BG66558B1

BG66558B1 - An electrochemical method for extracting nickel and cobalt from oxidized ores

Info

Publication number: BG66558B1
Application number: BG110872A
Authority: BG
Inventors: Стоян МИТОВ; Борисов Митов Стоян; Божидар МАШЕВ; Стоянов Машев Божидар
Original assignee: Борисов Митов Стоян
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2017-01-31
Also published as: BG110872A

Abstract

This method is used for extracting nickel and cobalt from oxidized ores, in which the main amount of the contained in the ore nickel replaces the bivalent iron in the indicated minerals. By this method is secured high degree of nickel and cobalt extracting from ores with scanty content of these minerals. The method includes processing of ore-vitriolic solution pulp in the cathode space of an electrolysis cell, in order to reduce the contained in the Fe2O3 ore ferric iones (Fe3+) to ferrous iones (Fe2+), at what the iron, nickel and cobalt pass into the vitriolic solution. According to the invention, the ore-vitriolic solution pulp is with a concentration 50 to 250 g/l, and the processing of the pulp in the electrolysis cell cathode space is carried out at temperatures 55 - 85 Co, with maintained reduction-oxidizing potential within the range 200-300 Mv. The pulp processed in the cathode space is fed into the anode space of the electrolysis cell, where the ferric iones (Fe3+) are oxidized to ferrous iones (Fe2+), after what the pulp is taken out of the electrolysis cell anode space, and to it is added ammonia to sediment the iron, and neutralize the free sulphuric acid. The vitriolic solution is separated from the solid remainder, and the nickel and cobalt are extracted from the solution.

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до електрохимичен метод за извличане на никел и кобалт от окислени руди и по-специално окислени руди, съдържащи нонтронитови серпентинити, хлорит, магнетит, хематит, гьотит, ярозит, в които основното количество никел, съдържащ се в рудата, замества двувалентното желязо в посочените минерали.The invention relates to an electrochemical method for the extraction of nickel and cobalt from oxidized ores and in particular oxidized ores containing nontronite serpentinites, chlorite, magnetite, hematite, goethite, jarosite, in which the main amount of nickel contained in the ore replaces two in the specified minerals.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

KR 890002035 В разкрива метод за електрохимично извличане на никел от бедни латеритови руди, провеждан в електролитна клетка, снабдена 2θ със сепаратор между катодната и анодна камера. Никелът се извлича от 0,01-10,0 mol разтвор на сярна киселина при продухване на газ от серниста киселина. Анодната камера съдържа 0,01 -10,0 mol разтвор на сярна киселина. 25KR 890002035 B discloses a method for the electrochemical extraction of nickel from poor laterite ores, carried out in an electrolyte cell equipped with a 2θ separator between the cathode and anode chambers. Nickel is extracted from 0.01-10.0 mol of sulfuric acid solution by purging sulfuric acid gas. The anode chamber contains 0.01 -10.0 mol of sulfuric acid solution. 25

В статията на Hwa Lee et al. “Electrochemical leaching of nickel from low-grade laterites”, Hydrometallurgy, Elsevier Scientific Publishing Cy. Amsterdam, NL, vol. 77,2005, No 3-4, p. 263-268, е описан метод заелектрохимично извличане на никел от латерити с ниско съдържание на никел, при който пулп от финозърнести частици на рудата и разтвор на сярна киселина (0,5 М) се подлага на обработка в катодното пространство на 35 електролизна клетка в присъствие на редуктор, при което ферийоните (Fe³⁺) от съдържащия се в рудата Fe₂O₃ се редуцират до феройони (Fe²⁺), а никелът преминава в разтвора.In an article by Hwa Lee et al. “Electrochemical leaching of nickel from low-grade laterites”, Hydrometallurgy, Elsevier Scientific Publishing Cy. Amsterdam, NL, vol. 77,2005, No. 3-4, p. 263-268, describes a method for electrochemical extraction of nickel from low-nickel laterites, in which a pulp of fine-grained ore particles and a solution of sulfuric acid (0.5 M) is subjected to treatment in the cathode space of 35 electrolysis cells in presence of a reducer, in which the ferroions (Fe ³⁺ ) from the Fe ₂ O ₃ contained in the ore are reduced to ferroions (Fe ²⁺ ) and the nickel passes into the solution.

Недостатък на известните методи е ниска _ 40 степен на извличане на никел и кобалт при преработване на бедни на тези метали окислени руди и по-специално нонтронитови серпентинити, в които основното количество никел, съдържащ се в рудата, замества двувалентното желязо в присъстващите минерали. 45A disadvantage of the known methods is the low degree of extraction of nickel and cobalt in the processing of oxidized ores poor in these metals and in particular nontronite serpentinites, in which the main amount of nickel contained in the ore replaces the ferrous iron in the minerals present. 45

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Предмет на изобретението е електрохимичен метод за извличане на никел и кобалт от окислени руди, който осигурява висока степен на извличане на никела и кобалта от бедни на тези метали руди.The subject of the invention is an electrochemical method for extracting nickel and cobalt from oxidized ores, which provides a high degree of extraction of nickel and cobalt from ores poor in these metals.

6558 В16558 B1

Електрохимичният метод за извличане на никел и кобалт от окислени руди включва обработване на пулп от руда и сернокисел разтвор в 5 катодното пространство на електролизна клетка за редуциране на ферийоните (Fe³⁺) от съдържащия се в рудата Fe₂O₃ до феройони (Fe²⁺), при което в сернокиселия разтвор преминава желязото, никелът и кобалтът. Съгласно изобре10 тението пулпът от руда и сернокисел разтвор е с концентрация от 50 до 250 g/1, а обработването на пулпа в катодното пространство на електролизна клетка се провежда при температура от 55 до 85°С и поддържане на редукционно-окислителен потенциал от 200 до 300 Mv. Обработеният в катодното пространство пулп се подава в анодното пространство на електролизната клетка, където феройоните (Fe²⁺) се окисляват до феройони (Fe²⁺), след което пулпът се извежда от анодното пространство на електролизната клетка и към него се добавя амоняк за утаяване на желязото и неутрализиране на свободната сярна киселина. Сернокиселият разтвор се разделя от твърдия остатък и никелът и кобалтът се извличат от разтвора.The electrochemical process for extracting nickel and cobalt from oxidized ores involves treating a slurry of ore and sulfuric solution in the cathode space 5 of the electrolytic cell to reduce ferric ions (Fe ³⁺⁾ of the container in the ore Fe ₂ O ₃ to ferrous ions (Fe ^{2 +} ), in which iron, nickel and cobalt pass into the sulfuric acid solution. According to the invention, the pulp of ore and sulfuric acid solution has a concentration of 50 to 250 g / l, and the processing of the pulp in the cathode space of an electrolysis cell is carried out at a temperature of 55 to 85 ° C and maintaining a reduction-oxidation potential of 200 to 300 Mv. The pulp treated in the cathode space is fed into the anode space of the electrolysis cell, where the ferroions (Fe ²⁺ ) are oxidized to ferroions (Fe ²⁺ ), after which the pulp is removed from the anode space of the electrolysis cell and ammonia is added to it for precipitation. of iron and neutralization of free sulfuric acid. The sulfuric acid solution is separated from the solid residue and nickel and cobalt are extracted from the solution.

При един предпочитан вариант на изпълнение на изобретението катодното пространство се зарежда с порция пулп от сернокисел разтвор и руда, а анодното пространство се зарежда с порция вече обработен в катодното пространство пулп и при работа на електролизната клетка процесът на редукция на Fe³⁺ до Fe²⁺ в катодното пространство и процесът на окисление на Fe²⁺до Fe³⁺ в анодното пространство се извършват едновременно.In a preferred embodiment of the invention, the cathode space is charged with a portion of pulp of sulfuric acid solution and ore, and the anode space is charged with a portion of pulp already treated in the cathode space and during the operation of the electrolysis cell the process of reduction of Fe ³⁺ to Fe ^{2 +} in the cathode space and the oxidation process of Fe ²⁺ to Fe ³⁺ in the anode space are performed simultaneously.

При един вариант на изпълнение на изобретението анодното и катодното пространство на електролизната вана са разделени с мембрана.In one embodiment of the invention, the anode and cathode spaces of the electrolysis bath are separated by a membrane.

При друг вариант на изпълнение на изобретението анодното и катодното пространство са отделени с непроницаема преграда, като електрическата верига се затваря през солеви мост.In another embodiment of the invention, the anode and cathode spaces are separated by an impermeable barrier, the electrical circuit being closed by a salt bridge.

Предимствата на метода за извличане на никел и кобалт от окислени руди и по-специално от нонтронитови серпентинити се изразява в следното. При обработването на пулп от руда и сернокисел разтвор в катодното пространство на електролизна клетка при посочените температура и редукционно-окислителен потенциал, осигуряващи редукция на Fe³⁺ от съдържащия се в рудата Fe₂O₃ до Fe²⁺, се нарушава струк2The advantages of the method for extracting nickel and cobalt from oxidized ores and in particular from nontronite serpentinites are as follows. When processing a pulp of ore and sulfuric acid solution in the cathode space of an electrolysis cell at the specified temperature and reduction-oxidation potential, providing reduction of Fe ³⁺ _{from the Fe 2} O ₃ contained in the ore to Fe ²⁺ , the structure is disturbed2

66558 Bl турата на кристалната решетка на магнетита и другите железни и магнезиеви минерали, което улеснява проникването на сернокиселия разтвор в минералите, ускорява десорбцията на никела и кобалта от тези минерали и разтварянето им в сернокиселия разтвор. В резултат се увеличава степента на извличане на никела и кобалта в сернокиселия разтвор. Следващото обработване на пулпа в анодното пространство на електролизна клетка, където Fe²⁺ се окислява до Fe³⁺, осигурява по-пълно протичане на хидролизата на ферийоните и съответно по-пълно очистване на разтвора от желязо при по-ниски стойности на pH, което от своя страна намалява вероятността от хидролиза на част от никела и увеличаване на степента на неговото извличане.66558 The formation of the crystal lattice of magnetite and other iron and magnesium minerals, which facilitates the penetration of the sulfuric acid solution into the minerals, accelerates the desorption of nickel and cobalt from these minerals and their dissolution in the sulfuric acid solution. As a result, the degree of extraction of nickel and cobalt in the sulfuric acid solution increases. Subsequent treatment of the pulp in the anode space of the electrolysis cell, where Fe ²⁺ is oxidized to Fe ³⁺ , provides a more complete hydrolysis of ferrions and, accordingly, more complete purification of the iron solution at lower pH values, which in turn, it reduces the probability of hydrolysis of part of the nickel and increases the degree of its extraction.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention

Преработваният охрен нонтронитов серпентинит с обща формула (Na,K,Ca)Fe₂[(Si,AI)₄O_|0] (ОН)₂пН₂О съдържа Fe₃O₄ 36,68% и SiO₂ 35,84%, ниска концентрация на Mg₀ - 6.26%, и ниска концентрация на полезни компоненти: Ni - 0,712 % и Co - 0,034%, които заместват желязото в структурата на минерала. Средното съдържание на Fe е 29,6 %.The processed ocher nontronite serpentinite with general formula (Na, K, Ca) Fe ₂ [(Si, AI) ₄ O _{| 0} ] (OH) ₂ pH ₂ O contains Fe ₃ O ₄ 36.68% and SiO ₂ 35.84% , low concentration of Mg ₀ - 6.26%, and low concentration of useful components: Ni - 0.712% and Co - 0.034%, which replace iron in the structure of the mineral. The average Fe content is 29.6%.

Рудата се подлага на смилане и към фракция -0,080 mm се подава вода в съотношение теч.:тв. = 4:1. Сместа се разпулпира и към получения пулп се добавя сярна киселина до концентрация 50-250 g/1.The ore is subjected to grinding and water is supplied to the fraction -0,080 mm in the ratio liquid: tv. = 4: 1. The mixture was pulverized and sulfuric acid was added to the resulting pulp to a concentration of 50-250 g / l.

Обработването на пулпа се осъществява в електролизна клетка с катод от олово или неръждаема стомана или титан или неблагороден метал с покритие от платина. Анодът може да е от олово или неблагороден метал с покритие от платина.The processing of the pulp is carried out in an electrolytic cell with a cathode of lead or stainless steel or titanium or base metal with a platinum coating. The anode can be lead or base metal with a platinum coating.

При един вариант на изпълнение анодното и катодното пространство са разделени с мембрана от филтърно платно. Пулпът от окислена руда и сернокисел разтвор с концентрация на сярна киселина от 50 до 250 g/Ι се подава в катодното пространство на електролизната клетка и се обработва при атмосферно налягане в продължение на 2-4 h при температура 55-85°С, постоянно разбъркване и поддържане на редукционно-окислителен потенциал от 200 до 300 mV, осигуряващ редуцирането на Fe³⁺ от съдържащия се в рудата Fe₂O₃ до Fe²⁺. Анодната и катодната плътност на тока е от 200 до 600 А/m² и напрежението на клетката е от 4 до 7,5 V. При електрохимичната редукция на Fe³⁺ до Fe²⁺ се нарушава структурата на кристалната решетка на магнетита и другите железни и магнезиеви минерали. В резултат се ускорява процесът на разтваряне на никела и кобалта в сернокиселия разтвор и се увеличава степента на извличане на тези метали. В сернокиселия разтвор преминава и желязото.In one embodiment, the anode and cathode spaces are separated by a membrane of filter cloth. The pulp of oxidized ore and sulfuric acid solution with a concentration of sulfuric acid from 50 to 250 g / Ι is fed into the cathode space of the electrolysis cell and treated at atmospheric pressure for 2-4 hours at a temperature of 55-85 ° C, stirring and maintaining a reduction-oxidation potential of 200 to 300 mV, ensuring the reduction of Fe ³⁺ _{from the Fe 2} O ₃ contained in the ore to Fe ²⁺ . The anode and cathode current densities are from 200 to 600 A / m ² and the cell voltage is from 4 to 7.5 V. The electrochemical reduction of Fe ³⁺ to Fe ²⁺ disrupts the structure of the crystal lattice of magnetite and other iron. and magnesium minerals. As a result, the process of dissolving nickel and cobalt in the sulfuric acid solution is accelerated and the rate of extraction of these metals is increased. Iron also passes into the sulfuric acid solution.

При използване на мембрана за разделяне на катодното от анодното пространство не е необходимо специално регулиране на водните нива за предотвратяване на проникването им от едната камера в другата.When using a membrane to separate the cathode from the anode space, no special adjustment of the water levels is necessary to prevent their penetration from one chamber to the other.

При друг предпочитан вариант на изпълнение на изобретението се използва електролизна клетка, в която анодното и катодното пространство са отделени с непроницаема преграда и електрическата верига се затваря през солеви мост. Обработването на пулпа от окислена руда и сернокисел разтвор с концентрация на сярна киселина от 50 до 250 g/Ι се провежда в катодното пространство на електролизна клетка в продължение на 2-4 h при температура 55 85°С, непрекъснато разбъркване и поддържане на редукционно-окислителен потенциал от 200 до 300 mV, осигуряващ редуцирането на Fe³⁺ от съдържащия се в рудата Fe₂O₃ до Fe²⁺. Анодната и катодната плътност на тока е от 10 до 20 А/ т² и напрежението на клетката е от 10 до 20 V. При тази обработка в катодното пространство на електролизната клетка Fe³⁺ се редуцира до Fe²⁺. В резултат в разтвора преминават желязото, никелът и кобалтът. Обработеният в катодното пространство пулп се подава в анодното пространство на електролизната клетка, където Fe²⁺се окислява до Fe³⁺.In another preferred embodiment of the invention, an electrolysis cell is used in which the anode and cathode spaces are separated by an impermeable barrier and the electrical circuit is closed via a salt bridge. The treatment of the pulp from oxidized ore and sulfuric acid solution with a concentration of sulfuric acid from 50 to 250 g / Ι is carried out in the cathode space of an electrolysis cell for 2-4 h at a temperature of 55 85 ° C, stirring constantly and maintaining a reduction oxidation potential from 200 to 300 mV, ensuring the reduction of Fe ³⁺ _{from the Fe 2} O ₃ contained in the ore to Fe ²⁺ . The anode and cathode current densities are from 10 to 20 A / t ² and the cell voltage is from 10 to 20 V. In this treatment in the cathode space of the electrolysis cell Fe ³⁺ is reduced to Fe ²⁺ . As a result, iron, nickel and cobalt pass into the solution. The cathode-treated pulp is fed into the anode space of the electrolysis cell, where Fe ²⁺ is oxidized to Fe ³⁺ .

И при двата варианта на изпълнение на изобретението процесът на разтваряне на никела и кобалта се извършва в редукционна среда, създадена в катодното пространство на електролизна клетка чрез поддържане на редукционноокислителен потенциал в границите 200-300 mV, а анодното пространство е запълнено с порция пулп, който вече е обработен в катодното пространство на електролизната клетка. В началото на процеса, когато в катодното пространство на електролизната клетка се обработва първата порция пулп от сернокисел разтвор и окислена руда, анодното пространство е запълнено със сернокисел разтвор със същата концентрация на сярна киселина, както в катодното простран3In both embodiments of the invention, the process of dissolving nickel and cobalt is performed in a reduction medium created in the cathode space of an electrolysis cell by maintaining a reduction oxidation potential in the range of 200-300 mV, and the anode space is filled with a portion of pulp, which has already been processed in the cathode space of the electrolysis cell. At the beginning of the process, when the first portion of the pulp of sulfuric acid solution and oxidized ore is processed in the cathode space of the electrolysis cell, the anode space is filled with sulfuric acid solution with the same concentration of sulfuric acid as in the cathode space3

66558 Bl ство. След това анодната камера и катодната камера се зареждат едновременно с пулп: в анодната камера се прехвърля вече обработена в катодната камера порция пулп, а катодната камера се зарежда с нова порция пулп. Двата процеса - разтваряне и окисление, се извършват едновременно в една електролизна клетка. Така, електролизната клетка работи при режим, при който процесът на обработване на порция пулп 1 о в катодното пространство за редуциране на Fe³⁺до Fe²⁺ и разтваряне на никела и кобалта се извършва едновременно с процеса на окисление на Fe²⁺ до Fe³⁺ в анодното пространство, в което се намира порция пулп, който вече е обработен в $ катодното пространство. Така при преминаване на разтвор от едната камера в другата се предотвратява разреждане на разтворите.66558 Bl stvo. The anode chamber and the cathode chamber are then charged simultaneously with the pulp: a portion of pulp already processed in the cathode chamber is transferred to the anode chamber, and the cathode chamber is loaded with a new portion of pulp. The two processes - dissolution and oxidation, take place simultaneously in one electrolysis cell. Thus, the electrolysis cell operates in a mode in which the process of processing a portion of pulp 1 o in the cathode space to reduce Fe ³⁺ to Fe ²⁺ and dissolve nickel and cobalt is performed simultaneously with the oxidation process of Fe ²⁺ to Fe ³⁺ in the anode space, which contains a portion of pulp that has already been processed in the $ cathode space. Thus, when a solution passes from one chamber to another, dilution of the solutions is prevented.

Изведеният от анодното пространство пулп 2θ се нагрява до температура 75-85°С и към него се добавя амоняк в количество, стехиометрично на съдържанието на желязо и свободната сярна киселина. В резултат се утаява основното количество желязо и се неутрализира свободната 25 сярна киселина.The pulp 2θ removed from the anode space is heated to a temperature of 75-85 ° C and ammonia is added to it in an amount stoichiometrically of the content of iron and free sulfuric acid. As a result, the main amount of iron precipitates and the free 25 sulfuric acid is neutralized.

След разделяне на течната от твърда фаза количеството на желязото в получения разтвор е до 2-3 g/Ι. От разтвора се извличат никел и кобалт чрез конвенционални методи като йонообменна екстракция, течна екстракция, утаяване, кристализация.After separating the liquid from the solid phase, the amount of iron in the resulting solution is up to 2-3 g / Ι. Nickel and cobalt are extracted from the solution by conventional methods such as ion exchange extraction, liquid extraction, precipitation, crystallization.

Степента на извличане на никела е 90-92 % и на кобалта 80-86 % при преработване на много 35 бедни на никел и кобалт окислени руди.The recovery rate of nickel is 90-92% and of cobalt 80-86% in the processing of many 35 nickel- and cobalt-poor oxidized ores.

Методът съгласно изобретението се пояснява със следните конкретни примери, които не го ограничават.The method according to the invention is illustrated by the following specific examples, which do not limit it.

Пример 1. Методът съгласно изобретението се използва за преработване на окислена никело ва руда, съдържаща нонтронитови серпентинити, хлорит и магнетит, Рудата съдържа никел 0,74%, желязо35-38%, кобалт0,051 %, магнезий 1,95%, алуминий 1,29%. Никелът не е представен от собствени минерали, а замества двувалентното 45 желязо в посочените минерали.Example 1. The method according to the invention is used for processing oxidized nickel ore containing nontronite serpentinites, chlorite and magnetite. The ore contains nickel 0.74%, iron35-38%, cobalt0.051%, magnesium 1.95%, aluminum 1 , 29%. Nickel is not represented by its own minerals, but replaces the divalent 45 iron in these minerals.

Рудата се подлага на смилане и към фракция -0.080 mm се подава вода в съотношение теч.:тв. = 4:1. След разпулпиране се добавя сярна киселина до концентрация 250 g/1.The ore is subjected to grinding and water is fed to the fraction -0.080 mm in the ratio liquid: TV. = 4: 1. After spraying, sulfuric acid is added to a concentration of 250 g / l.

Обработването на пулпа се осъществява в електролизна клетка с катод от неръждаема стомана и анод олово, които са с еднаква площ.The processing of the pulp is carried out in an electrolysis cell with a stainless steel cathode and a lead anode, which have the same area.

Катодното пространство и анодно пространство са разделени с мембрана от филтърно платно.The cathode space and the anode space are separated by a membrane of filter cloth.

Порция пулп се подава в катодното пространство на електролизната клетка, а анодното пространство се зарежда с вече обработена в катодното пространство порция пулп. Обработването на двете порции пулп се извършва едновременно в продължение на 4 h при температура 60°С и при непрекъснато разбъркване. Катодната и анодна плътност на тока е 400 А/m² и напрежение на клетката е 7,5 V. При тези условия в катодното пространство на електролизната клетка се създава редукционна среда и се поддържа редукционно-окислителен потенциал от 250 до 300 mV. В резултат под въздействието на електрически ток Fe³⁺ се редуцира до Fe²⁺ и в разтвора преминават желязото, никелът и кобалтът. Едновременно с това в анодното пространство, в което е заредена порция вече обработен в катодното пространство пулп, Fe²⁺ се окислява до Fe³⁺. След провеждане на горните процеси порцията пулп се извежда от анодното пространство извън електролизната клетка, обработената в катодното пространство порция пулп се прехвърля с помпа в анодното пространство и катодното пространство се зарежда с нова порция пулп от руда и сернокисел разтвор.A portion of pulp is fed into the cathode space of the electrolysis cell, and the anode space is charged with a portion of pulp already treated in the cathode space. The treatment of both portions of pulp is carried out simultaneously for 4 hours at a temperature of 60 ° C and with continuous stirring. The cathode and anode current densities are 400 A / m ² and the cell voltage is 7.5 V. Under these conditions, a reduction medium is created in the cathode space of the electrolysis cell and a reduction-oxidation potential of 250 to 300 mV is maintained. As a result, under the influence of an electric current, Fe ³⁺ is reduced to Fe ²⁺ and iron, nickel and cobalt pass into the solution. At the same time, in the anode space, in which a portion of pulp already processed in the cathode space is loaded, Fe ²⁺ is oxidized to Fe ³⁺ . After carrying out the above processes, the portion of pulp is removed from the anode space outside the electrolysis cell, the portion of pulp treated in the cathode space is pumped into the anode space and the cathode space is charged with a new portion of ore and sulfuric acid solution.

Резултатите от химичен анализ показват следното. След филтруване католитът съдържа никел 1.2 g/Ι; желязо 24 g/Ι; твърдият остатък съдържа никел 0,15 % и желязо 13,5 %. След филтруване анолитът съдържа никел 1,15 g/Ι и желязо 23 g/Ι; твърдият остатък съдържа никел 0,15% и желязо 14,2%. Тези данни показват, че в анодното пространство не се променя състава на пулпа, а само се окислява вече разтвореното желязо.The results of chemical analysis show the following. After filtration, the catholyte contains nickel 1.2 g / Ι; iron 24 g / Ι; the solid residue contains 0.15% nickel and 13.5% iron. After filtration, the anolyte contains 1.15 g / ке of nickel and 23 g / ни of iron; the solid residue contains nickel 0.15% and iron 14.2%. These data show that the composition of the pulp in the anode space does not change, but only the already dissolved iron is oxidized.

Разходът на енергия е 11600 киловатчаса (kW h) за тон никел.The energy consumption is 11,600 kilowatt hours (kW h) per ton of nickel.

След извеждане на пулпа от анодното пространство на електролизната клетка се провежда етап на утаяване на разтвореното желязо. Пулпът се нагрявало температура 80°С и се подава 25 % разтвор на амоняк за утаяване на разтвореното желязо и неутрализация на свободната сярна киселина. След разделяне на течната от твърда фаза чрез филтрация разтворът съдържа никел 1,05 g/Ι, кобалт 0,1 g/Ι, желязо 2,7 g/Ι, магнезий 0,480 g/Ι, алуминий 0,081 g/Ι. Твърдият остатък съдър4After removing the pulp from the anode space of the electrolysis cell, a stage of precipitation of the dissolved iron is carried out. The pulp was heated to 80 ° C and 25% ammonia solution was added to precipitate the dissolved iron and neutralize the free sulfuric acid. After separation of the liquid from the solid phase by filtration, the solution contains Nickel 1.05 g / Ι, cobalt 0.1 g / Ι, iron 2.7 g / Ι, magnesium 0.480 g / Ι, aluminum 0.081 g / Ι. The solid residue contains4

66558 Bl жа никел 0,116 % и кобалт 0,0076 %. Степента на извличане на никела е 92 % и на кобалта 85 %.66558 Bl is nickel 0.116% and cobalt 0.0076%. The degree of extraction of nickel is 92% and of cobalt 85%.

Загубата на първоначалната маса на рудата е от 30 до 60 %.The loss of the initial mass of the ore is from 30 to 60%.

Разтворът се подлага на тристепенна екстракция с LIX84-1. Предварително се коригира pH до 2,8-3,2. Набогатеният екстрагент се регенерира в две степени с разтвор на сярна киселина.The solution was subjected to a three-step extraction with LIX84-1. The pH is pre-adjusted to 2.8-3.2. The enriched extractant is regenerated in two steps with a solution of sulfuric acid.

Пример 2. Методът съгласно изобретението се използва за преработване на окислена никелова руда, съдържащи нонтронитови серпентинити, хлорит и магнетит. Съдържанието на никел е 0,74%, желязо 35-38%, кобалт 0,051%, магнезий 1,95%, алуминий 1,29%. Никелът не е представен от собствени минерали, а замества двувалентното желязо в посочените минерали.Example 2 The process according to the invention is used for the processing of oxidized nickel ore containing nontronite serpentinites, chlorite and magnetite. The content of nickel is 0.74%, iron 35-38%, cobalt 0.051%, magnesium 1.95%, aluminum 1.29%. Nickel is not represented by its own minerals, but replaces the ferrous iron in these minerals.

Рудата се подлага на смилане и към фракция -0,080 mm се подава вода в съотношение теч.:тв. = 4:1. След разпулпиране се добавя сярна киселина до концентрация 250 g/1.The ore is subjected to grinding and water is supplied to the fraction -0,080 mm in the ratio liquid: tv. = 4: 1. After spraying, sulfuric acid is added to a concentration of 250 g / l.

Обработването на пулпа се осъществява в електролизна клетка с катод олово и анод олово, които са с еднаква площ. Катодното пространство и анодно пространство са разделени с непроницаема мембрана и електрическата връзка се осъществява през течен солеви мост с високо съпротивление.The pulp is processed in an electrolysis cell with a lead cathode and a lead anode, which have the same area. The cathode space and the anode space are separated by an impermeable membrane and the electrical connection is made through a liquid salt bridge with high resistance.

Порция пулп се подава в катодното пространство на електролизната клетка, а анодното пространство се зарежда с вече обработена в катодното пространство порция пулп. Обработването на двете порции пулп се извършва едновременно в продължение на 4 h при температура 60°С и при непрекъснато разбъркване. Катодната и анодна плътност на тока е 16 А/m² и напрежение на клетката е 19 V. При тези условия в катодното пространство на електролизната клетка се създава редукционна среда и се поддържа редукционно-окислителен потенциал от 250 до 270 mV. В резултат под въздействието на електрически ток Fe³⁺ се редуцирало Fe²⁺ и в разтвора преминават желязото, никелът и кобалтът. Едновременно с това в анодното пространство, в което е заредена порция вече обработен в катодното пространство пулп, Fe²+ се окислявало Fe³⁺. След провеждане на горните процеси порцията пулп се извежда от анодното пространство извън електролизната клетка, обработената в катодното пространство порция пулп се прехвърля с помпа в анодното пространство и катодното пространство се за10 режда с нова порция пулп от руда и сернокисел разтвор.A portion of pulp is fed into the cathode space of the electrolysis cell, and the anode space is charged with a portion of pulp already treated in the cathode space. The treatment of both portions of pulp is carried out simultaneously for 4 hours at a temperature of 60 ° C and with continuous stirring. The cathode and anode current densities are 16 A / m ² and the cell voltage is 19 V. Under these conditions, a reduction medium is created in the cathode space of the electrolysis cell and a reduction-oxidation potential of 250 to 270 mV is maintained. As a result, under the influence of an electric current, Fe ³⁺ reduced Fe ²⁺ and iron, nickel and cobalt passed into the solution. At the same time, in the anode space, in which a portion of pulp already processed in the cathode space is loaded, Fe ² + is oxidized by Fe ³⁺ . After carrying out the above processes, the pulp portion is removed from the anode space outside the electrolysis cell, the pulp portion treated in the cathode space is pumped into the anode space and the cathode space is charged with a new portion of ore and sulfuric acid pulp solution.

Разходът на енергия е 7600 kW h за тон никел.The energy consumption is 7600 kW h per ton of nickel.

Изведеният от анодното пространство пулп се подгрява до температура 80°С и към него се подава 25% разтвор на амоняк. След филтрация разтворът съдържа никел 0,98 g/Ι, кобалт 0,1 g/Ι, желязо 2,5 g/Ι, магнезий 0,300 g/Ι, алуминий 0,05 g/1.The pulp removed from the anode space is heated to a temperature of 80 ° C and a 25% ammonia solution is fed to it. After filtration, the solution contains nickel 0.98 g / Ι, cobalt 0.1 g / Ι, iron 2.5 g / Ι, magnesium 0.300 g / Ι, aluminum 0.05 g / l.

Степента на извличане на никела е 87 % и на кобалта 81 %.The recovery rate of nickel is 87% and of cobalt 81%.

Разтворът се подлага на тристепенна екстракция с LIX84-I за извличане на никела и кобалта, като предварително се коригира pH до 2,8-3,2. Набогатеният екстрагент се регенерира в две степени с разтвор на сярна киселина.The solution was subjected to a three-step extraction with LIX84-I to recover nickel and cobalt, pre-adjusting the pH to 2.8-3.2. The enriched extractant is regenerated in two steps with a solution of sulfuric acid.

Пример 3. Методът съгласно изобретението се използва за преработване на окислена никелова руда, съдържаща нонтронитови серпентинити, хлорит и магнетит. Съдържанието на никел е 0,74%, желязо 35-38%, кобалт 0,051% магнезий 1,95%, алуминий 1,29%. Никелът не е представен от собствени минерали, а замества двувалентното желязо в посочените минерали.Example 3 The process according to the invention is used for the processing of oxidized nickel ore containing nontronite serpentinites, chlorite and magnetite. The content of nickel is 0.74%, iron 35-38%, cobalt 0.051% magnesium 1.95%, aluminum 1.29%. Nickel is not represented by its own minerals, but replaces the ferrous iron in these minerals.

Рудата се подлага на смилане и към фракция -0,080 mm се подава вода в съотношение теч.:тв. = 4:1. След разпулпиране се добавя сярна киселина до концентрация 150 g/1.The ore is subjected to grinding and water is supplied to the fraction -0,080 mm in the ratio liquid: tv. = 4: 1. After spraying, sulfuric acid is added to a concentration of 150 g / l.

Използва се електролизна клетка с катод олово и анод олово, които са с еднаква площ. Катодното пространство и анодно пространство са разделени с непроницаема мембрана и електрическата връзка се осъществява през течен солеви мост с високо съпротивление.An electrolysis cell with lead cathode and lead anode, which have the same area, is used. The cathode space and the anode space are separated by an impermeable membrane and the electrical connection is made through a liquid salt bridge with high resistance.

Порция пулп се подава в катодното пространство на електролизната клетка, а анодното пространство се зарежда с вече обработена в катодното пространство порция пулп. Обработването на двете порции пулп се извършва едновременно в продължение на 4 h при температура 60°С и при непрекъснато разбъркване. Катодната и анодна плътност на тока е 4 А/m² и напрежение на клетката е 10,2 V. При тези условия в катодното пространство на електролизната клетка се създава редукционна среда и се поддържа редукционно-окислителен потенциал от 220 до 250 mV. В резултат под Fe³⁺ се редуцира до Fe²⁺ и в разтвора преминават желязото, никелът и кобалтът. Едновременно с това в анодното пространство, в което е заредена порция вечеA portion of pulp is fed into the cathode space of the electrolysis cell, and the anode space is charged with a portion of pulp already treated in the cathode space. The treatment of both portions of pulp is carried out simultaneously for 4 hours at a temperature of 60 ° C and with continuous stirring. The cathode and anode current density is 4 A / m ² and the cell voltage is 10.2 V. Under these conditions, a reduction medium is created in the cathode space of the electrolysis cell and a reduction-oxidation potential of 220 to 250 mV is maintained. As a result, below Fe ^{3+ it} is reduced to Fe ²⁺ and iron, nickel and cobalt pass into the solution. At the same time in the anode space, in which a portion is already loaded

66558 Bl обработен в катодното пространство пулп, Fe²⁺се окислявало Fe³⁺. След провеждане на горните процеси порцията пулп се извежда от анодното пространство извън електролизната клетка, обработената в катодното пространство порция пулп се прехвърля с помпа в анодното пространство и катодното пространство се зарежда със свежа порция пулп от руда и сернокисел разтвор.66558 B1 treated in the cathode space pulp, Fe ²⁺ was oxidized by Fe ³⁺ . After carrying out the above processes, the portion of the pulp is removed from the anode space outside the electrolysis cell, the portion of the pulp treated in the cathode space is pumped into the anode space and the cathode space is charged with a fresh portion of ore and sulfuric acid solution.

Разходът на енергия в този пример е 1940 kW h за тон никел.The energy consumption in this example is 1940 kW h per ton of nickel.

Резултатите от химичен анализ показват следното. След филтруване католитът съдържа никел 1,2 g/Ι и желязо 23 g/Ι; твърдият остатък съдържа никел 0,06 % и желязо 17,5 %. След филтруване анолитът съдържа никел 1,2 g/Ι и желязо 23 g/Ι; твърдият остатък съдържа никел 0,06 % и желязо 17,6 %. Тези данни показват, че в анодното пространство не се променя състава на пулпа, а само се окислява вече разтвореното желязо.The results of chemical analysis show the following. After filtration, the catholyte contains nickel 1.2 g / Ι and iron 23 g / Ι; the solid residue contains 0.06% nickel and 17.5% iron. After filtration, the anolyte contains nickel 1.2 g / Ι and iron 23 g / Ι; the solid residue contains 0.06% nickel and 17.6% iron. These data show that the composition of the pulp in the anode space does not change, but only the already dissolved iron is oxidized.

Изведеният от анодното пространство пулп се нагрява до температура 80°С и към него се подава 25% разтвор на амоняк. След филтрация разтворът съдържа никел 1,14 g/Ι, желязо 2,8 g/1, магнезий 0,390 g/Ι, кобалт 0,1 g/1.The pulp removed from the anode space is heated to a temperature of 80 ° C and a 25% ammonia solution is fed to it. After filtration, the solution contains nickel 1.14 g / l, iron 2.8 g / l, magnesium 0.390 g / l, cobalt 0.1 g / l.

Степента на извличане на никела е 96 % и на кобалта 86 %.The recovery rate of nickel is 96% and of cobalt 86%.

Разтворът се подлага на тристепенна екстракция с LIX84-I за извличане на никела и кобалта при условия, описани в Пример 1.The solution was subjected to a three-step extraction with LIX84-I to recover nickel and cobalt under the conditions described in Example 1.

При използването на солеви мост разходът на енергия е много нисък. Освен това камерите имат по-голям работен обем поради липса на мембрана, което дава възможност за по-добро разбъркване на пулпа в камерите.When using a salt bridge, energy consumption is very low. In addition, the chambers have a larger working volume due to the lack of a membrane, which allows for better mixing of the pulp in the chambers.

Claims

Patent claims

1. Electrochemical method for the extraction of nickel and cobalt from oxidized ores, comprising treating a pulp of ore and sulfuric acid solution in the cathode space of an electrolysis cell to reduce ferric ions (Fe ³⁺ ) from the Fe ₂ O ₃ contained in the ore to ferroions (Fe ²⁺ ), in which iron, nickel and cobalt pass into the sulfuric acid solution, characterized in that the pulp of ore and sulfuric acid solution has a concentration of 50 to 250 g / l, and the treatment of the pulp in the cathode space of electrolysis cell is performed at a temperature of 55 to 85 ° C and maintaining a reduction-oxidation potential of 200 to 300 mV, as the pulp treated in the cathode space is fed into the anode space of the electrolysis cell, where ferroions (Fe ²⁺ ) are oxidized to ferrions (Fe ³⁺ ), after which the pulp is removed from the anode space of the electrolysis cell and ammonia is added to it to precipitate iron and neutralize free sulfuric acid, sulfuric acid solution p is separated from the solid residue and nickel and cobalt are extracted from the solution.

Method according to claim 1, characterized in that the cathode space is charged with a portion of pulp of sulfuric acid solution and ore, and the anode space is charged with a portion of pulp already processed in the cathode space and during the operation of the electrolysis cell the process of Fe reduction ³⁺ to Fe ²⁺ in the cathode space and the oxidation process of Fe ²⁺ to Fe ³⁺ in the anode space are performed simultaneously.

Method according to claims 1 and 2, characterized in that the anode space and the cathode space of the electrolysis cell are separated by a membrane.

Method according to claims 1 and 2, characterized in that the anode and cathode spaces of the electrolysis bath are separated by an impermeable barrier and the electrical circuit is closed via a salt bridge.