DE1119241B

DE1119241B - Verfahren zur selektiven Abtrennung des Nickels aus waessrigen kobalthaltigen Sulfat- oder Chloridloesungen

Info

Publication number: DE1119241B
Application number: DES60915A
Authority: DE
Original assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Current assignee: Societe Generale Metallurgique de Hoboken SA
Priority date: 1957-12-18
Filing date: 1958-12-10
Publication date: 1961-12-14

Description

Verfahren zur selektiven Abtrennung des Nickels aus wäßrigen kobalthaltigen Sulfat- oder Chloridlösungen Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur selektiven Abtrennung des Nickels aus wäßrigen kobalthaltigen Sulfat- oder Chloridlösungen, die bis zu 50 Teile Nickel auf 100 Teile Kobalt enthalten.
Es ist an sich bekannt, z. B. aus älteren Patenten, Nickel selektiv aus solchen Lösungen durch die kombinierte Wirkung von elementarem Schwefel oder eines Sulfids und eines feinverteilten Metalls im lrberschuß, wie Eisen oder Kobalt, auszufällen.
Diese Arbeitsweise ist jedoch insofern nachteilig, als die nach dem Abfiltrieren des nickelreichen Niederschlags anfallende Lösung durch Fremdmetalle verunreinigt ist, wodurch die weitere Aufarbeitung der Lösung erschwert wird.
Erfindungsgemäß werden nun besonders nickelreiche Sulfidniederschläge erhalten, ohne daß die vorstehend angeführten Schwierigkeiten auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslösung außer einer S.-bildenden Substanz zwecks Einstellung des pH-Wertes auf 3 bis 6,8 noch ein Alkali-, Ammon- oder Kobalthydroxyd zugesetzt und daß anschließend bei 80 bis 115° C und einem Druck von 3 bis 50 at Wasserstoff eingeleitet wird.
Die Verwendung von Wasserstoff bietet den Vorteil, daß in die Ausgangslösung keine zusätzlichen Metalle eingeführt werden und daß außerdem die benötigte Menge des Reduktionsmittels einfach kontrolliert und geregelt werden kann. Auch erfolgt die Bildung eines nickelhaltigen Sulfids mit besonders hoher Selektivität, da Nickel edler als Kobalt ist und da erfindungsgemäß der pH-Wert der Reaktionslösung durch den Zusatz der Hydroxyde im Bereich zwischen 3 und 6,8 gehalten wird, wodurch auch bei sehr kleinen Nickelkonzentrationen eine gleichzeitige Ausfällung von Kobalt weitgehend vermieden werden kann. Es ist allerdings im Rahmen der Erfindung von großer Bedeutung, daß ein pH-Wert von 3 nicht unterschritten wird, da sonst eine Umwandlung von freiem Schwefel in HZ S stattfinden kann, wodurch die Selektivität der Reaktion in Frage gestellt wird.
Das Verfahren ermöglicht die fast vollständige Abscheidung des Nickels aus kobalthaltigen Lösungen, z. B. bis zu einem Verhältnis von 0,02 Teilen Ni auf 100 Teile Co und sogar noch darunter. Das betreffende Hydroxyd kann der Reaktionslösung während des Einleitens von Wasserstoff fortlaufend oder absatzweise zugesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Menge des der Ausgangslösung vor oder während der Einleitung von H2 unter Druck zuzusetzenden Hydroxyds so gewählt, daß sie der Menge des Nickels, das ausgefällt werden soll, zuzüglich eines überschusses entsprechend der Menge des Kobalts, die unvermeidbar gleichzeitig mit dem Nickel ausfällt und je nach dem Verhältnis von Ni: Co in der Lösung schwankt, entspricht.

Die folgende Tabelle dient als Beispiel für die unter verschiedenen Bedingungen erfindungsgemäß erzielbaren Ergebnisse:

Verhältnis Verhältnis Ni: Co

Ni: Co in der Lösung, Verhältnis Ni: Co

in der Ausgangs- aus welcher Nickel in dem gebildeten

lösung abgetrennt Niederschlag

worden ist

50-100 10:100 20: 1

10:100 1:100 8:1

10:100 0,3:100 3:1

1:100 0,1:100 0,65:1

1:100 0,02: 100 0,30:-1

Der Schwefel, der als eine der Reaktionskomponenten verwendet wird, kann in der Form von Nag S, Na H S, (N H4)2 S, Ni S oder Co S und/oder in elementarer Form vorliegen.

Die Menge des nickelhaltigen Sulfids, z. B. eines gemischten Sulfids Ni S -I- Co S, welche mit Hilfe von Na2S aus einer ersten Fraktion der Ausgangslösung ausgefällt werden kann, liegt vorzugsweise zwischen 5 und 15 Mol auf 100 Mol Co in der Lösung.
Die Menge des vorzugsweise zu Beginn der Behandlung zugesetzten Schwefels soll ausreichen, um Nickel beispielsweise in zehn bis zwanzig aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen auszufällen. Ein derartig großer Überschuß ist jedoch nur erforderlich, falls das Nickel bis zu einem Verhältnis unter etwa 0,5 Ni: 100 Co abgetrennt werden soll.
Nach jeder Stufe der Nickelfällung wird der Niederschlag von der kobalthaltigen Lösung durch Dekantieren oder Filtrieren abgetrennt und vorzugsweise als Reaktionskomponente für einen neuen Anteil der kobalthaltigen Ausgangslösung zusammen mit der erforderlichen Zugabe von Alkali wieder verwendet.
Diese Maßnahme wird wiederholt, bis der Sulfidniederschlag an Ni und Co gesättigt ist und durch frische S2 bildende Komponente ersetzt werden muß.
Der Rückstand wird für die Gewinnung des darin enthaltenen Ni und Co aufgearbeitet. Dies kann beispielsweise in an sich bekannter Weise durch Auflösen des Rückstandes in einer Säure oder durch Rösten und Auslaugen oder durch Oxydation unter Druck oder durch Substitution von Cu++ erfolgen, wobei im letzterwähnten Fall der Sulfidrückstand als Komponente für die Abscheidung von Cu+= aus einer Lösung verwendet wird, wodurch ein Niederschlag von sulfidiertem Kupfer entsteht.
Wenn die Nickelabtrennung bei einem geringen H2 Druck von z. B. 3 bis 7 at durchgeführt werden soll, kann es vorteilhaft sein, die erste Arbeitsstufe des Zyklus bei einem höheren Druck, z. B. bei 35 at, durchzuführen, um die den Schwefel enthaltende Reaktionskomponente zu »aktivieren«, da sonst die Zeit, die für die erste Arbeitsstufe erforderlich ist, sich über mehrere Stunden erstrecken kann.
Die Aktivierung kann auch außerhalb des Reaktionsmediums unter Druck durchgeführt werden, beispielsweise durch Behandeln der Suspension des Schwefels mit Co in metallischer Form bei etwa 80 bis etwa 95° Co. Erst dann wird die Suspension als Reaktionskomponente für die Entfernung von Nickel zusammen mit H2 unter Druck verwendet. Beispielsweise werden für die Herabsetzung des Nickelgehaltes von einem Verhältnis von 1 Ni: 100 Co auf ein Verhältnis 0,02 Ni :100 Co unter verschiedenen Bedingungen die nachstehenden Reaktionszeiten benötigt: etwa 3 Stunden bei 90° C unter 7 at (Gesamtdruck), etwa 1 Stunde bei 105° C unter 7 at, 0,5 Stunden bei 115° C unter 7 at und weniger als 0,5 Stunde bei 105° C unter 35 at. Beispiel 5 g Na HS, 2,7g NaOH und 10 g Schwefelblumen werden zu 11 einer neutralen Ausgangslösung von Co und Ni-Sulfat zugesetzt, welche 30 g!1 Co und 0,3 g/1 Ni (Verhältnis Ni: Co =1:100) enthält.
Das Gemisch wird 30 Minuten lang mit H2 in einem Autoklav unter einem Gesamtdruck von 35 at bei 105° C behandelt. Die überstehende, von Nickel befreite Lösung, in welcher das Verhältnis Ni: Co auf 0,020: 100 herabgesetzt worden ist, wird dann durch Dekantieren abgetrennt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur selektiven Abtrennung des Nickels aus wäßrigän Sulfat- oder Chloridlösungen, die bis zu 50 Teile Ni auf 100 Teile Co enthalten, mittels elementaren Schwefels oder eines Sulfids unter Druck bei Temperaturen über 90° C in Gegenwart eines Reduktionsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslösung außer der S2 bildenden Verbindung zwecks Einstellung des pa-Wertes auf 3 bis 6,8 ein Alkali-, Ammon-oder Kobalthydroxyd zugesetzt und anschließend bei 80 bis 115°C und einem Druck von 3 bis 50 at Wasserstoff eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einleitens von Wasserstoff fortlaufend oder absatzweise ein Hydroxyd zugesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 830 838; USA.-Patentschriften Nr. 2 651562, 2 671712; britische Patentschriften Nr. 683 679, 767156, 769120.