Способ переработки железистых гидратных кеков,содержащих никель и кобальт Советский патент 1983 года по МПК C22B23/04 

3 . ВИИ серной кислоты, подкисление 1восстановленной пульпы серной кислотой, выдержку пульпы для перекристаллизации осаака,стааиальную нейтрализацию,цоокис ление -и доосажцение остаточного же- -леза и отделение осадка от раствора фильтрацией, исходную пульпу железисты кеков стабилизируют по плотности в пре делах 1150-1300 кг/м, преимуществе но 12ОО-1250 кг/м-, восстановление металлов серным щелоком ведут в прису ствии хлор-иона при отношении серы, вводимой с серным щелоком, к хлору в растворе 1,4-8,0, преимущественно 2,0 4,0, стадиальную нейтрализацию ведут д рН 1,8-2,4 на последней стадии, а из раствора после отделения осадка доосаж дают. железо раствором соды, после чего осадок отделяют от раствора и направляют на стадиальную нейтрализацию. Поставленная цель достигается также тем, что рН на стадиях нейтрализации, кроме последней, поддерживают в пределах 0,9-1,5. Доокисление железа проводят исходной пульпой кеков. Поставленная цель достигается еще и тем, что доосаждение железа из раствора после стадиальной нейтрализации ведут при рН 5,0-5,5. Железистый кек, содержащий гидроок лы железа, кобальта и никеля, получаемый, например, в результате гидролитической очистки никелевого электролита от железа и кобальта, распульповывают воДой или технологическими оборотами до плотности 115О-1300 кг/м , преиму щественно 12ОО-1250 кг/м. При работе с более разбавленными пульпами непроизводительно увеличивается расход реагентов, при повышении плотности более 1300 кг/м резко ухудшается фильт- руемость пульп. Стабилизированную по плотности пуль пу обрабатывают серным щелоком в присутствии сернсж кислоты и хлор-иона, который в кислой среде служит восстано вителем кобальта и никеля высших вален ностей, а выделяющийся элементарный хлор - окислителем двухвалентного железа. Таким образом, введение хлор-иона позволяет сократить расход основного восстановителя - серного щелока., Хлорион вводят в количестве, соответствующ .отношению серы серного щелока к хлору в растворе 1,4 - 8,0, преимущественно 2,0-4,0. При отношении серы к хлору выше 8,0 возрастает содержание закис ного железа в растворе, увеличивается 95 расход серного щелока; при отнощении серы к хлору менее 1,4 повыщается насыщенность раствора солями, т.е. плотность раствора, ухудшается фияьтруемость пульпы; Восстановленную пульпу подкисляют до рН около 0,9 и подвергают выдержке при 85-95°С при перемешивании. Нейтрализацию кислоты осуществляют при 80-95°С в нескольно стадий, по крайней мере 3-4, при этом на первых двух - трех стадиях поддерживают рН пульпы в интервале от 0,9 до 1,5, что способствует образованию хорощо фильт- рующегося ярозитного. осадка железа; таким образом достигается совмещение операций перекристаллизации осадка и нейтрализации пульпы. На последней стадии доводят рН до 1,8-2,4. При указанных значениях рН доосаждение железа цроисходит без заметного соосаждення кобальта и никеля; при значениях рН свыше 2,4 соосажденйе кобальта и никеля становится ощутимым, повь1шает- ся содержание цветных металлов в железистом кеке; кроме того, железо начинает осаждаться не в виде ярозитного осадка, а в виде гидроокиси, что сопровохщаётся ухудшением фияьтруемости пульпы. При рН ниже 1,8 увеличивается содержание железа в растворе, что затрудняет его дальнейшую переработку. После нейтрализации пульпы и отделения основной массы железистого кека фильтрацией раствор с содержанием железа 0,5-1,5 г/л нейтрализуют раствором соды рН 5,0-5,5, осадок отделяют одним из известных способов, например сгущением или фильтрацией на свечевых фильтрах, и пульпу осадка направляют на стадиальную нейтрализацию. Осадок со свечевых фильтров является мягким нейтрализатором, использование которого исключает создание очагов с повышенным значением рН. На первой стадии нейтрализации осуществляют доокисление закисного железа исходной пульпой железистых кеков, которую дозируют по величине окислительновосстановительного потенциала. Окисление железа осуществляется гидроокисями никеля и кобальта, содержащимися в кеке, при этом никель и кобальт восстанавливаются и переходят в раствор, а гидроокиси железа в процессе стадиальной нейтрализации преобразуются в хорошо фильтрующийся ярозитный осадок. Способ отработан в опытно-промышлен ном масштабе. П р и мер. Пульпу гидроокислов йосле гидролитической очистки никелевого анолита от железа и кобальта плот- ностью 1350-15ОО кг/м подают в реактор типа пачук и распуяьповывают технологическими оборотами и водой до плот ности 1200-1250 кг/м, подкисляют серной кислотой до рН 1,О-1,5 и направляют на восстановление. Восстановление ведут в аналогичных реакторах, куда подают раствор серного щелока с хлорионсял. Серный щелок готовят в отделвном реакторе растворением расплавленной серы в растворе щелочи при отношении серы к щелочи, равном О,5, и температуре около 80° С. В раствор щелочи вводят в виде хлористого натрия в заданном соотношении к сере. Восстановление , поддерживая рН в пределах 1,О-1,2 дозировкой серНОЙ кислоты, и окислительно-восстановительный потенциал в пределах 48 О- пределах 520 .мВ - дозировкой серного щелока. На этой операщш используют два посп дов.ательно соединенных реакторов, причем реагенты подают только в первый реактор. Восстановленную пульпу направляют 1далее в аналогичные реакторы, где ее подкисляют до рН О,8-0,9 и выдерживаю в течение двух часов 85-95°С с переме шиванием сжатым воздухом. Затем пульпу подают на нейтрализаци Нейтрализацию осуществляют в четыре стадии при 80-95°С при следующих значениях рН по стадиям: СтадияIQ Ш Г рН 0,9-1,1 1,1-1,3 1,3-1,5 1,8-2 Первая стадия нейтрализации совмо- щается с доокислением железа, которое производят исходнойг nynijnofi гипроокиспов поддерживая окислительно-восстановительный потенциал в пределах; 55О-650 мВ; при этом величина рН на I стадии выдерживается в пределах 0,9-1,1 без регулирования. На остальных стадиях нейтрализации рН регулируют, причем на 1 стадии - пульпой гидрозакисей металлов после доосаждения железа и содовым раствором, на Щ и 1У - только содовым раствором. Нейтрализованную пульпу фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах, осадок железистый кек отмывают и сбрасывают в отвал, а раствор, содержащий никель, кобальт, железо, направляют на доосаждение железа, которое осуществляют при нейтрализации содовым раствором до рН. 5,О-5,5 при . При этом остаточная концентрация железа в растворе снижается до О,05-ОДО г/л. Раствор направляют в гидрометаллургическую ветвь производства кобешьта, а пульпу гидрозаки- сей металлов после доосаждения железа - на нейтрализацию. В табл. 1 и 2 приведены результаты опытно-промышленных испытаний. В табл. 1 представлено влияние хлориона на показатели процесса восстановления. В табл. 2 приведены показатели процесса переработки гидратных железистых кеков, содержаишх никель и кобальт. Таким образом, использование предложенного способа снижает потери кобальта с отвальным железистым кеком до 0,05-0,15%; никеля - до 0,2-0,4%; сокращает расход серного щелока на 10-15%; кислоты - на 2О%; соды - на 15%, что по сравнению с существующим способом, позволяет получить экономию около 8О О тыс. руб. в год. Технологический процесс переработки железистых кеков по списанному способу может быть реализо1 ан на существующем оборудовании.

Таблица

ПредлаСреднегодовые показатели за 1979-80 rjf. Формула изобретен И5Г 1. Способ переработки железистых гидратных кекоБ, содержащих никель и кобальт, включающий приготовление исходной пульпы кеков, восстановление металлов серным щелоком в присутствии серной кислоты, подкисление восстановйённой пульпы серной кислотой, выдержку пульпы для перекристаллизации осадка, стадиальную нейтрализацию, доокксле ние и доосаждение остаточного железа и отцеление рсацка от раствора фильтрацией, личающийся тем, что, с целью снижения содержания цветных металлов в осадке, сокращения удельного расхода реагентов и повышения производительнос ти, исходную пульпу железистых кеков стабилизируют по плотности в пределах 1150-13ОО кг/м, преимущественно 120О-1250 кг/м, восстановление металлов серным щелоком ведут в присутствии хлор-иона при соотнощении серы, вводимой с серным щелоком, к хлору в растворе 1,4-8,0, преимущественно 2,04,0, стадиальную нейтрализацию ведут до рН 1,8-2,4 на последней стадии, а из раствора после отделения осадка доосаж- дают железо раствором соды, после чего осадок отделяют от раствора и напра ляют на стадиальную нейтрализацию. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что рН на стадиях нейтрализации, кроме последней, поддерживают в пределах 0,9-1,5. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а юЩ и и с я тем, что доокисление железа производят исходной пульпой кеков. 4.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что доосаждение железа из раствора после стадиальной нейтрализации ведут при рН 5,0-5,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 827576, кл. С 22 В 23/04, 1979. - 2. Технологическая инструкция производства кобальта в гидроокиси (НГМК) № 0401-3.1.64.-31-79.