Способ разделения никеля и кобальта Советский патент 1980 года по МПК C22B23/04 B01D11/04 

(54) СПОСОБ. РАЗДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА

1

Изобретение относится к области гидрометаллургии никеля и кобальта и может быть использовано разделения никеля и кобальта, очистки различных кобальтосодержапих растворов от никеля, а также при получении сульфатов, нитратов и хлоридов кобальта марки чда без никеля .

Известен способ разделения никеля и кобальта, включающий экстракцию экстрагентом, содержащим диалки-одитиофосфорную кислоту в органическсмл растворителе, с последующей реэкстракцией ll .

Способ позволяет проводить глубокую очистку солей кобальта от никеля и может быть использован для получения солей кобальта особой чистотыс концентрацией никеля 1 lO. Например, за Г ступень экстракции никеля 0,5 М раствором ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты в декане из 1 М раствора азотнокислого кобальта содержаний никеля снижается приблизительно в 10 раз (с 7,810 до б,7-1й- %).

. Однако при таком способе имеет место скорость окисления на воздухе кобальта, попутно с никелем извлекаемого в органическую фазу.

Экстрагируемое соединение кобальта (т) кинетически инертно, кобальт (Л) из органической фазы не резкстрагнруется разбавленными минеральными кислотами и не обменивается с катионами никеля из водного раствора. Емкость экстрагента при этом снижается и проведение многостадийной экстракции с регенерацией зкстрагента невозмож0но. Реэкстракция кобальта в таких системах возможна только путем разложения экстрагента, напрнмер при ; обработке концентрированной азотной кислотой (1:1). Вследствие этого экстрагент может быть использован для

5 получения дорогостоящих солей кобальта особой чистоты и не применим для обычных процессов разделения никеля и кобальта, например для очистки растворов кобгшьтового производства,

0 кобальтового электролита, при получении относительно дешевых солей кобальта марки чда без никеля .

Целью изобретения является уменьшение скорости окисления кобальта в органической фазе и его реэкстракции без разложения экстрагента.

Цель достигается тем, что экстракHHio ведут в присутствии органического соединения, обладаюмего сильными электронодонорными свойствами, выбранного из ряда кислород- и азотсодержащих соединений, В качестве органического соединения, обладающего сильными электронодонорными свойствами, используют выешие спиртьд (Cj и .более) , аглины, фосфиноксиды, окиси аминов и алкилсульфо КСИДЫ. При проведении экстракции в услови когда коэффициенты распределения никс ля близки к равновесным, в системе имеют место высокие коэффициенты разделения никеля от кобальта 3 Wi/cft Кобальт при этом в органической фазе находится в двухвалентном состоянии и его окисление до трехвалентного происходит весьма медленно. Пример , Проводят экстракцию металлов из 1 М раствора СоСВд, содержащего около 40 мг/л никеля, экстрагентом, содержащим 22,5 вес.% ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 16,5% 2-этилгексанола, 61% декана. Соотношение объемов органической и водной фаз 1:1, продолжитель ность перемешивания 30 мин. Проводят 5-кратную реэкстракцию металлов из органической фазы раствором НСК (1:5 при соотношении объемов органической и водной фаз 1:2,5 и перемешивании фаз 2 мин. Получены результаты: концентрация никеля в органической фазе С Ni(.O) 32,4 мг/л, в водной фазе CNUe)3,3 мг/л, извлечение Ni 90,7%, коэффициент распределения 9,8; CcoCofStS Cppjgp51,6 г/л, D 0,19; коэффициент разделения никел и кобальта|Ьц),4. При реэкстракц разбавленным раствором НСб в реэкстракт извлечено 81,0% кобальта. В аналогичных условиях при экстра ции раствором ди-{2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты (23 вес.%) в , декане (77%) без добавки 2-этилгекса нола получены значения С;у;(о),;г 38,7Mr 5,4 мг/л, извлечение Ni 88%, DN; 7,2; г/л, ()г52,4г/ Dco ,-pijy /j.,3. При реэкстрак ции разбавленным раствором НС& в реэкстракт извлечено 35,7% кобальта. Пример2 .В аналогичных при меру 1 условиях проводят экстракцию экстрагентом, содержащим 21 вес.% ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 79% 2-зтилгексанола, при отсутствии органического растворителя, продолжительность перемешивания фаз при экстракции 1 ч. Получены результаты: 0/.)30,6 мг/л, (g) : 4,0 мг/л извлечение Mi 89%, D,g; 7,7; Cf., ll,4 г/л, Ссосв) 48,бг/ Df-p 0,23,/,((,4. При реэкстра ции разбавленнь1м раствором НСВ концентрация кобальта в водной фазе определена как 11,5 г/л,т .е.извлечение р еэкстракт кобальта практически полное. Для сравнения проводят экстракцию аствором ди-(2-9тилгексил)дитиофосорной кислоты (23 вес.%) в декане (77%) в условиях, аналогичных примеу 2. Получены результаты: (oj 40 мг/л, C|yj((jjr5,4 мг/л, извлечение i 88%, 7,4; )(,6 г/л, Otfe)--- 0,,;/со 56,9. ри реэкстракции разбавленным раствоом ней в реэкстракт извлечено 34,8% обальта. Пример З.В аналогичных приерам 1-2 условиях проводят экстракцию еталлов кcтpaгeнтoм, содержащим 2, 8 вес. % ди- (2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 4,6% три-н-октиламина, 72,6% декана. Продол хительиость перемешивания фаз при экстракции . 30 мин. Получены результаты: (е)) t-35,3 мг/л, C,(B)tO,8 мг/л, извлечение Ni 97,7%, DM; .44; CcoCofSr г/л, СсоСе 54,0 г/л, DCO 0,11; fjiVco 400. При реэкстракции разбавленным раствором НС8 в реэкстракт извлечено 84% кобальта. Как показано в примере 1, при реэкстракции разбавленным раствором неб в системе, содержащей ди-(2-этилгексил) дитиофосфорную кислоту и декан без три-октиламина в аналогичных условиях извлечение кобальта составило 35,7%. Пример 4.В аналогичных примерам 1-3 условиях проводят экстракцию металлов экстрагентом, содержащим 12 вес,% ди-(2-этилгексил) дитиофосфорной кислоты, 2,4% три-н-октиламина, 85,6% тетрахлорэтилена. Продолжительность перемешивания фаз при экстракции 30 мин. Получены результаты: Cjv,(OJ-35 мг/л, CfiH plfOMr/n, извлечение Ni 97,3%, Dfjj 35 Со,о(.0) 7,15 г/л, ()-52,8 г/л, ,14;(Ni/co- 250. При реэкстракции разбавленным раствором ней в реэкстракт извлечено 72% кобальта. Пример 5 . Проводят экстракцию металлов из рафината экстрактора (после очистки от. железа и меди) промышленной экстракционной установки получения кобальта К-0 (Со 164,5 г/л, Ni 0,45 г/л, Си 0,7 мг/л) экстрагентом содержащим aec.S ди-(2-этилгексил)дитиофосфорной кислоты,79% н-октилового спирта. Соотношение объемов органической и водной фаз 1:1, продолжительность перемешивания 1 ч. Проводят .реэкстракцию металлов из органической фазы раствором НСВ (1:1) при соотношении объемов органической и водной фаз 1:2 и перемешивании фаз 2 ч. Получены результаты: C/vf;to) О, 32 г/л, Cf4;(,192 г/л, извлечение Ni 71%, °№ СсоСо)° Ссо(е,)1 56г/л, DCO Of 06;pj j c6 29. При реэксгракции раствором ПСЕ (1:1) извлечено 98% кобальта. Пример 6.В аналогичных примеру В условиях проводят экстракцию металлов из промшаленного раствора основного производства кобальта после железо- и медецинкоочистки (N1 28,25 г/л. Со 15,0 г/л, рН 3,95) экстрагентом, содержащим 21 вес,% ди-{2этилгексил)дитиофосфорной кислоты, 79% н-октилового спирта. Получены результаты: ,0 г/л, Сд„() 15,6 г/л, извлечение Ni 42%, Of 71; Cc.o(Oi)tO,73 г/л, C,,j,g, 3, Ог/л DCO Of056;f |vi;/to:12,6. При реэкстрак ции раствором HCt (1:1) извлечено 85% кобальта,

I Пример 7 . Проводят экстракщию никеля и кобальта из 1,5 н водных растворов серной кислоты, содержащих 0,020 г/л Hi и 0,2 г/л Со, экстрагентом, содержсццим 4,9 вес.% ди-(2-этилгексил)дитиофосфорной кислоты, 12,6% три-н-бутилфосфата, 82,5% н-гептана, Соотношение объемов фаз Itl, температура комнатная. При продолжительности перемешивания, достаточном для установления равновесия, получены значения 4,9; 0,39, Расчетный коэффициент разделения Рм5/со-12,6,

Предложенный способ может использоваться не только для получения солей кобальта особой чистоты, но и при получении кобальта К-О, солей кобальта марки чда без никеля ,а также для очистки растворов в технологии ос новного кобальтового производства, В предложенном способе имеет место 80100%-ная реэкстракция кобальта из органической фазы разбавленными растворами минеральных кислот, что значител но превышает те же величины для известного способа (34-36%), Более высокая степень реэкстракции кобальта

из органической фазы разбавленными кислотами создает возможность регенерации экстрагента, а также провела ния обменной противоточной экстракци

Содержание вещества, обладающего сильными электронодонорными свойства ми, в предложенном способе составляет 2-97%, т,е, возможно использование смеси диалкилдитиофосфорной кислоты и данного органического вещества как с органическим растворителем, так и без такового,

Формула изобретения

1, Способ разделения никеля и кобальта, включающий экстракцию экстрагентом, содержащим диалкилдитиофосфо ную кислоту в органическом растворителе, с последукнцей реэкстракцией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения скорости окисления :кобальта в органической фазе и ег реэкстракции без разложения экстраАгента, экстракцию ведут в присутствии органического соединения, обладеиощего сильн№1и электронодонорными свойствсии1и, выбранного из ряда кислород- и азотсодержащих соединений,

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органиче9кого соединения, обладающего сильными элекронодонорными свойствами, используют высмие спирты (Cg и более) , а/лины, три-н-бутилфосфат и его производные, алкилфосфиноксиды, окиси аминов и алкилсульфоксиды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 447936, кл. С 22 В 3/00, 1972,