DE1175440B

DE1175440B - Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus Loesungen

Info

Publication number: DE1175440B
Application number: DED42774A
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut Junghanss; Dr Guenter Henrich; Dr Hans Joachim Rabben
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-10-18
Filing date: 1963-10-18
Publication date: 1964-08-06
Also published as: FI43124B; FI43124C; BE654408A

Description

Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus Lösungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus wäßrigen Lösungen. insbesondere solchen, die neben Kobaltsalzen noch weitere Schwermetallsalze enthalten.
Derartige Lösungen fallen beispielsweise bei der Laugung chlorierend gerösteter Kiesabbrände an und enthalten die Chloride und Sulfate von Kupfer. Edelmetallen, Eisen, Kobalt, Nickel, Zink und anderen Metallen in unterschiedlichen und wechselnden Konzentrationen. Die Aufarbeitung dieser Laugen auf die in ihnen enthaltenen Wertträger besteht in einer Folge von Verfahrensschritten, bei denen üblicherweise zunächst Kupfer und Edelmetalle durch Zementation mit unedlen Metallen, z. B. Eisen oder Zink, anschließend Eisen durch Oxydation zur dreiwertigen Stufe und Fällung als Hydroxid aus der Lösung abgeschieden werden. Es hinterbleiben Restlaugen, die wertvolle Mengen an Kobalt, Nickel und Zink neben geringeren Mengen anderer Schwermetalle, z. B. Kadmium, Thallium u. a., enthalten, Es ist bekannt, das zweiwertige Kobalt aus diesen Restlaugen dadurch zu gewinnen, daß man da: Metall durch gleichzeitige Zugabe eines Oxydations-und eines Fällungsmittels in einer einzigen Reaktionsbütte als wasserunlösliches Kobalt(111)-hydroxid abscheidet. Als Oxydationsmittel kommen praktisch nur elementares Chlor oder Salze der unterchlorigen Säure, z. B. Natrium- oder Calciumhypochlorit, in Frage. Als Fällungsmittel verwendet man Alkali-oder Erdalkalihydroxide oder -carbonate sowie Schwermetallhydroxide, z. B. Zinkhydroxid.
Ein wesentlicher Mangel dieser bekannten Verfahrensweise ist die sehr unvollkommene Ausnutzung des Oxydationsmittels für die Kobaltoxydation. Dic Ursache hierfür ist der Ablauf einer Konkurrenzreaktion, und zwar die Zersetzung der unterchlorigen Säure bzw. des Hypochloritions unter Abscheidung von Sauerstoff, die je nach dem pH-Wert nach der Gleichung

2 HOCI 2 H+ + 2 Cl- + 02 (l)

bzw.

2 0C1- 2 Cl- + 02 (2)

verläuft. Beide Reaktionen werden durch Co(OH)3 katalysiert. Der entwickelte, molekulare Sauerstoff ist auf Grund seines geringen Oxydationspotentials nicht in der Lage, zweiwertiges Kobalt zu dreiwertigem zu oxydieren, so daß das ihm äquivalente eingesetzte Chlor somit einen Verlustposten des Verfahrens darstellt. Es ist für diese unv(,llkommene Ausnutzung des Oxydationsmittels von geringer Bedeutung, ob man von Hypochloriten oder von elementarem Chlor ausgeht, da beide über das Hydrolysegleichgewicht des Chlors C12 + H20 E ' H+ + Cl- + HOCI (3) miteinander verknüpft sind und somit die parasitären Reaktionen (1) bzw. (2) auch bei Verwendung von Chlor auftreten. Auf Grund dieser Verhältnisse waren daher bisher für die Oxydation des Kobalts stets überstöchiometrische Mengen an Oxydationsmittel aufzuwenden, die je nach der Verfahrensweise bis zum 10fachen des stöchiometrischen Bedarfs betragen konnten.
Es wurde nun gefunden, daß man den beschriebenen Nachteil vermeiden und den Oxydationsmittelbedarf entscheidend vermindern kann, wenn man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oxydation und die Fällung des Kobalts stufenweise in mehreren, vorzugsweise drei bis vier, hintereinandergeschalteten Reaktoren vornimmt, in die man jeweils unterstöchiometrische Mengen des Oxydationsmittels, z. B. 50 bis 95%, vorzugsweise 80 bis 90%, bezogen auf die im jeweiligen Reaktor herrschende, mittlere Kobalt(11)-ionenkonzentration, sowie eine zur Aufrechterhaltung des jeweils günstigsten FällungspH-Wertes, z. B. bei drei Reaktoren 3,2 bis 3,5 bzw. 3,5 bis 3,8 bzw. 3,8 bis 4,0, erforderliche FäIImittelmenge zudosiert. Folgerichtig verzichtet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus wirtschaftlichen Gründen auf eine restlose Ausfällung des Kobalts, so daß die behandelte Lauge die letzte Reaktionsstufe mit einer bestimmten Kobaltrestkonzentration von beispielsweise 0,01 bis 0,05 g;/1 verläßt. Bei weitergehender Ausfällung übersteigt der erforderliche Oxydationsmitteleinsatz kostenmäßig den erzielten Mehrgewinn an Kobalt. Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen. vor Zugabe des Oxydationsmittels durch Zugabe von Fällmittel in einer Vorbütte den pH-Wert der Lösung dicht unter dem während der Oxydation im ersten Reaktor aufrechterhaltenen Wert einzustellen und Oxydation und Fällung bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 60 bis 80°C, durchzuführen. Es ist günstig, die Suspension während der Reaktion intensiv zu rühren und zur möglichst raschen und gleichmäßigen Verteilung Oxydations- und Fällmittel in feinstverteilter Form, getrennt oder gemeinsam über einen Intensiv-Begasungsrührer, zuzudosieren. Die Reaktion wird zweckmäßig kontinuierlich durchgeführt und kann in der Weise automatisiert werden, daß in jeder einzelnen Stufe die Fällmittelzugabe vom pH-Wert der Suspension und die Zugabe des Oxydationsmittels von der z. B. photometrisch gemessenen Kobalt(II)-ionenkonzentration der Lösung vor dem Eintritt in den jeweiligen Reaktor gesteuert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der erforderliche Oxydationsmitteleinsatz, der früher bis zum 10fachen des stöchiometrischen Bedarfs betragen konnte, auf das 1,2- bis 1,5fache gesenkt und damit eine erhebliche Kostenersparnis des gesamten Verfahrens erzielt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus wäßrigen Lösungen, die neben Kobalt auch noch andere Schwermetallsalze enthalten, durch Oxydation mit Chlor und/oder Hypochloriten und Fällung mit einem Fällmittel, z. B. Alkali-, Erdalkali- oder Zinkhydroxid, d a d u r c h g ^ -kennzeichnet, daß man Oxydation und Fällung des Kobalts stufenweise in mehreren, vorzugsweise drei bis vier, hintereinandergeschalteten Reaktoren vornimmt, in die man jeweils unterstöchiometrische Mengen des Oxydationsmittels, z. B. 50 bis 950%, vorzugsweise 80 bis 90%, bezogen auf die im jeweiligen Reaktor herrschende mittlere- Kobalt(II)-ionenkonzentration, sowie eine ur Aufrechterhaltung des jeweils günstigsten Fällungs-pH-Wertes, z. B. bei drei Reaktoren 3,2 bis 3,5 bzw. 3,5 bis 3,8 bzw. 3,8 bis 4,0, erforderliche Fällmittelmenge zudosiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausfällung des Kobalts bis zu einer Endkonzentration von 0,01 bis 0,05 g/1, vorzugsweise 0,02 bis 0,03 g/1, vornimmt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Vorbütte einen um 0,2 bis 0,3 Einheiten unter dem Fällungs-pH des ersten Reaktors liegenden pH-Wert einstellt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Oxydation und Fällung bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 60 bis 80°C, vornimmt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Oxydations-und Fällmittel in feinstverteilter Form z. B. über einen kombinierten Verteilungsrührer in die Lösung einbringt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren kontinuierlich und vollautomatisch in der Weise durchführt, daß die Fällmittelzugabe vom pH-Wert und die Oxydationsmittelzugabe von der Kobalt(II)-ionenkonzentration der Lösung vor dem Eintritt in den jeweiligen Reaktor gesteuert werden.