Способ разделения меди,никеля и кобальта из аммиачных растворов Советский патент 1984 года по МПК C01G3/00 C01G53/00 C01G51/00 B01D11/04 

1П

Изобретение относится к способам разделения цветных металлов из водных аммиачных растворов и может быть использовано в химической технологии для разделения и очистки указанных металлов от примесей.

Известен способ отделения меди от никеля и кобальта из аммиачных растворов с использованием в качестве экстрагента -дикетонов СП.

По этому способу получают коэффи диенты разделения меди и никеля J(l/Nil62 и меди и кобальта j-UVI 7, Однако время контактирования при разделении металлов по этому способу великого мин), а - низкий.

Наиболее близким к предлагаемому по техггической сущности и достигаемому результату является способ разделения меди и других металлов (цинка, кобальта и никеля)из водного аммиачного раствора жидкостей экстракцией. Этот способ заключается в контактировании аммиачного .раст йора с ал кил зам еще и 8-гидроксихиыолииом (k eiex 100), при рН 7-.9 происходит экстракция меди, затем отделение водной фазы от органической и реэкстракция меди из последней затем при тек же значениях рН 7-9 рсуществлягот экстракцию кобальта, используя кислоты Versatic 911, отде4яют фазы и реэкстрагируют кобальт,. 4 из рафината проводят третью экстракцию по извлечению оставшегося никеля, для зтого используют бензофеноноксимы (например, Ziy 64 N 1 . Так, например, на первой стадии экстракции при Ч,-д/а :3 из раствора с концентрацией 5 г/л по Со, МЧ. и Си и 50 г/л ЫН4)г504 при рН 7 концентрации 0,05 моль/л Kelex iOO в ароматическом разбавителе Solvesso 50 с 10% изодеканола происходит отделение меди от никеля и кобальта; ft /ij-i и , равно оо. В этом случае полностью извлекается медь Ел 100%, однако в органическую фазу также попадает Со (К 6,7%)и ККСЕцт 1 ,3%Ь причем загрязнение органической фазы кобальтом растет с увеличением рН (при рН 9 E(tjj 47% ). Экстракционное разделение осуществляется при 40-60°С,

Для улучшения разделения меди,, никеля и кобальта и осуществления реэкстракции последнего предложено поддерживать Со в степени окисления Со. При использовании того же ,

995а

экстрагента Ке1ек 100 для экстракции из растворов, содержащих по 5 г/л меди и кобальта{кобальта и никеля и 200 г/л (МНч) рН 8,0 максимальные 5 коэффициенты разделения ( /0,7,8; /Mi 31,3) получены для насьпценной органической фазы с концентрацией 0,05 моль/л Kelex 100, однако при этом степени извлечения металлов

O низкие. Для увлечения коэффициентов

разделения для экстракции кобальта используют монокарбоновые кислоты versatic 911, а для никеля - бензофеиоксимы. Реэкстракцию, металлов из

5 органической фазы осуществляют минеральной кислотой 23.

Недостатками известного способа являются неполное разделение металлов, особенно меди и кобальта, при

„ увеличении рН, проведение процесса ,при повышенной температуре, использование для селективного выделения металлов трех зкстрагентов, труд.ность длительного поддержания кобальс та в степени огшсления аммиачных растворах кобальт легко окисляется кислородом воздуха- до Со) .

Цель изобретения - повышение степени разделения меди, никеля и кобальта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения . меди, никеля и кобальта из аммиачных растворов, включающему экстракцию органическим реагентом в несмешиS вающемся с водой растворителем

с последуюгдей реэкстракцией минеральной кислотой, экстракцию ведут дисульфидом и -алкилфенола со степенью полимеризации в две.

0 стадии, сначала при рН 5,5-6,9 до

полного извлечения меди в органическую форму, затем при рН 8,0-9,4 в присутствии окислителя до полного извлечения никеля в органическую

5 фазу.

Выбор рН 5,3-6,9 для экстракции меди определяется тем, что при рП менее 5,5 степень извлечения меди в органическую фазу уменьшается. Так, при рН 4,3 в органическую фазу извлекается всего 36,2 % меди. При увеличении рН выше 6,9 одновременно с медью начинают экстрагироваться кобальт и никель, что отрицательно сказывается на их разделении. ; Введение окислителя, например перекиси водорода, NаС8О или хлора, необходимо для перевода кобальта из степени окисления (i Ц в степень окисления ( , так как дисульфиды алкилфенола не взаимодействуют с кобальтом в степени окисления ОД) и, следовательно, не экстрагируют;: его. Поэтому при введении окислител для дисульфидов алкилфенола меняетс порядок экстракции, т.е. первой экстрагируется медь, а затем никель, кобальт в этом случаеостае ся в рафинате. Без введения окислителя вначале экстрагируется медь, а затем - кобальт и никель, что приводит к совместному извлечению кобальта и никеля в органическуфазу и отрицательно сказывается на их разделении. Выбор в качестве экстрагентов дисульфида алкилфенола, например октофора 108, обусловлен тем, что медь как халькофильный металл взаимодействует с серусодержащим реаген том и количественно извлекается в органическую фазу. По предлагаемому способу вьоделение меди осуществляют регулирование рН в диапазоне 5,5-6,9. Затем при введении окислителя осуществляют экстракцию никеля в оптимальном диапазоне рН 8,0-9,4 при высокой степени его извлечения; так как в данном случае Со присутствует в рас воре в виде Со, он не экстрагирует ся, чем и достигается полное разделение Ni и Со. Расширение диапазона рН при экстракции никеля нецелесооб разно, так как за указанным диапазо ном падает степень извлечения металла и д/1я полногоразделения необходимо использовать многоступен чатую экстракцию. Пример 1. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л М, 1 г л/ и 0,8 г/л Со, 50 г/л(нн45С1.и ННцОН, контактируют с 0,156 моль/л раствор октофора 10 S в октане с добавкой 12,5% октанола приУо-У,: в течени 15 мин при комнатной температуре. После разделения фаз при рН 6,06 рафинат содержит 5 г/л VH ;0,8 г/л С и следь меди. Степени извлечения металлов в органическую фазу состав ляют: E IOO%; ЕС и , /fjo Таким образом, на первой ста дии экстракции происходит полное отделение меди от Со и NT, . Реэкстракцию меди из органическо фазы осуществляют 10-15 н. раствором , при этом степень извлечения меди Е 99 , 38-99,96% , либо 2-7,5 н. раствором Hd , при этом степень извлечения меди 96,4%.. В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель перекись водорода, подщелачивают аммиаком до рН 8,3 и проводят вторую стади о экстракции. После первой стации рафинат содержит 2,0 г/л Mi и 0,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со и следы никеля. Степени извлечения металлов в органическую фазу состаяляют: 100; ЕС 0%; Таким образом, на второй стадии экстракции в органическую фазу переходит только один никель, кобальт , при этом полностью остается в рафинате. Реэкстракцию никеля из органической фазы осуществляют 2-20 н. раствором H2S Оц, , при этом степень извлечения никеля Е,ц 98,37-100%, либо 0,57,5 н. раствором НС|(, 54-100% либо раствором , , содержащим сульфат никеля (например, 1 моль/л Н2.30, содержащий 1 моль/л Mi SOju реэкстрагирует 99,44% никеля . Пример 2. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л Ы, 1 г/л Сц 0,8 г/л Со, 50 г/л( и ЫЦцОН , контактируют с 0,156 моль/л раствором дисульфида и-алкилфенола в октане с добавкой 12,5% октанола при Vc, -Ve, 1:1 в течение 15 мин при комнатной температуре. После разделения фаз при рН 5,5 водный раствор содержит 5 г/л Ыг , 0,8 г/л СО и следы меди. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: Е 10%; Е„;И Е 0%; Си/, Таким образом, на первой стадии экстракции происходит -полное отделение меди от Со и ti; . В полученный после извлечения меди рафинат, содержащий 5 г/л Ы-v и 0,8 г/л Со, вводят окислитель WaCOQ, подщелачивают аммиаком до рН 8,0 и проводят вторую стадию экстракции. После первой стадии рафинат содержит 2,2 г/л N и 0,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со иследы никеля. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: ,; Ewi 100%. П р и м е р 3. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л Ы-г , 1 г/л Си, 0,8 г/л Со, 50 г/л(МЦц)7.Оч и N4b,OH контактируют с 0,156 моль/л раствором октофора 10 5 в октане 5 С добавкой 12,5% октанола при о: V i:1 в течение 15 мии при комнатной температуре. После разделения фаз при рН 6,9 водный раствор содержит 4,0 г/л Ь ,0,8 г Со и следы меди. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: Egy 100%, .4 2%, /ы ., Н|-с. Таким образом, в этих условиях происходит полное отделение меди от кобальта. В полученный носле извлечения меди рафинат, содержащий 4,9 г/л и 0,8 г/л Со, вводят , подщелачи вают аммиаком до рН 9,4 и проводят вторую стадшо экстракции. После первой стадии рафинат содержит 2,3 г/л КЧ и О .,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со. СтепеЕШ извлечеJ5HH металлов в органическую фазу составляют; Е(,0%; Е)д 100%. П. р и м е р 4. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л Mi , i г/II С.Ц, 0,8 г/л Со, 50 г/л ( иМИ(|-01, контактируют с 0,156 моль/ раствором октофора 10 S в октане с добавкой 12,5% октанола при ; в течение 15 мин при комнатной температуре. После разделения фаз npii рЯ 4,3 в органическую фазу извлекается 36,2% меди, Ejjj и Е(, 0%. Таким образом, в этих условиях происходит неполное извлечение меди В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель перекись водорода, подщелачивают аммиаком до. рН 8,0 и проводят втору стадию экстракдии if 2-х ступенчатую Степень извлечения металлов в оргагшческую фазу составляет: E(i и Ef, 100%, Ej 0%, т.е. разделения меди никеля не происходит, так как остав шийся в рафинате медь на второй стадии извлекается вместе с.никелем II р и м е р 5. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л Kli , I г/л Си, 0,8 г/л Со, 50 г/л ( и NHi|On, контактируют с 0.156 мол раствором октофора 10 S в октане с 56 добавкой 12,5% октанолй при 1:1 в течение 15 мин при комнатной температуре. После разделения .фаз при рН 8,0 водный раствор содержит 4,0 г/л Ni, 0,8 г/л Со и 0,3.10 г/л Си. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: Ес„99,7%, Е, 20%, Eo O%ijvC 1329,2, . Таким образом, в этих условиях происходит отделение меди от ЬЦ и Со с высоким коэффициентом разделения, однако полного отделения меди от никеля не достигается, так как в органическую фазу переходит 20% NV . В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель Ctj, подщелачивают аммиаком до рН 8,5 и проводят вторую стадию экстракции. Степень извлечения металлов в органическую фазу составляет: Е( и EQ, 0%, EKi 100%. Результаты по степени разделения N-i , Со и QJ из аммиачных растворов в зав.исимости от рН экстракции приведены в таблице. Ка.к следует из приведенных данных, на первой стадии экстракции происходит полное извлечение меди 100%), на второй стадии - полное извлечение никеля 100%). Происходит полное разделение меди, никеля и кобальта, , , по прототипу , 7,8; , 31,3. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа обусловлен упрощением процесса разделения металл.ов, путем снижения температуры осуществления процесса до комнатной и использования для разделения всех металлов только одного экстрагента, который является дешевым и допустимым реагентом. Предлагаемый способ позволит значительно сократить расход реагентов и упростить технологическую схему и аппаратурное оформление получения кобальта марки К-0.

Предлагаемый по примерам;

СПОСОР РАЗДЕЛЕНИЯ МЕДИ, НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА ИЗ АММИАЧНЫХ РАСТВОРОВ экстракцией органическим реагентом в несмешивающемся с водой растворителем с последующей реэкстракцией минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения металлов, экстракцию ведут дисульфкццом -алкилфенола со .степенью полимеризации п в две стадии, сначала при рН 5,5-6,9 до полного извлечения меди в органическую фазу, затем при рН 8,0-9,4 в присутствии окислителя до полного извлечения никеля в органическую фазу. (Л