CS199533B2 - Process for removing iron and cobalt from partly refined nickel matte - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování železa a kobaltu z částečně rafinovaného nikklového kamínku.

Odstranění železa a kobaltu z niklového kamínku, vyrobeného . metalurgickou cestou, se dosud provádělo .pyrometalurgickým, chemickým nebo . elektrochemickým způsobem.

Pyrometalurgický . způsob spočívá v tom, že se odstraňování železa z kamínku provádí v Bessemerově konvertoru, do kterého se vhání vzduch a vstřikuje kyselina křemičitá, načež se provede odstranění kobaltu rovněž vháněním vzduchu při recirkulaci strusky, která je bohatá na stržený nikl. Nevýhodou tohoto způsobu je jednak nedostatečná selektivita kyslíku vůči kobaltu a niklu, což vyvolává značné strhávání niklu do strusky, jednak irreversibilní ztráta kobaltu .přechodem do strusky, ze . které jej nelze hospodárně získat zpět. .Kromě toho takto realizovaný způsob . čištění niklového . kamínku značně komplikuje způsob výroby niklového kamínku a zvyšuje výrobní náklady. Zušlečhtěný niklový kamínek získaný tímto způsobem se pak praží k získání kysličníku nikélnatého, který ' se dále redukuje k získání čistého niklu v elementární formě.

Cílem výše uvedeného známého elektrochemického ' a .chemického způsobu . čištění niklového kamínku (vychází se z . částečně zušlechtěného kamínku, který se skládá například ze . 76 °/o niklu, 2 % kobaltu a 2 až 3% železa] ' je vyrobit kovový nikl s . čistotou alespoň 99,9 °/o při . odstranění kobaltu . ve snadno zhodnotitelné . formě, kterou ' je ' buď hydroxid kobaltitý, nebo některá . ' ze . solí . kobaltu.

Při těchto způsobech se oddělení železa,.niklu a kobaltu provádí ve. vodném roztoků . nikelnaté soli (ve vodném . roztoku síranu '. nikelnatého nebo. chloridu . ' nikélnatého. anebo ' nejčastěji ve vodném roztoku . směsi . . síranu a chloridu nikélnatého] . klasickými oxidačními a . hydroxylačními postupy, . přičemž . se železo získá v trojmocné . formě .a kobalt rovněž . v trojmocné formě. Pro výrobu kovového niklu a . odstranění kobaltu je . . při . těchto způsobech . - zapotřebí kompletního .. chemického nebo elektrochemického zařízení, která nejsou za nynějších ekonomických. podmínek rentabilní. .

Předmětem . vynálezu je způsob odstraňování železa a kobaltu z částečně .rafinovaného niklového kamínku, jehož podstata .. spočívá v tom, že se na niklový .kamínek v .roz. taveném stavu působí bezvodým . .chloridem nikelnatým . při ·. teplotě 900 . až 1000 °C, načež se . po dekantaci získá . . ve spodní. části lázně niklový kamínek zbavený železa a ..kobaltu.

Při . způsobu podle vynálezu se niklový ka199533 mínek v roztaveném stavu s výhodou s bezvodým chloridem nikelnatým míchá mechanicky nebo vháněním inertního plynu, jakým je například dusík nebo argon, do taveniny.

S výhodou se na niklový kamínek v roztaveném stavu při způsobu podle vynálezu působí rovněž chloridem alkalického kovu, kterým je s - výhodou chlorid draselný.

Při působení bezvodého chloridu nikelnatého na niklový kamínek se sirník kobaltnatý a sirník železnatý selektivně rozkládají chloridem nikelnatým za vzniku chloridu kobaltnatého a chloridu železnatého. Za účelem izolace takto- vzniklého chloridu kobaltnatého a chloridu železnatého se k reakční směsi s výhodou přidává rbzpoustědlo chloridu . kobaltnatého a chloridu železnatého, kterým je chlorid alkalického kovu a který zabraňuje vývoji plynných zplodin a umožňuje izolaci chloru i uvedených kovů.

V následujícím stupni se provádí - oddělení zušlechtěného niklového kamínku od uvedených chloridů na základě rozdílu mezi jejich hustotami, což má tu výhodu, že se oddělení uvedených - chloridů a niklového kamínku snadno dosáhne v- zařízení, kterého se používá i pro odlévání nebo granulaci - uvedených látek.

Při rekuperaci kobaltu a vyloučení železa způsobem podle vynálezu -se vodný roztok rékuperovatelných složek získá bezprostředně po nalití - - oddělených - chloridů do vody, což je oproti chemickému nebo elektrochemickému způsobu čištění niklového kamínku výhodné vzhledem k -tomu, že se uvedený roztok získá přímo. U chemického způsobu je třeba provést mezi tavením kamínku - a získáním - roztoku - ještě následující ' -operace: odlévání kamínku, drcení kamínku a jeho vyluhování. - U elektrochemického způsobu je třeba mezi roztavením niklového ' kamínku a získáním vodného roztoku provést zase - tyto operace: nanesení kamínku na anodu, převedení anody do elektrolytické vany a elektrolýzu.

Regenerace chloridu nikelnatého jednak za účelem izolace železa - a kobaltu, jednak za účelem recirkulace - čistého chloridu nikelnatého - zpět - do procesu čištění niklového kamínku se provádí o sobě- známými chemickými metodami.

Způsob podle vynálezu umožňuje jednoduchým postupem zhodnocení kobaltu, obsaženého v niklovém kamínku - jako -původní nečistota, ve formě hydroxidu kobaltitého, který se - vyloučí při - regeneraci - chloridu nikelnatého. - - U dosud - známých zušlechťovacích pyrometalurgických postupů je izolace kobaltu, strženého do strusky, ekonomicky velmi - nevýhodná u chemických postupů se - dosahuje izolace kobaltu teprve po celém sledu dostatečných - operací.

Další důležitou výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že při jeho provádění lze použít malých a jednoduchých výrobních jednotek, které jsou vybaveny pouze zařízením pro roztavení - niklového kamínku, zařízením pro roztavení uvedeného niklového kamínku - s chloridem nikelnatým a zařízením pro regeneraci použitého chloridu nikelnatého. Takovýto způsob čištění - niklového kamínku přináší oproti ostatním dosud známým postupům výhodu, která spočívá v tom, že tento způsob umožňuje vyčištění jak zušlechtěného, tak i nezušlechtěného niklového kamínku, a - to - za použití stávajícího zařízení.

Na připojeném obrázku je zobrazeno blokové schéma způsobu -podle vynálezu.

Po - roztavení - znečištěného niklového kamínku 18 v tavícím stupni 1 teplem 19 se roztavený niklový -kamínek vede do -směšovacího - stupně 2, ve kterém se smísí - s chloridem nikelnatým 5. Rezultující tavenina se vede do separačního stupně 3, ve kterém dojde k oddělení čistého niklového kamínku, který se potom vede do formulačního stupně 4, kde - se roztavený niklový kamínek formuluje, s výhodou do tvaru granulátu, a dále do pražícího stupně 17.

Druhou složkou, oddělenou v separačním stupni 3, jsou -chloridy 7 [chlorid nikelnatý, chlorid železnatý a chlorid - kobaltitý); tyto chloridy se vedou do rozpouštěcího stupně 8, kde dochází k jejich rozpuštění přiváděnou vodou 20. Získaný vodný roztok se potom vede do stupně 9 odstranění železa, ve kterém dojde k vyloučení hydroxidu železitého - 21 - působením - s výhodou uhličitanu nikelnatéhQ 15. Vodný roztok se dále vede do stupně 10 odstranění kobaltu, ve kterém dojde k vyloučení hydroxidu kobaltitého 22 působením s výhodou hydroxidu niklitéiho- 16.

Vyčištěná frakce, tvořená chloridem nikelnatým 11, se potom zahustí v koncentračním stupni 12 párou 23 a nechá - vykrystalizovat v krystalizačním stupni 13. Po vysušení- získaných krystalů - chloridu nikelnatého v sušicím stupni 24 se vysušený chlorid nikelnatý vede do zásobního stupně- 6, odikud se pak dávkuje opět do směšovacího stupně 2. V přípravném stupni 14 se provádí výroba síranu nikelnatého nebo chloridu nikelnatého, tvořících - základ pro výrobu chloridu nikelnatého 5, uhličitanu nikelnatého 15 a hydroxidu niklitého 16.

Za účelem bližšího - objasnění způsobu podle vynálezu je v - následující části -popisu uveden příklad provedení způsobu- podle vynálezu.

Příklad

Znečištěný niklový kamínek má následující složení: .

Ni 72,25 hmot. %

Fe 1,7(^ hmot. °/o

Co - 1190 hm‘ot. %

S 24,09' hmot. -%

Stanoví-li se obsah niklu ze - 100 - hmotnostních dílů, potom - na - , těchto 100 - hmotnostních dílů niklu - připadá 2,43 hmotnost199533 ního dílu železa a. 2,62 hmotnostního dílu kobaltu. Kamínek se zavede do tavící pece, vyhřáté na teplotu 900 až 1000 °C. Roztavený niklový kamínek se potom vypustí do pánve pro smíšení niklového kamínku s roz- > taveným, chloridem nikelnatým. Chlorid nikelnatý · obsahuje na 100 hmotnostních dílů niklu 0,46 hmotnostního dílu kobaltu. Poměr množství zpracovávaného niklového kamínku a množství přidaného chloridu hlkelnatého je roven 100/26,28 (100 hmotnostních dílů niklu na 26,28 hmotnostního dílu bezvodého chloridu nikelnatého s obsahem 25 hmotnostních procent niklu).

Směs roztaveného niklového kamínku s roztaveným chloridem nikelnatým se míchá po dobu 15 minut; během této doby proběhne rozklad sirníku kobaltnatého a sirníku železnatého podle následujících chemických rovnic:

CoS+NiClh—>CcCC+NiS

FeS-|-NiC12—>FeC]ite+NiS.

Obsah niklu v niklovém kamínku se takto zvýší a analýza vzorku tímto způsobem zpracovaného niklového kamínku dává následující výsledky:

Ni 75,99 hmot. %

Fe 0,02 hmot. %

Co 0,:12 hmot. % a

S 23,87 hmot. %

Určíme-li obsah niklu rovný 10 0''hmotnostním dílům, potom výše uvedeným způsobem zpracovaný niklový kamínek obsahuje 0,026 hmotnostního dílu železa a 0,157 hmotnostního dílu kobaltu.

Na 100· hmotnostních dílů niklu obsažených v použitém chloridu nikelnatém připadá 13 · hmotnostních dílů železa a 17 hmotnostních .dílů kobaltu. Tento znečištěný chlorid nikelnatý se uvede do vodného roztoku . v nádrži, vybavené míchadlem. Podíl vody činí 5,21 litru na 1 kg niklu · obsaženého v roztaveném chloridu.

Claims (3)

PŘEDMĚT

1. Způsob odstraňování železa a kobaltu z částečně rafinovaného niklového kamínku, vyznačený tím, že · se na niklový kamínek v roztaveném stavu působí bezvodým chloridem nikelnatým při teplotě 900 až 1000 °C, načež se po dekantaci získá ve spodní části lázně niklový kamínek zbavený železa · a kobaltu.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím,

Tento roztok se potom čistí dvěma postupy; první · z nich slouží k odstranění železa a druhý k odstranění kobaltu.

Odstranění železa se provádí oxidací dvojmocného železa. na trojmocné železo chlornanem · draselným

2Fe--+KOC1+2H+—42Fe⁺- -—KC1--H2O a hydrolýzou trojmocného železa uhličitanem nikelnatým:

3 NiCo3-|-2 FeCls—>Fez( СОз )з+,3 NiClz

Množství uhličitanu nikelnatého (s obsahem 13 hmot. % niklu) činí 75 kg na 100 kg niklu, zpracovávaného ve znečištěném . chloridu. Analýza chloridu nikelnatého po odstranění · železa poskytuje následující výsledky:

Ni .1(01 hmot. dllů

Fe Ό

Co 14,4 hmot, dílu

Sraženina výše uvedené sloučeniny železa se odfiltruje za použití kalolisu, přičemž se získá zpět .0,86 kg železa na 1 kg zpracovávaného niklu.

Odstranění kobaltu se provádí .působením hydroxidu níklitého podle následující reakce:

CoC12-|-Ni [ OH )з—»Co (OH )3+NiC12.

Množství přiváděného hydroxidu niklitého činí 1,05 .kg (hydroxid niklitý · obsahuje 16 hmot. % niklu) na · 1 ' kg zpracovávaného niklu.

Sraženina hydroxidu kobaltitého se odfiltruje za použití · kalolisu. Hydroxid kobaltitý obsahuje · 14,4 · kg kobaltu na 100 kg zpracovávaného niklu, přičemž se na 1 hmotnostní díl niklu strhuje 5 hmot, dílů kobaltu.

Crstý roztok chloridu nikelnatého se potom koncentruje, -nechá vykrystalizovat · v kontinuální odstředivce a dále suší.

VYNALEZU že se niklový kamínek · v roztaveném · stavu míchá · s bezvodým chloridem nikelnatým mechanicky nebo vháněním inertního plynu, například , dusíku nebo · argonu, do taveniny.

3. Způsob podle - bodu 1· vyznačený tím · že se na niklový kamínek · v roztaveném sta;· ·vu působí rovněž chloridem · alkalického kovu, například chloridem draselným.