NO116021B - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO116021B NO116021B NO159430A NO15943065A NO116021B NO 116021 B NO116021 B NO 116021B NO 159430 A NO159430 A NO 159430A NO 15943065 A NO15943065 A NO 15943065A NO 116021 B NO116021 B NO 116021B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nickel
- iron
- cobalt
- solution
- recovery
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 239
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 138
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 72
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 56
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 9
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 109
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 30
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- UKUVVAMSXXBMRX-UHFFFAOYSA-N 2,4,5-trithia-1,3-diarsabicyclo[1.1.1]pentane Chemical compound S1[As]2S[As]1S2 UKUVVAMSXXBMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- VRRFSFYSLSPWQY-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenecobalt Chemical compound [Co]=S VRRFSFYSLSPWQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B23/0461—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods
- C22B23/0469—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods by chemical substitution, e.g. by cementation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/08—Halides; Oxyhalides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/10—Sulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Fremgangsmåte for gjenvinning av metallisk nikkel og/eller kobolt
fra sure oppløsninger av salter av nikkel og/eller kobolt i nærvær av metallisk jern.
Foreliggende oppfinnelse vedrorer gjenvinningen av metallisk nikkel og/eller kobolt fra sure oppløsninger som inneholder salter av nikkel og/eller kobolt, i nærvær av metallisk jern.
En rekke metoder for gjenvinning av nikkel og kobolt og for en videre adskillelse av de to, har blitt utviklet. De som omfatter sure oppløsninger har imidlertid vist seg enten å være temmelig kostbare eller på annen måte utilfredsstillende for kommersiell drift.
De nåværende kommersielle prosesser omfatter en rekke trinn i gjenvinningen av nikkel fra sure opplosninger som inneholder nikkel og kobolt. I et tilfelle blir oppløsningene behandlet med hydrogensulfid for" å gjenvinne nikkel i form av sulfider. I tillegg til de korroderende og andre uonskede egenskaper til hydrogensulfid, er det nødvendig at nikkelet i sulfidproduktet omdannes til metallisk form. I en annen fremgangsmåte, som beskrevet i U.S. patent nr. 2 805 139, blir det benyttet . hydrogenreduks jon for å gjenvinne nikkel i metallisk form fra slike sure opplosninger. Her anvendes det imidlertid relativt hoye trykk, dvs. over 24.6 kg per cm^ ved ca. 200°C.
Forskjellige gjenvinningsprosesser er kjent for gjenvinning av nikkel fra ammoniakkopplosninger. Startes det med sure utvaskingsopp-lpsninger, ville det imidlertid være nodvendig med temmelig mye opplos-ningsmiddel med dertil folgende omkostninger, for å omdanne den sure nikkelopplosningen til ammoniakkopplosning og deretter gjenvinne metalle'fra dette. Relativt kostbare elektrolytiske og væskeekstraksjonsmetoder for separasjon av nikkel og kobolt, er kjent for slike blandinger.
U.S. patent nr. 2757 080 beskriver en fremgangsmåte for separasjon av nikkel fra opplosninger som inneholder nikkel og kobolt. Denne
fremgangsmåten omfatter separasjon av nikkel i form av nikkelsulfid, etc ved tilsetning av jern og svovel, arsen, antimon, selen, eller tellurium Etterfølgende behandling er imidlertid påkrevet for å omdanne nikkel fra sulfid til metallisk form.
Mens U.S. patent nr. 2 584 700 omhandler bunnfellingen av nikkel fra en sulfatopplosning av de to metallene ved tilsetning av metallisk jern, blir her både kobolt, nikkel, krom og aluminium bunnfelt samtidig. Det vises ikke til at et passende valg av betingelser, kan gi selektiv bunnfelling av metallisk nikkel og holde tilbake kobolt og andre metaller i opplosningen, eller kunne begunstige bunnfelling av nikkel og kobolt og holde tilbake krom og aluminium og andre metaller hSyere enn jern i den elektrokjemiske spenningsrekken.
U.S. patent nr. 2 5^4 700 omhandler en fremgangsmåte for fremstilling av en ren jernoksyd og ved et trinn i fremgangsmåten bunnfelles alle metallene unntatt jern fra en ferrosulfatopplosning, hvilket sulfat til slutt rostes for fremstilling av jernoksyd. Videre er ikke temperaturområdet som i foreliggende oppfinnelse ble funnet å gi en selektiv
bunnfelling, beskrevet i dette U.S. patentet.
I U.S. patent nr. 1 592 306- og nr. 1 592 307 beskrives prosesser h\ror det anvendes hjelpemidler slik som klorider og sulfater, f.eks. natriumklorid og natriumsulfat, for oppnåelse av en hurtig og utbytterik utfelling av nikkel.
Tysk patent nr. 1 028 790 anvender i den beskrevne fremgangsmåte arsen og/eller arsensulfidholdig malm av kobolt og/eller nikkel, og disse metaller utfelles i form av sulfidet, og må således gjenvinnes i den metalliske form.
Både dette tyske patent og de to sistnevnte U.S. patenter benytter således forbindelser i tillegg til jern, hvilket innebærer en ekstra behandling for å oppnå metallene i metallisk tilstand. Det er i disse patenter ikke funnet at temperaturforhoyelser har gunstig innvirkning på gjenvinningen av nikkel og kobolt.
Ifolge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte til gjenvinning av metallisk nikkel og/eller kobolt fra en sur opplosning inneholdende et. nikkelsalt og/eller et koboltsalt i nærvær av metallisk jern, kjennetegnet ved at det opprettholdes en temperatur i området på 100-300°C for å bunnfelle det onskede metalliske nikkel og/ eller kobolt fra opplosningen.
Fremgangsmåten foretas fortrinnsvis ved en temperatur i området 155-l80°C.
All den tid det bunnfelte produktet fra den innledende bunnfellingen er en blanding av jern og nikkel, kan dette ferronikkelpulveret i enkelte tilfelle benyttes direkte til fremstillingen av rustfritt slål og kan ellers således benyttes etter passende oppvarming. Folgelig blir nikkel gjenvunnet i brukbar form ved en enkelt operasjon. I de tilfelle hvor det onskes virkelig rent nikkel, er det en rekke enkle metoder tilgjengelige for fjerning av jern fra dette produktet.
Mens opplosningen av nikkelsalt kan variere i konsentrasjon og også inneholde forskjellige andre salter, inneholder en typisk opplosning på hvilken fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan benyttes nikkel, omtrent 1-20 ganger så mye kobolt som nikkel og varierende mengder av jern, magnesium, krom, mangan, silisiumoksyd og sulfatradikaler. Skjont gjenvinningen av nikkel og kobolt kan utfores ved en enkelt operasjon, er det fordelaktig å gjore dette i lopet av minst to trinn for således å oppnå en selektiv bunnfelling av nikkelet. I sistnevnte tilfelle blir metallisk jern i pulverform omsatt i et forste trinn med den sure opplosningen i ca. 1 time ved en temperatur i området l60° - l80°C. Reaksjonen blir utfort i en lukket beholder og trykket er vesentlig det omgivende damp-trykket ved temperaturen som benyttes. Tilstrekkelig omroring blir tilveiebragt for å holde jernet i suspensjon.
Mengden jern som blir tilsatt er med fordel fra 1-2,5 ganger den stokiometriske mengde av nikkel i utgangsopplosningen. I reaksjonen som resulteres fra dette fortrenger jern nikkel og en meggt mindre mengde kobolt fra opplosningen. De faste stoffene som resulterer fra denne reaksjonen inneholder vanligvis opp til 60% nikkel og en mengde kobolt som er ekvivalent til 1/150 eller mindre basert på mengden av nikkel tilstede, idet resten er uopplost jern. Disse faste stoffene kan skilles fra opplosningen, torkes og enten lages til briketter, smeltes eller på annen måte utferdiges for å oppnå en storre mengde nikkel i forhold til jern.
I et påfolgende trinn blir opplosningen som er tilbake fra den forste bunnfellingen behandlet med omtrent den samme vekten jern som brukt tidligere. Her blir imidlertid, idet konsentrasjonen av nikkel i opplosningen minsker, mer kobolt ekstrahert fra opplosningen. I dette andre trinn kan det også, hvilket imidlertid ikke omfattes av oppfinnelsen, tilsettes ca. 0.5 ganger den stokiometriske mengden av svovel basert på nikkelinnholdet i utgangsopplosningen, med den andre tilsetning av jern for å fremskynde og oke bunnfellingen av kobolt. Hvis svovel ikke tilsettes, er bunnfallet en blanding av-metallisk nikkel, jern og kobolt. Når svovel tilsettes, inneholder produktet også sulfider av nikkel og kobolt. I hvert av tilfellene kan blandingen av de faste stoffene skilles fra opplosningen og foredles ved bruk av kjente metoder
Totale gjenvinninger i de to trinnene er 98$ eller mer nikkel og 50 - 60% kobolt. Hoveddelen av nikkel blir imidlertid gjenvunnet ved den forste bunnfellingen for merkbare mengder kobolt blir bunnfelt i andre trinn.
På vedlagte tegning er fig. 1 en kurve som grafisk viser virkningen av pH-variasjon i utgangsopplosningen, angitt langs abcissen, på den prosentvise nikkelgjenvinning, angitt langs ordinaten, ved bruk av en opplosning på 2g Ni per liter (se eksempel V). Fig. 2 viser grafisk virkningen av pH-verdien i begynnelsen, angitt langs abcissen, på forholdet nikkel/kobolt i bunnfallet, ved anvendelse av en opplosning inneholdende 2g Ni per liter (se eksempel V). Fig. 3 viser grafisk virkningen av stokiometrisk ekvivalenter av tilsatt jern på den prosentvise gjenvinning av nikkel i det forste bunnfallet ved bruk av en opplosning inneholdende 2g Ni per liter (se eksempel VI) .
Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen vil virke for opplosninger sor har en ganske stor pH-verdi eller syreområde. I de fleste tilfellene er imidlertid pH-verdien fortrinnsvis under 5» Over en pH-verdi på 5, kan tilsetningen av jern bevirke dannelsen og bunnfellingen av noen uonskede hydroksyder. pH-området bor være mellom 1.5 og 3>5>fortrinnsvis omtrent 2-3. Det er imidlertid i virkeligheten ingen grense for surhetsgraden i begynnelsen, fordi at ved pH-verdier selv under 1.5 kan tilsetningen av jern nøytralisere noe av syren inntil et pH-område er nådd som er mer passende for fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Folgelig, mens det onskede syreområde er 1.5 - 3»5j betyr bruken av opplos ninger som til å begynne med har en lavere pH-verdi bare at mer jern blir tilsatt, forst for å bringe surhetsgraden innen det onskede pH-området og deretter for å bevirke bunnfelling av nikkel som beskrevet tidligere. Andre måter for å få det onskede område for pH-verdien i opplosningen, kan også bényttes. I operasjoner med storre mengder, har reaksjonen med fordel blitt startet med en pH-verdi i opplosningen på omtrent 2. Denne stiger til omtrent 3 ved slutten av forste bunnfelling. Uansett antallet bunnfellingstrinn, er den endelige pH-verdien omtrent 4*5 • Det blir vanligvis foretrukket at den mengden jern som tilsettes ikke er mer enn omtrent 3«5ganger den stokiometriske mengden beregnet til å erstatte nikkelet.
Partikkelstorrelsen på jernet har en innvirkning ved at reaksjonen mellom jern og nikkelsaltopplosningen er en overflatereaksjon. Derfor, idet alle andre faktorer er like,, oker vanligvis reaksjonshastigheten når partikkelstorrelsen er mindre på grunn av den storre flaten som er tilstede. Reaksjonen foregår selv med store partikler, men med en mindre hastighet. En fordelaktig partikkelstorrelse er funnet å være mindre enn 100 mesh. I tillegg til partikkelstorrelsen er det andre egenskaper som f.eks. renhet og karboninnhold i jernet som innvirker på reaksjonshastigheten. Jernpulver med lite karboninnhold blir foretrukket til dette formålet. Der hvor det ikke skal være selektiv bunnfelling av nikkel med hensyn til kobolt, blir jernpulveret tilsatt i en mengde på 0.5 - 3-0 ganger, fortrinnsvis 1 - 2.5 ganger, den stokiometriske mengden som må til for å erstatte nikkel i opplosningen.
I det forste bunnfallet kan det være opp til ca. 60% nikkel og resten
er for det meste jern og med meget små mengder kobolt, vanligvis ekvivalent til ikke mer enn 0. 6% av vekten av nikkel som er gjenvunnet og meget ofte enda mye mindre. Jerninnholdet representerer uopplost jern. Dette bunnfelte produktet blir skilt fra opplosningen. Tilbakeføringen av dette pulverformede faste produktet kan foretas hvor det er onsket å oppnå en storre mengde av forholdet nikkel:jern.
Mens det forste bunnfallet, ved bruk av 1.5 - 2.5 ganger den stokiometriske mengde av jern basert på det opprinnelige nikkelinnhold i opplosningen, gir et bunnfall som er tilstrekkelig fri for kobolt til de fleste formål, dvs. vanligvis omkring 200 - 600 deler nikkel per 1 del kobolt, er det mulig ved bruk av mindre jern i det forste bunnfallet, f.eks. 0.5 - 1 ganger den stokiometriske mengden, å bunnfelle mindre mengder av nikkel, men av en type som inneholder mindre kobolt. En rekke påfolgende bunnfellinger kan således utfores for å gjenvinne ytterligere nikkel og eventuelt en betydelig mengde kobolt. Folgelig, kan det være flere bunnfellinger av nikkel' ved den trinnvise tilsetningen av forskjellige mengder jernpulver, som sammen med de tidligere bunnfellingene gir et produkt som inneholder mindre kobolt enn i de senere trinnene.
Omvendt kan temmelig mye av koboltet bunnfelles ved å bruke storre mengder jern i den forste bunnfellingen. I slike tilfeller er det imidlertid mindre selektiv utskillelse av nikkel fra kobolt. I slike tilfeller er det fordelaktig å bruke 3-0-5 ganger den stokiometriske mengden.
Det nikkel som er .tilbake i opplosningen etter at det nikkel som ble bunnfelt i begynnelsen er blitt fjernet, kan gjenvinnes ved en andre behandling som vanligvis omfatter tilsetningen av 1 - 2 ganger den stokiometriske mengden jern basert på nikkelmengden i den opprinnelige forstetrinnsopplosningen.
Ved den forste bunnfellingen, ved bruk av 1.5 - 2.5 ganger den stokiometriske mengden jern, blir vanligvis 85 - 95$ nikkel i opplosningen gjenvunnet som bunnfelt metalliske nikkel. Gjenvinning av nikkel fra den resterende opplosning ved tilsetning av mer jern, kan fullfores helt i en andre bunnfelling ved bruk av 1 - 2 ganger den stokiometriske mengden jern basert på nikkelet i den opprinnelige opplosning. Idet total koboltgjenvinning i de to trinnene ofte er 50 - 60% av det opprinnelige innholdet, vil disse prosentene variere ifolge hoyere eller lavere konsentrasjon av metallet i utgangsoppl6sningen.
I de fleste tilfellene er en reaksjonstid på 30 - 90 minutter tilstrekkelig for hver bunnfelling.
En typisk opplosning fra hvilken de ovenfor nevnte gjenvinninger kan oppnås, er en som inneholder omtrent 20 deler nikkel per en del kobolt, sammen med forskjellige mengder jern, magnesium, mangan, krom og silisiumoksyd. Fordi mange slike nikkel-kobolt-opplosninger eller blandinger er resultatet av utvaskinger, har slike opplosninger vanligvis metallene i form av sulfater eller klorider. Skjont det henvises til opplosninger som inneholder omtrent 20 deler nikkel til 1 del kobolt, kan også opplosninger som inneholder forskjellige andre mengder, inkludert mye storre mengder kobolt bli behandlet ved fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse med lignende selektiv bunnfelling av nikkel. Idet fremgangsmåten er mer effektiv med opplosninger som har hoyere nikkelkonsentrasjoner, kan fremgangsmåten anvendes på opplosninger som har så lite som 0.5 gram per liter nikkel i. utgangsopplosningen.
Oppfinnelsen beskrives best ved folgende eksempler. Hvis ikke annet er nevnt, er deler og prosenter gitt som vektdeler og vektprosent. I de folgende eksempler, utfores forsokene i en 2-liters autoklav-reaktor som er laget av 316 rustfritt stål og har et dobbelt skovlhjul. Reaktoren er av en standard type som er kommersielt tilgjengelig som Parr 2L Reactor 316SS. Gjenvinningen av pulveret blir gjort lettere ved hjelp av en glassforing, men reaksjonsopplosningen kan være i direkte kontakt med det rustfrie stålet. Det er ofte onskelig å tappe noe av dampen fra reaktoren på et tidlig tidspunkt for å skille ut luften som er der fra begynnelsen av og derved tilveiebringe en mer redusert atmosfære.
Eksempel I
I en 2-liters autoklav som beskrevet ovenfor, blir det plasert en liter utvaskingsopplosning som inneholder:
Til denne opplosningen som har en pH-verdi på 2, blir det tilsatt 3-8 g fint oppdelt, lite karbonholdig jern (2 ganger ekvivalenten av nikkel i opplosningen). Autoklaven blir lukket og med tilstrekkelig omroring for å holde jernpulveret i suspensjon, blir temperaturen hevet og opprettholdt ved omtrent l80°C i 45 minutter. De resulterende faste stoffer gjenvinnes ved filtrering for å gi ferronikkel-pulver som har et nikkelinnhold på 4-9• 3^ med en balanse som hovedsakelig er jern og et koboltinnhold på 0. 3% som er ekvivalent med 1 del per 164 deler nikkel som er tilstede. Nikkel i det bunnfelte produktet representerer 94'6% av nikkelet i den opprinnelige opplosningen. Etter denne bunnfellingen, er pH-verdien 3-5» Mg, Cr, Mn og Si blir tilbake i opplosningen.
Eksempel II
For å illustrere temperaturens kritiske virkning i prosessen ifolge oppfinnelsen, utfores to forsok hvor fremgangsmåten i eksempel I blir benyttet. I hvert tilfelle, blir fem stokiometriske ekvivalenter av jern basert på nikkelinnholdet benyttet med nikkelopplosningen i eksempel I. I forste forsok når en temperatur på 80°C benyttes i 5 timer blir bare 4- 5% av nikkelinnholdet i denne opplosningen bunnfelt. I det andre tilfellet, når l60°C blir anvendt i en time, blir 99% av nikkelinnholdet i'opplosningen bunnfelt.
Som nevnt tidligere, gir lavere stokiometriske ekvivalenter av jern lavere gjenvinningsverdier for nikkel, men nikkel vil ha en hoyere renhet med hensyn til koboltinnholdet. F.eks., med en spesiell opplosning som har et opprinnelig Ni/Co-forhold på 20/l, gir en ekvivalent jern per ekvivalent Ni 16% gjenvinning av nikkelet, men dette bunnfallet har en forbedret renhet med hensyn til nikkel fordi Ni/Co-forholdet er 600/1.
Eksempel III
Fremgangsmåten i eksempel I blir gjentatt en rekke ganger ved bruk av en lignende .opplosning for å vise virkningen av tid, temperatur og mengde jern tilsatt. Disse vilkår, såvel som prosent nikkel i produktet og prosent gjenvunnet nikkel basert på nikkelinnhold i begynnelsen, er også vist i tabell I under.
Forsokene som ble gjort i eksempel III viser at hovedvirk-ningen i området for disse forsokene blir bestemt av mengden jern som tilsettes. F.eks., ved å velge et basisnivå på 2.3 ekvivalenter jern basert på nikkel i opplosningen, vil tilveksten fra dette basisnivået til 2.8 ekvivalenter oke nikkelgjenvinningen med omkring 23.6$.
En variabel av vesentlig betydning i disse forsokene er temperaturen. Resultatene viser at okende temperatur fra 68°C til 155°C, oker gjenvinningen med omtrent 1.7%. I dette temperaturområdet 155°_ l80°C synes temperaturen å ha liten innvirkning. Som beskrevet og som illustrert ved eksempel II, er. det imidlertid avgjorende at temperaturen er i området 100°-300°C, fortrinnsvis 155°-l80°C.
Ved at reaksjonstiden ble okt fra 60 minutter..til 90 minutter, ga okning i nikke^jenvinningen med omtrent 0. 3%. Dette synes igjen å være en ubetydelig faktor innen det valgte område.
Eksempel IV
En rekke forsok utfores med alle betingelser lik de i eksempel I, med unntagelse av det som er nevnt i tabell II nedenunder. Prosent nikkel i det bunnfelte produktet og prosent gjenvinning av nikkel basert på det opprinnelige nikkelinnhold i den opprinnelige opplosningen er også som beskrevet. I de forste tre av disse forsokene blir det stokiometriske forhold for jern holdt praktisk talt konstant og nikkelinnholdet blir variert til omtrent 2.3 og 4 g Per liter. I de siste tre forsokene blir de samme prosentvise mengdene av nikkel benyttet, men mengden jern per liter opplosning blir holdt konstant, noe som gir en variasjon i den stokiometriske mengden jern.
I hvert tilfelle ar kobolt i det hunnfelte produktet mindre enn en prosent av nikkel i produktet.
Eksempel V
En rekke forsok utfores ved å benytte en opplosning som er lik den
i eksempel I med en temperatur på l65°C, en reaksjonstid på 1 time og en jernekvivalens på 2.7 basert på nikkelinnholdet. pH-verdien i begynnelsen blir imidlertid regulert i hvert tilfelle til verdier på 1.8, 2.0, 2.2, og 2.4 respektivt. Prosentvis nikkelgjenvinning basert på mengden i den opprinnelige opplosning, blir bestemt i hvert tilfelle og verdiene plottes som vist i fig. 1 på de vedlagte tegningene. I disse forsokene blir også Ni/Co-forholdet i det bunnfelte-produktet bestemt og de tilsvarende verdiene blir plottet som vist i fig. 2. Disse to kurvene o viser at mens prosent gjenvinning av nikkel er lavere med en lavere innledende pH-verdi, er forholdet nikkel : kobolt i det bunnfelte produktet mye hoyere ved lavere pH-verdi. Også ved hoyere innledende pH-verdier oker dens prosentvise nikkelgjenvinningen, men Ni/Cb-forholdet avtar be-traktelig ved hoyere pH-verdier.
Eksempel VI
En rekke forsok blir utfort i samsvar med fremgangsmåten i eksempel I, med unntagelse av at mengden jern blir variert for å bestemme virkninger av variasjoner for jernekvivalentene som tilsettes, med hensyn til prosent gjenvinning av nikkel. Disse ekvivalentene for jern tilsatt per ekvivalent nikkel i opplosningen er i en storrelsesorden på 1, 1.3>1.6, 2, 2.5, 2.7, 2.9, 3, 3.2 og 3.5, respektivt. Kurven som fåes ved å plotte disse punktene mot de respektive prosentvise gjenvinningene av nikkel er vist i fig. 3- Disse verdiene viser at når antallet jern-ekvivalenter okes, oker gjenvinningen av nikkel inntil en fullstendig bunnfelling av nikkel er gjennomfort.
Eksempel VII
Fremgangsmåten i eksempel I gjentas ved å begynne med en opplesning hvor nikkel og de forskjellige andre metallkomponentene er i form av klorider. pH-verdien i begynnelsen er 2.5, tilsatt jern er 3«8o6 g (2 ganger den stokiometriske mengden av Ni), bunnfellingstemperaturen er l60 C og bunnfellingstiden er 45 minutter. Et 2.5 kg/cm hydrogen overtrykk opprettholdes i hele bunnfellingstiden for å oppveie virkningene av eventuelle reaktorlekkasjer.
Utgangsopplosningen har folgende sammensetning og gjenvinnings-resultatene er gitt nedenfor:
Det nikkelholdige bunnfallet som fremkommer under utovelsen av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen, kan skilles fra opplosningen ved hvilken som helst passende metode inkludert filtrering, dekantering, magnetisk separering, fIotasjon etc.
Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan utfSres enten kontinuerlig eller porsjonsvis.
En annen fordel i forbindelse med fremgangsmåten i oppfinnelsen, er det faktum at hvis det er kopper tilstede i utgangsoppl5sningeh, kan dette fjernes ved å-,behandle utgangsopplosningen med jern ved omgivelses-temperatur for å bevirke bunnfelling av kopper. Ved denne temperaturen og selv ved litt hoyere temperatur som vist i eksempel II, blir lite eller intet nikkel og kobolt bunnfelt av jernet.
Som nevnt tidligere er det en stor fordel med fremgangsmåten at brukbart metallisk nikkel kan fremstilles ved en enkel ett-trinns prosess fra en sur opplosning av nikkel og koboltsalter. Dessuten er dette en mer okonomisk prosess enn noen andre prosesser for gjenvinning av nikkel.
Etter en eller flere bunnfellinger med jern som beskrevet ovenfor, kan resten av nikkelet og mesteparten av gjenværende kobolt gjenvinnes enten ved anvendelse av enda mer jern eller, som nevnt, ved kombinasjon av jern og svovel.
Forskjellige metoder kan benyttes for å skille gjenvunnet kobolt og nikkel fra andre-trinns bunnfellingen med jern og svovel. Prosessen som er beskrevet i US patenter nr. 2 879 137 og nr. 2 867 503 kan eksem-pelvis benyttes. Dette bunnfallet fra andre trinn kan også loses opp igjen i syre og behandles ifolge væskeekstraksjons-separeringen vist i US patent nr. 3 128 156 som benytter et oljeopploselig sulfonert hydro-karbon i ekstraksjonen og et alkylamin som er uopploselig i vann i en andre ekstraksjon. Forskjellige andre prosesser som kan skille store innehold av kobolt fra nikkel kan også benyttes for et slikt formål.
Det er tilfeller hvor det er onskelig å gjenvinne metallisk nikkel fra opplosninger som inneholder et nikkelsalt, men ikke kobolt. Denne metoden kan dessuten benyttes til å bunnfelle metallisk nikkel fra en slik opplosning på samme måten som beskrevet ovenfor.
Det kan også være onskelig å gjenvinne kobolt fra opplosninger som inneholder et koboltsalt, men ikke noe nikkel. Denne oppfinnelsen kan da benyttes til å bunnfelle metallisk kobolt eller koboltsulfid eller en blanding av disse to på samme måte som beskrevet ovenfor.
Eksempel VIII
Fremgangsmåten i eksempel I er gjentatt idet det benyttes en opplosning som per liter opplesning inneholder det.fSigende:
Til denne opplosningen som har en pH-verdi på 2 blir det tilsatt 5.66 g fint oppdelt jern (3 ganger ekvivalenten til kobolt i opplosningen)
-med lavt karboninnhold. De andre forsoksvilkårene i eksempel I blir anvendt inkludert et 2.5 kg/cm hydrogen overtrykk. Bunnfallet represen-
terer 88.5% av kobolt og analysen viser 26.9% kobolt. Mg, Cr, Mn og Si forblir i opplosningen.
Det er også mulig som nevnt tidligere, å bunnfelle både nikkel og kobolt samtidig istedenfor selektivt, ved å tilsette storre mengder jern. I hvert av disse tilfellene kan bunnfellingen forårsakes med begunstig-else i nærvær av salter av metaller som er hoyere enn jern i den elektrokjemiske spenningsrekken.
Claims (2)
1. - Fremgangsmåte til gjenvinning av metallisk nikkel og/eller kobolt fra en sur opplosning inneholdende et nikkelsalt og/eller et koboltsalt i nærvær av metallisk jern,karakterisert vedat det opprettholdes en temperatur i området på 100-300°C for å bunnfelle det onskede metalliske nikkel og/eller kobolt fra opplosningen.
2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisert vedat det benyttes en temperatur i området 155-l80°C.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US41376864A | 1964-11-25 | 1964-11-25 | |
US74657068A | 1968-07-22 | 1968-07-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO116021B true NO116021B (no) | 1969-01-13 |
Family
ID=31891551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO159430A NO116021B (no) | 1964-11-25 | 1965-08-21 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3473920A (no) |
DO (1) | DOP1965001204A (no) |
FR (1) | FR1536922A (no) |
GB (1) | GB1056988A (no) |
NO (1) | NO116021B (no) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3652265A (en) * | 1969-11-28 | 1972-03-28 | Engelhard Min & Chem | Recovery of metal values from nickel-copper mattes |
US4548793A (en) * | 1983-01-14 | 1985-10-22 | Societe Miniere Et Metallurgique De Penarroya | Electrochemical elimination of nickel from lead containing chloride solutions |
US4541868A (en) * | 1983-07-22 | 1985-09-17 | California Nickel Corporation | Recovery of nickel and cobalt by controlled sulfuric acid leaching |
US4541994A (en) * | 1983-07-22 | 1985-09-17 | California Nickel Corporation | Method of liberating nickel- and cobalt-enriched fines from laterite |
US4548794A (en) * | 1983-07-22 | 1985-10-22 | California Nickel Corporation | Method of recovering nickel from laterite ores |
CN102066592A (zh) * | 2008-06-20 | 2011-05-18 | Bhp比利通Ssm开发有限公司 | 从浸出液中回收镍和/或钴的方法 |
JP6218121B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2017-10-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 塩化コバルト水溶液の精製方法 |
CN114231744B (zh) * | 2021-11-22 | 2024-07-23 | 重庆大学 | 一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1592307A (en) * | 1925-07-16 | 1926-07-13 | Metal & Thermit Corp | Process of recovering nickel |
NL75178C (no) * | 1948-07-12 | 1900-01-01 | ||
US2829965A (en) * | 1956-05-15 | 1958-04-08 | Electro Chimie Metal | Process of eliminating nickel contained in solutions of mixed salts of cobalt and nickel |
BE566626A (no) * | 1957-05-07 | 1900-01-01 | ||
US3041138A (en) * | 1958-03-07 | 1962-06-26 | Metallurg De Hoboken Soc Gen | Separation of nickel from cobalt-containing solutions |
US3117000A (en) * | 1962-03-15 | 1964-01-07 | Schlain David | Activation of inert or passive metals |
-
1965
- 1965-08-13 FR FR28373A patent/FR1536922A/fr not_active Expired
- 1965-08-21 NO NO159430A patent/NO116021B/no unknown
- 1965-08-24 DO DO1965001204A patent/DOP1965001204A/es unknown
- 1965-08-25 GB GB36581/65A patent/GB1056988A/en not_active Expired
-
1968
- 1968-07-22 US US746570A patent/US3473920A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1056988A (en) | 1967-02-01 |
US3473920A (en) | 1969-10-21 |
DOP1965001204A (es) | 1970-03-04 |
FR1536922A (fr) | 1968-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO158104B (no) | Fremgangsmaate for opploeseliggjoering av magnesiumoksyd og nikkel i nikkelholdig serpentinmalm. | |
US4110400A (en) | Selective precipitation of nickel and cobalt sulfides from acidic sulfate solution | |
AU2017218246B2 (en) | Sulfuration treatment method, sulfide production method, and hydrometallurgical process for nickel oxide ore | |
CA1119817A (en) | Method for the recovery of metallic copper | |
NO338961B1 (no) | Fremgangsmåte for utfelling av jern som hematitt fra en sinksulfatoppløsning | |
NO330197B1 (no) | Fremgangsmate til utlutning av sinkkonsentrat under atmosfaeriske betingelser | |
NO116021B (no) | ||
NO135792B (no) | ||
NO160528B (no) | Gjenvinning av sink fra sinkholdig sulfidisk materiale. | |
NO790460L (no) | Fremstilling av et rent aluminiumoksyd fra loesninger inneholdende opploeste aluminiumioner og jernioner | |
JPH04238816A (ja) | ヒ酸銅の製法 | |
US1802242A (en) | Production of oxy compounds of tantalum and columbium from the ores | |
NO160588B (no) | Fremgangsm te for behandling av en sur opploesning sholder treverdig jern og minst ett ikke-jernmetall. | |
WO2019093053A1 (ja) | 浸出処理方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 | |
AU2017213212B2 (en) | Method for recovering scandium | |
WO2019035319A1 (ja) | 浸出処理方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 | |
NO126066B (no) | ||
EP1507878B1 (en) | Chloride assisted hydrometallurgical extraction of metals | |
NO126067B (no) | ||
NO153062B (no) | Fremgangsmaate til rensing av uren sinkelektrolytt som inneholder kobber-, kadmium- og koboltforurensninger | |
US6949232B2 (en) | Producing cobalt (III) hexammine sulfate from nickel cobalt sulfides | |
NO144154B (no) | Fremgangsmaate til utvinning av jern og/eller nikkel og/eller kobolt fra en sulfatopploesning | |
AU2018372226B2 (en) | Dezincification system for aqueous nickel sulfate solutions, and method for same | |
AU2009200702A1 (en) | Acid recovery | |
RU2281978C1 (ru) | Способ осаждения сульфидного концентрата никеля и кобальта из сернокислотных растворов |