CS216471B1 - Způsob dělení niklu a mědi z amoniakálního výluhu kapalinovou extrakcí za podmínek zlepšené selektivní reextrakce - Google Patents

Description

Vynález se týká separace niklu a mědi z amoniakálního výluhu, připraveného hydrometalurgicky ze surovin, obsahujících společně nikl a mě3, cestou kapalinové extrakce, za účelem získání čistého niklu a čisté mědi a řeší problém koncentrace a dávkování kyseliny ve vodném roztoku, použitém ke smísení s organickou fází, do které nikl a mě3 přecházejí z amoniakálního výluhu v průběhu procesu v průmyslovém provozu.

U surovin, které obsahují společně nikl a mě3 a které se hydrometalurgicky zpracovávají za účelem získání čistých složek těchto kovů amoniakálním loužením, přechází nikl a mě3 do výluhu, který se dále zpracovává vyvářením. Přitom dochází k vyloučení solí, obsahujících společně nikl a mě3. Tyto sole se rozpouštějí v roztoku vhodné kyseliny, kupř. kyseliny sírové, přičemž dojde ke zvýšení hodnoty pH roztoxu na mez, při které mě3 vypadává ve formě hydratovaných kysličníků, zatímco nikl zůstává v roztoku. MěS z kysličníků a nikl z roztoku se dále získávají známými postupy elektrolýzou a řadou rafinací.

Další metodou zpracování amoniakálního výluhu, který obsahuje společně nikl a mě3, je kapalinová extrakce, kterou lze nahradit vyvařování a další návázné operace běžného způsobu. Tato kapalinová extrakce spočívá v tom, že amoniakální výluh se

216 471

216 471 v reaktoru smísí s chelátotvorným extrakčním činidlem, kupř. hydroxioximového typu, tzv. organickou fézí, přičemž nikl a mě3 společně přecházejí do organické fáze vzhledem k tomu, že amoniakální výluh vykazuje hodnotu pH cca 9. Z této organické fáze se nikl odstraní tím, že tato fáze se smísí s vodným roztokem anorganické kyseliny, kupř. kyseliny sírové, v takové koncentraci, při které dojde pouze k přechodu niklu do vodného roztoku kyseliny ve formě sole niklu, ale nikoliv k přechodu mědi, která zůstává v organické fázi. Tato koncentrace se stanoví stechimetrickým výpočtem tak, aby veškerá kyselina byla spotřebována na tvorbu příslušné niklové sole a žádné nezůstala volná. Zároveň však musí vodný roztok obsahovat takové množství kyseliny, aby žádný nikl nezůstal v organické fázi. Toto stanovaní správné koncentrace kyseliny je mimořádně obtížné a vyžadovalo by kontinuelní analytickou kontrolu, která v průmyslovém provozu je prakticky neproveditelná. Kromě toho při snižujícím se obsahu niklu v organické fázi a ubývání kyseliny ve vodném roztoku dochází k výraznému zpomalení průběhu reextrakce, což v kontinuelním průběhu rovněž nepříznivě ovlivňuje možnost stanovení a udržení správné koncentrace kyseliny a její kontroly a brání průmyslovému využití této jinak výhodné technologie.

Tento nedostatek je odstraněn způsobem dělení niklu a mědi z amoniakálního Výluhu kapalinovou extrakcí za podmínek zlepšené selektivní reextrakce podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po smísení amoniakálního výluhu, obsahujícího společně nikl a měň ε chelátotvorného extrakčního činidla, tj. organické fáze a po přechodu niklu a mědi do této fáze se větší část organické fáze, obsahující nikl a jnš3, smísí s vodným roztokem anorganické kyseliny, kupř. kyseliny sírové, která v tomto roztoku bude v mírném přebytku, při kterém konečná hodnota pH roztoku bude v rozmezí 0,5 až 2,5, takže dojde k úplnému přechodu niklu a zároveň pro přebytek kyseliny k přechodu malé části mědi do vodného roztoku kyseliny, vesměs ve formě solí niklu a mědi. Ve vodném roztoku niklové sole a zbytkové mědi zůstane i část volné kyseliny. V organické fázi zůstane převážná část mědi. Po úplném přechodu niklu do vodného roztoku kyseliny se organická fáze, obsahující převážnou část mědi, oddělí usazením, ježto organická fáze, obsahující mě3, se nemísí s vodným roztokem, ve kterém je nikl a zbytková měň ve formě sole a smísí se s vodným roztokem kyseliny v koncentraci, při které dojde k úplnému přechodu mědi do vodného roztoku ve formě sole mědi a která se dále zpracuje známým postupem k získání čisté mědi. Tím zároveň dojde k regeneraci organické fáze. Menší část organická fáze, obsahující nikl a měň, se smísí s vodným roztokem kyseliny, obsahujícím nikl a zbytkovou mě3 ve formě solí a malé množství volné kyseliny tak, aby pH vodného roztoku dostoupilo hodnoty 3 až 5. Nikl přitom přejde až na malý zbytek ve formě sole niklu do vodného roztoku a zároveň dojde k neutralizaci vodné kyseliny. Vodný roztok niklové sole a zbytkové Cu sole, jehož hodnoto pH činí 3 až 5, se smísí s regenerovanou organickou fézí. Při uvedené hodnotě pH roztoku dojde k přechodu mědi do organické

216 471 fáze a vodný roztok se solí niklu se dále zpracuje známým postupem k získání čistého niklu. Regenerovaná organické fáze, do které přešla měď z roztoku, se přivádí v uzavřeném okruhu do reaktoru, do nějž je veden amoniakální výluh. Do reaktoru se rovněž vrací část organické fáze, obsahující měď a zbytek niklu, která zůstane po neutralizaci volné kyseliny v roztoku solí niklu a zbytkové mědi.

Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že umožňuje zpracování surovin, které obsahují přibližně stejná množství niklu a mědi a které dosud nebyly zpracovávány, kupř. hlubokomořské konkrece, přičemž jsou získávány čisté roztoky solí niklu a mědi, které nevyžadují další rafinace ani násobné filtrování sraženin niklu a mědi, nezbytné v běžném procesu, ani jejich přepracování. Přitom jde o proces- jednoduchý, kontinuální, který probíhá v uzavřeném okruhu a umožňuje oddělené získávání čistého niklu a mědi při vysoké efektivnosti. Mimoto tím dochází k výraznému zkrácení doby procesu, tudíž ke zvýšení produktivity výroby a ke snížení spotřeby materiálu a energie. Kontrola průběhu je snadnou a odpadá vcelá řada operací nezbytných při běžném způsobu. Zárovetl umožňuje výhodný způsob kapalinové extrakce v průmyslovém měřítku.

Schéma průběhu procesu je obecně znázorněno na obr. 1, konkrétní průběh dle dále uvedeného příkladu je schematicky znázorněn na obr. 2.

Na obr. 1 v první operaci, označené jako společné extrakce Cu a Ni, dochází ke smísení chelátotvarného extrakčního činidla s amoniakálním roztokem, obsahujícím Cu a Ni. Dojde k extrakci převážné části Cu . a Ni z amoniakálního roztoku do chelátotvorného extrakčního činidla. Amoniakální roztok, zbavený Cu a Ni, se oddělí usazením k jinému použití. Chelátotvorné extrakční činidlo, nasycené mědí a niklem, se dělí na hlavní proud a vedlejší větev. Hlavní proud se v ěásti označené jako reextrakce Ni smísí s vodným roztokem anorganické kyseliny, přičemž dojde k úplnému přechodu niklu a malé části mědi do vodného roztoku kyseliny, který se od hlavního proudu opět oddělí usazením. Hlavní proud, zbavený niklu, ale s převážnou částí mědi, postupuje dále k části označené jako reextrakce Cu, kde se opět smísí s vodným roztokem kyseliny. Dojde k úplnému přechodu mědi do vodného roztoku, který se znovu oddělí usazením od hlavního proudu, jenž v podstatě představuje regenerované chelátotvorné činidlo, vedené dále do části označené jako rafinace Ni elektrolytu od Cu. Vedlejší větev se v části označené neutralizace Ni elektrolytu smísí s vodným roztokem kyseliny, který obsahuje veškerý nikl a malou část mědi a který byl oddělen od hlavního proudu v části označené reextrakce Ni. Dojde k přechodu niklu do tohoto vodného roztoku kyseliny a zároveň k neutralizaci volné kyseliny. Vodný roztok, obsahující Ni a malou část Cu, se oddělí usazením od vedlejší větve, která obsahuje část Ni a veškerou Cu a v části označené rafinace Ni elektrolytu od Cu se smísí s regenerovaným chelátotvorným činidlem hlavního proudu, přičemž dojde k přechodu Cu do tohoto činidla. Chelátotvorné činidlo a Cu se znovu oddělí od vodného roztoku s Ni a vrací se

216 471 do procesu po spojení s vedlejší větví, obsahující část Ni a veškerou Cu a která ae oddělila v části označené neutralizace Ni elektrolytu od vodného roztoku obsahujícího

Ni o malou část Cu, takže proces se dále opakuje v uzavřeném okruhu.

Příklad

Amoniakální výluh, obsahující 1,92 g Cu/l a 2,8 g Ni/l, byl kontinuálně přiváděn do reaktoru, do kterého bylo zároveň přiváděno ehelátotvarné extrakční činidlo hydroxioximového typu, zředěné petrolejem v poměru 200 g činidla na 1 1 petroleje. Poměr amoniakálního výluhu niklu a mědi k organické fázi byl 1 : 1. Po extrakci v reaktoru organická fáze obsahovala 3 g Ni/l a 3 g Cu/l. Z toho 80 % hmotnostních organické fáze bylo odváděno na reextrakcl niklu, 20 % na neutralizaci volné kyseliny ve vodném roztoku solí niklu a zbytkové mědi. Organické fáze, odváděná na reextrakcl niklu, byla smísena s vodným roztokem kyseliny sírové o koncentraci 24 g HgSO^/l litr roztoku a to v poměru 1 dílu vodného roztoku kyseliny na 4 díly organické fáze. Po reextrakcl niklu vodný roztok solí obsahoval mimo nikl též 0,4 g Cu/l, ovšem ve formě příslušné sole a dále malé množství volné kyseliny sírové. Tato volná kyselina byla neutralizována přidáním menší části organické fáze, obsahující nikl a měň. Přitom pff v roztoku solí niklu a zbytkové mědi dostoupilo hodnoty 4. Po smísení s regenerovanou organickou fází klesl obsah mědi v roztoku solí na 0,0004 g/l. Z organické fáze po reextrakcl niklu byla měň separována smísením s vodným roztokem kyseliny sírové o koncentraci 150 g H₂SO^ na 1 litr roztoku. Reextrakce mědi probíhala při poměru 5 dílů organické fáze na 1 díl vodného roztoku kyseliny sírové.

Tímto postupem byl získán vodný roztok solí niklu v hmotnostním poměru Ni : Cu 100 000 : 1 a vodný roztok Cu solí v hmotnostním poměru Cu : Ni 1000 : 1, tedy byly získány roztoky solí, v nichž byl prakticky obsažen čistý nikl a čistá měň. Konkrétní průběh je promítnut ve schematickém obr, 2. Roztoky byly dále zpracovány známým způsobem, tedy elektrolýzou a získány čistý nikl a čistá měň.

Claims (2)

PfiEDMÉT VYNÁLEZU

1. Způsob dělení niklu a mědi z amoniakálního výluhu kapalinovou extrakcí za podmínek zlepšené selektivní reextrakce a v němž jsou obsaženy společně nikl a mě3, vyznačený tím, že větší část organické fáze, obsahující nikl a mě3 se smísí s vodným roztokem anorganické kyseliny, kupř. kyseliny sírové, v přebytku, při kterém konečná hodnota pH roztoku bude v rozmezí 0,5 až 2,5, přičemž dojde k úplnému přechodu niklu a malé části mědi do vodného roztoku kyseliny ve formě solí niklu a mědi a zbyde malé množství volné kyseliny, zatímco převážná část mědi zůstane v organické fázi, která se oddělí a dále zpracuje znáním postupem k získání čisté mědi, a menší část organické fáze, obsahující nikl a měS, se smísí s vodným roztokem kyseliny, obsahujícím sůl niklu, zbytkovou mě3 a malé množství volné kyseliny, až pH vodného roztoku dostoupí hodnoty 3 až 5 a nikl přejde až na malý zbytek ve farmě sole niklu do vodného roztoku, čímž zároveň dojde k neutralizaci volné kyseliny.

2. Způsob dle bodu 1, vyznačený tím, že vodný roztok, obsahující nikl a zbytkovou mě3 s hodnotou pH 3 až 5, se smísí β organickou fází, která byla regenerována smísením oddělené organické fáze, obsahující převážnou část mědi, s vodným roztokem kyseliny v koncentraci, při které dojde k úplnému přechodu mědi do organické fáze a vodný roztok sole niklu se dále zpracuje známým postupem k získání čistého niklu.