ИЙРТНЫУ МРТЯ.ПЛПВI'^ '•--••:i'-. П/Ч/1|_f;;_;^S?HOj ГКА Iцветных металлов Советский патент 1972 года по МПК C25C1/08 

Изобретение отиосится К цветной металлургии, в частности, к электро.химическим способам извлечения кобальта из никельсодержащих аммиачных растворов, например, получаемых при переработке иикелевокобальтовых окисленных руд путем их селективного восстановительного обжига с последуюпдим аммиачным выщелачиванием огарка.

Известен способ извлечения кобальта из никельсодержащих аммиачных растворов электролизом с нолучением катодного металла при температуре не выше . Однако в известном изобретении является обязательным использование специально изготовленных растворимых анодов из никелевокобальтового металлического сплава и невозможности осуществления глубокой и селективной электроэкстракции кобальта из аммиачно-карбонатных растворов с нерастворимым анодом.

Цель изобретения - создание нового способа, позволяющего осуществить глубокую и селективную электроэкстракцию кобальта из аммиачно-карбонатных растворов с нерастворимым анодом.

Это достигается тем, что электролиз ведут с нерастворимым анодом при катодной плотности тока не выше 100 а/м-.

отнощение конце1гтраций ионов меди к цинку от 1 : 1 до 10: 1, после чего электролизом осаждают медиоцн1п овый силав, а затем ведут электроэкстракцию кобальта.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Экспериментально было установлено, что при электроэкстракции кобальта с нерастворимым анодом пз 1Н1кельсодержащнх аммиачно-карбонатных растворов, в которых начальные концентрации кобальта и никеля составляли, соответственно, 0,1-0,2 г/л и 0,5- 2,0 г/л, при 20-45°С на катоде сначала осаждается иреимуществеино кобальт, а затем, иосле снижения концентрации кобальта до 10-25 л/г/л, ироисходит преимушественное осаждепие никеля.

Подобным образом процесс протекает лищь в том случае, когда катодная плотность тока ниже ШОйАи-.

Если катодная плотность тока препьпнает 100 а/м-, то происходит препмуществеиное осаждение 1П1келя, что в наиболь) степени наблюдается при электроэкстракции из растворов со сравнительно повьпнепноГ концентрацией ипкеля.

При «атодной плотности тока 25, 50 и 100 напряжение на ванне составило 2,13, 2,3 и 2,8 вольта, соответственно, причем во всех этих трех опытах при почти постоянном извлечении кобальта 83-85% получили катодные кобальтовые осадки, в которых указанным нлотностям тока соответствовалн соотношения содержаний Со : Ni, равные 1 : , 1 : 0,16 и 1 : 0,27. Если же нрн катодной нлотностн тока 100 аДи- осаждали 95,9% Со, то катодный осад,ок содержал кобальт и никель в соотношении 1 : 1,88.

П р и м е р 2. Электроэкстракцию при тех же параметрах, что и в примере 1, вели из растворов, содержащих такие же концентрации КНз и СОа, но коицентрации кобальта и никеля в исходном растворе составляли 0,22 и 11,7 г/А соответственно.

При извлечении кобальта 81-827о, катодной илотиости тока 29, 50 н 100 aJM отвечали катодные осадки с соотношениями содержаиий Со : Ni, равиыми 1 : , 1 : 0,1 и 1 : 10. Если извлечение кобальта повысить до 95- 96%, то подобные соотношения достигают величин 1:1 н 1 : 18 при нлотностях тока 29 и 100 aJM-, соответственно.

Кроме того, было установлено, что при иалнчии в исходном аммиачно-карбонатном растворе примесей меди и цинка иа катоде сначала выделяется сплав этих металлов с иизким содержанием кобальта. Это можно иснользовать для предварительной Очистки ликелевокобальтового раствора от указанных примесей перед электроэкстракцией кобальта. Однако, наиболее глубокое удаление цинка достигается лишь в том случае, когда в исходном растворе отношенне концентраций ионов меди к цинку составляет в пределах от 1:1 до 10 : 1. В этом случае возможно удаление указанных примесей до коидеитрадни 1-3 лгг/л, иричем наиболее селективно от кобальта эти примеси осаждаются на катоде при понижеиной плотности тока 12-25 aJM.

Снособ осуществляют следующим образом.

Через электролизные ванны, снабженные системой вентпляцин и электродами из пластин нержавеющей, например, хромоникелевой стали толнщиой около 1 мм, пропускают исходный аммиачио-карбонатный раствор.

Удобнее всего электроды собрать в виде пачек с расстояиием между поверхностями разноименных электродов 5-6 мм. Такие электроды можно опускать и удалять из ванны как единое целое, т. е. без разборки.

На катодах сначала выделяют оплав меди н цинка с незначительным содержанием кобальта, (носле чего ведут электроэкстрак.цию кобальта. Так как по мере понижения концентрации кобальта увеличивается соосаждение никеля, то целесообразно раствор пропускать через каскад из нескольких вани, иолучая в головных ваннах продукт с малым содержанием никеля, а в последующих ваннах - катодные осадки, обогащенные никелем, если необходимо достижение высокого извлечения кобальта.

Во всех режимах, согласно настоящему изобретению, при электроэкстракции катодные осадки получаются нлотиылш до толщины осажденного металла 0,5-1,5 мм.

Дальнейших нреимуществ можно достигнуть, если варьировать нлотность тока так, чтобы она была ниже, когда растворы имеют

более высокое отношение концентраций никеля к кооальту.

Это иозволяет, согласно вышеизложенному, получать на катоде осадки с более высоким содержанием кобальта но сравнению с никелем.

При достижении конечных концентраций кобальта в растворе иорядка 15-30 мг1л расход электроэиергни составляет от 20.000 до 40.000 квч/Т кобальта в катодном осадке.

Снятие катодных осадков можно производить различнымн известными способами как химическими, так и электрохимическими, причем без разборки электродных пакетов. Папример, катод1 ый осадок можно растворнть в азотной кислоте, после чего электроды могут быть погружены в ам.миачно-карбонатный раствор для электроэкстракции новых иорций кобальта.

Электрохимическое снятие катодных осадков осуществляют путем анодного их растворения в щелочной ванне, содержащей водный раствор хлористого иатрия и кальцинированной соды или какого-либо другого основания, не содержащего иона аммония. При анодном

растворении катодного осадка, которое протекает быстро и с высоким выходом по току, кобальт и другие соосажденные с ним металлы образуют осадки гидратов и карбонатов, которые можно иереработать с целью извлечеПИЯ кобальта одним из известных способов.

Вместе с тем, ту часть гидратно-карбонатпых осадков, которая нолучается при анодном растворении катодного металла, осажденного в носледних ваннах каскада, и которая поэтому характеризуется пониженным содержанием кобальта, можно растворить в исходном аммиачно-карбонатном растворе, поступающем на электроэкстракцию.

Это позволит несколько повысить в нем отношение концентраций кобальта к никелю и в конечном счете получить кобальтовый конечный продукт с более низким содержанием никеля.

Настоящее изобретение может быть использовано в гидрометаллургических процессах переработки никель-кобальтовых руд, концентратов и различных других материалов, где используют аммиачные растворы для выщелачивания никеля и кобальта.

В частности, селективное извлечение кобальта из подобных растворов, а также предварительное удаление нримеси меди и цинка электроэкстракцией обеспечивает возможность получения закиси никеля с низкими содержанигии, заключающейся в восстановительном обжиге окисленных никелевых руд с носледующим аммиачным выщелачиванием огарка. Предмет изо бретения . 1. Способ извлечения кобальта из ни-кельсодержащих аммиачных растворов электролизом с получением катодного металла при температуре не выще 50°С, отличающийся тем, что, с целью глубокого и селективного извлечения кобальта непосредственно из аммиачно-карбонатных растворов выщелачивания, электролиз ведут с нерастворимым анодом при катодной плотности тока не выще 100 а/м-. 2. Способ но н. 1, отличающийся тем, что, с целью удаления примеси цинка, в исходный раствор вводят растворимые соли меди в количестве, обеспечивающем отнощение концентраций ионов меди к циику от 1 : 1 до 10: 1, иосле чего электролизом сначала осаждают медноцинковый сплав, а затем извлекают кобальт.