Способ извлечения никеля и кобальта из растворов и пульп Советский патент 1992 года по МПК C22B3/24 C22B23/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано, в частности, на предприятиях, перерабатывающих окисленные никелевые руды по гидрометаллургической аммиачно-карбо- натной технологии.

Известен способ извлечения никеля и кобальта из аммиачно-карбонатных растворов и пульп, который включает сорбцию никеля и кобальта из растворов и пульп на катионитах, в частности на сульфокатиони- тах, последующую десорбцию этих металлов аммиачно-карбонатным раствором и переработку элюата известными методами с получением карбоната никеля и концентрата кобальта. При этом используются дешевые и доступные сорбенты, никель и кобальт легко десорбируются аммиачно- карбонатными растворами, а из элюатоо получают высококачественные продукты.

Недостатками известного способа являются частичная попутная сорбируемость катионитами магния (наряду с практически полной сорбцией никеля и кобальта), который при десорбции никеля и кобальта аммиачно-карбонатным раствором выпадает в осадок, загрязняя элюат и отлагаясь в слое сорбента, что затрудняет- просачивание растворов в колоннах; невысокое содержание никеля и кобальта в насыщенном сорбенте.

Цель изобретения - повышение степени удаления из сорбента попутно поглощенного магния и увеличения содержания в нем никеля и кобальта.

Для этого в способе извлечения никеля и кобальта из растворов и пульп, включающем сорбцию никеля и кобальта на катионитах, последующую десорбцию этих металлов аммиачно-карбонатным раствором и переработку элюата известными способами, сорбент перед десорбцией перемешивают с никель- и кобальтсордер- жащим аммиачно-карбонатным раствором

N4 СЛ Ю

t°

b

для перевода магния из сорбента в осадок с одновременным донасыщением сорбента никелем и кобальтом, а образующуюся при этом пульпу отделяют от сорбента на сетке.

Сущность способа заключается в следу- ющем.

Никель и кобальт сорбируют из раствора или пульпы известными способами на катионитах, в частности на сульфокатиони- тах. Полученный насыщенный сорбент пе- ремешивают в аппарате типа пачук с никель- и кобальтсодержащим аммиачно- карбонатным раствором при соотношении обьемов сорбента и раствора, равном 1:(2- 4) в течение 1 -2 ч. В качестве этого раствора может быть использован продуктивный раствор аммиачно-карбонатной технологии переработки окисленных никелевых руд. При перемешивании магний переходит из сорбента в осадок, а сорбент донасыщается никелем и кобальтом. Образующуюся при перемешивании магнезиальную пульпу отделяют от сорбента на наклонной сетке или виброгрохоте с размером отверстий 0,4 мм. Донасыщенный никелем и кобальтом и ос- вобожденный от основной части магнил сорбент направляют на операцию десорбции никеля и кобальта аммиачно-карбонат- ным раствором. Получаемый элюат, содержащий 15-20 г/л никеля+кобальта, перерабатывают известными способами, например, дистилляцией.

Способ иллюстрируется следующими примерами,

П р и м е р 1. Сорбционное извлечение никеля и кобальта из сбросных растворов.

В гидрометаллургической аммиачно- карбонатной технологии переработки окисленных никелевых руд имеются сбросные растворы, с которыми теряется около 2% никеля и кобальта. В этой технологии также получают продуктивные растворы, содержащие 8-10 г/л никеля+кобальта, из которого в дальнейшем производят никелевую и кобальтовую товарную продукцию. Эти рас- творы (сбросные и продуктивные) использованы в данном примере.

Сбросный раствор содержал, мг/л: никель 41; кобальт 5; железо 2; магний 43; натрий 25; аммиак 200; СОа 800; сера 890 (рН 8,3).

Сорбцию никеля и кобальта вели в про- тивоточной колонне с плотным движущимся слоем сорбента (сульфокатионита КУ-2-8) при соотношении потоков раствора и сор- бента, равном 550:1. В отработанном растворе содержалось, мг/л: никель 1,4; кобальт не обнаружен; магний 28; аммиак 160; С02 850; сера 870 (рН 8,6). Извлечение металлов на сорбент составило, %: никель

96,7; кобальт 100; магний 31.7. Содержание в насыщенном сорбенте, г/л: никель 21,2 кобальт 2,75; магний 7,5.

Для удаления основной части попутно сорбированного магния насыщенный сорбент перемешивали с продуктивным раствором, содержащим, г/л: никель 8,7; кобальт 0,135; магний 0,07; аммиак 54,1; СОа 22,6. Перемешивание сорбента и раствора проводили воздухом в аппарате типа пачук при соотношении обьемов раствора и сорбента, равном 3:1, в течение 60 мин.

Примерно через 5 мин в растворе начал появляться белый осадок нерастворимого соединения магния. По окончании перемешивания сорбент и образующуюся пульпу разделяли на сетке с размером отверстий 0,4 мм.

В результате этой операции получен сорбент, содержащий 41,5 г/л никеля (в 2 раза больше, чем в исходном сорбенте), 3 г/л кобальта и всего лишь 0,3 г/л магния. Степень удаления магния составила 96,2% В жидкой фазе пульпы осталось, г/л. никель 1,85; кобальт 0,05; аммиак 12; С02 9,1: магний 0,08. В магниевом осадке содержалось, %: никель 0,1; кобальт 0,01; кальций 0.16; магний 16,6. Осадок представляет собой в основном бикарбонат магния Мд(НСОз)2.

Пульпу бикарбоната магния, содержащую в жидкой фазе оставшийся никель (1,85 г/л) и кобальт (0,05 г/л), после отделения от донасыщенного сорбента на сетке целесообразно направлять в основную технологию аммиачно-карбонатной переработки окисленных никелевых руд, например, на третий этап противоточного выщелачивания. При этом твердый бикарбонат магния удаляется с отвальными хвостами, а содержащиеся в жидкой фазе пульпы никель и кобальт переходит в продуктивный раствор.

Десорбцию никеля и кобальта из донасыщенного этими элементами и освобожденного от основной части магния сорбента осуществляли аммиачно-карбонатным раствором, содержащим, г/л: аммиак 132 СО 77,5, в условиях противотока при соотношении потоков раствора и сорбента, равном 2,3:1. При этом получали товарный эпюат, содержащий 18,2 г/л никеля и 1,3 г/л кобальта. Остаточное содержание никеля в от- регенерированном сорбенте 0,12 г/л Содержание никеля в элюате в 2.1 раза выше, чем в продуктивном растворе, что позволило существенно сократить удельный расход пара при дистилляции злюата по сравнению с дистилляцией продуктивного раствора.

Таким образом, обработка насыщенно го сорбента никель- и кобальтсодержащим

аммиачно-карбонатным продуктивным раствором позволила на 96,2% удалить из сорбента магний и в 2 раза повысить содержание в нем никеля, что существенно улучшило качество элюата при проведении последующей операции -десорбции никеля и кобальта крепким аммиачно-карбонатным раствором.

П р и м е р 2. Сорбционное извлечение никеля и кобальта из пульпы.

Сульфокатионит КУ-2-8 был насыщен в условиях противотока в пульпе, полученной при аммиачно-карбонатном выщелачивании восстановленных латеритовых руд, В результате насыщения содержание металлов в сорбенте составило, г/л: никель 20,6; кобальт 0,23; магний 0,8.

Для удаления магния и донасыщения никелем и кобальтом сорбент перемешивали в пачуке с продуктивным раствором, содержащим, г/л: никель 9,1; кобальт 0,15; магний 0,08; аммиак 45,2; 21.8. Время перемешивания 60 мин, отношение объемов раствора и сорбента - 3:1. Магний удалялся из сорбента и выпадал в осадок в виде бикарбоната. Сорбент после обработки продуктивным раствором содержал, г/л: никель 40,7; кобальт 0,35; магний 0,02.

Степень удаления магния составила 97,5%. Содержание никеля в сорбенте возросло в 1,9 раза, кобальта - в 1,5 раза.

Из приведенных примеров видно, что использование предлагаемого способа обеспечивает удаление на 96-97% из сорбента попутно сорбированной вредной примеси - магния, повышение содержания в сорбенте никеля в 2 раза и кобальта в 1,1- 1,5 раза.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

1.Способ извлечения никеля и кобальта из растворов и пульп, включающий сорбцию никеля и кобальта на катионитах, последующую Десорбцию металлов аммиачнокарбонатным раствором и переработку полученного элюата известными способами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени удаления из катионита попутно поглощенного магния и повышения

содержания в нем никеля и кобальта, кати- онит перед десорбцией перемешивают с никель- и кобальтсодержащим аммиачно- карбонатным раствором, а образующуюся при этом пульпу отделяют от катионита на

сетке.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве никель- и кобальтсодер- жащего аммиачно-карбонатного раствора используют продуктивный раствор аммиачно-карбонатной технологии переработки окисленных никелевых руд.

Использование: цветная металлургия, в частности при переработке окисленных никелевых руд. Сущность: извлечение никеля и кобальта осуществляют сорбцией на катионите, который перед десорбцией перемешивают с никель- и кобальтсодержащим ам- миачно-карбонатным раствором. В качестве указанного раствора можно использовать продуктивный раствор аммиачно-карбонат- ной технологии переработки окисленных никелевых руд. После окончания перемешивания сорбент и образующуюся пульпу разделяют на сетке. Десорбцию никеля и кобальта из донасыщенного этими элементами и освобожденного от магния сорбента осуществляют аммиачно-карбонатным раствором. Полученный при этом элюат перерабатывают известными способами. 1 з.п.ф-лы.