28 2,2 100,5 3,4 12,47 17 1,8 91 4 100 5,77 2 102,2 4,3 12,32 18 1,8 91 4 115 6,32 1,87 99,3 4,2 12,21

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля. Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания включает сорбцию никеля на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино. После сорбции проводят десорбцию никеля и переработку десорбата. Перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в в форме при pH 1,6-2,4. Техническим результатом изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов для повышения извлечения никеля. 1 ил., 3 табл.

Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающий сорбцию никеля на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, отличающийся тем, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в в форме при pH 1,6-2,4.