DE1592264A1

DE1592264A1 - Verfahren zur Trennung von Cobalt und Nickel aus einer sauren Lauge

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Publication number: DE1592264A1
Application number: DE1966E0031888
Authority: DE
Inventors: Ritcey Gordon M; Ashbrook Allan W
Original assignee: Eldorado Mining and Refining Ltd
Current assignee: Eldorado Mining and Refining Ltd
Priority date: 1965-06-21
Filing date: 1966-06-16
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DE1592264B2; GB1141777A; US3399055A; BE682884A

Description

ELJX)BAJX) MINING AND EEiINING LIMITED, Ottawa, Ontario (Canada)

Verfahren zur Trennung von Cobalt und Nickel aus einer sauren Lauge

Die Erfindung besieht sieh auf die trennung von Cobalt und Nickel in einer sauren Lösung, in der diese Metalle gelöst sind, und insbesondere auf ein Verfahren, bei dem ein Alkali- oder Amoni insel s einer Organophoephors&ureverbindung als Lösungsmittel bsw, Bestandteil eines Lösungsmittel« in der Flüssig-flüssig-Trennung τοη Cobalt und Nickel aus sauren Lösungen verwendet wird.

Xs sind Verfahren sur !Trennung τοη Cobalt und Nickel aus sauren Lösungen bekannt, bei denen Cobalt und Nickel enthaltende Xrse in eines Ofen re4**iert, die ealeimierten Xrse sur Extraktion des liekels uni. des Cobalts In einer sauren Lösung gelaugt und schließlich das Niekel und das

Π 0 9 Π Α 9 / U 8 5

BAD

1S92264

Cobalt aus der erhaltenen Lauge abgetrennt werden.

Es wurde nun gefunden, daß Cobalt und Nickel aus sauren Lösungen durch Flüssig-flüssig-Trennung selektiv extrahiert werden können. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine saure Lösung, die Cobalt und Nickel enthält, einer flüssig-flüssig Lösungsmittelextraktion mit einem Extraktionslösungsmittel unterworfen, das ein Alkalioder Amaoniumaalz einer Organophosphorsäure, gelöst in einem inerten organischen Lösungsmittel, umfaßt. Während der Extraktion wird die organische Phase mit Cobalt beladen, während das Nickel in dem Raffinat verbleibt.

Sie beiden Phasen werden dann getrennt und die organisch· Phas·, dl· das Cobalt enthält, wird gewaschen, um alt geführt· s oder okkludi«rtes Nickel tu entfernen. Nach dem Waschen wird das Cobalt durch Säurebehandlung aus der organischen Phas· herausgeflogen. Bas Nickel wird aus dem ursprünglichen Haffinat gewonnen oder «s kann nach der Entfernung von Cobalt durch irgendein· geeignet· Method·, s.B. Kristallisation, abgeschieden werden.

Sas Verfahren gemäS der Erfindung schafft «in· sehr •infach· und wirtschaftlich· Arbeit«weis· iur Gewinnung von Cobalt und liokel in sehr reinui lustaad umd in hoher Ausbeute aus Ilakel aad Malt aatbaltamaam 14 «magen«

IeI daa ayflalmgaffil au vawttattafia ssrtraktlomamittel haaialt es sioh iasDaaamaava «ι aim Alkali· ada*

0 0 9 8 4 9 / U Ä 5

Ammoniumsalz einer Organophosphorsäureverbindung der nachstehenden Formel

B 0

H-O-P-O ,

OH

in der E Alkyl-, lryl- oder Aralkylreste bedeuten und eine R-Gruppe aus Wasserstoff bestehen kann« Da die Verbindung im wesentlichen wasserunmischbar sein muß, sollte die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen in dem Molekül ausreichen, um die Verbindung praktisch unlöslich zu machen. Allgemein sollten mindestens 8 Kohlenstoff atome in jeder Η-Gruppe bzw· mindestens 12 Kohlenstoff atome in dem Phosphorsäuremol ekUl anwesend sein. Die Radikale B können mit mannigfaltigen Gruppen, z.B. Alkoxygruppen, Halogengruppen usw., substituiert sein und R kann gesättigten oder ungesättigten Charakter und/oder Heteroatome aufweisen, solange die Wirksamkeit der Verbindung zur Extraktion von Cobaltionen aus der wäßrigen Phase in die organische Phase nicht beeinträchtigt wird· Bs ist nur erforderlich, daß das organische Phosphat, zusätzlich zu seiner Extraktionswirkung, in organischen Lösungsmitteln löslich iat und genügend Kohlenstoff atome aufweist, um die Verbindung wasserunlöslich zu machen«

Als Beispiele für geeignete Verbindungen, dl« mit Vorteil bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wer-

009849/U85

den können, seien genannt: die Alkali- oder Ammoniumsalze von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure, Heptadecylphosphorsäure, Do de cylpho spho rsäure, Di-(1-methylheptyl)-pho sphorsäure, Diisooctylphosphorsäure, Di-(2-äthyl-4~methylpentyl^phosphorsäure , Di-(2-propyl-4-methylpentyl)-phosphorsäure, Octylphenylphosphorsäure, die Isooctyl- oder Stearylderivate von sauren Alkylphosphaten, und dergleichen· Ein besonders geeignetes Salz ist das Ammoniumsalz von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure· Im allgemeinen werden etwa 5 - 4-0 VoI.-% des Salzes verwendet·

Die Extraktion erfolgt normalerweise bei einem pH-Wert zwischen 5»0 und 6,5; dieser wird durch die Pufferwirkung geregelt, die eintritt, wenn die Metall- oder Ammoniumionen während der Extraktion von Cobalt aus dem Lösungsmittel in die wäßrige Phase übergehen· Wegen dieser Pufferwirkung kann die Beschickung einen so niedrigen pH-Wert wie 2 aufweisen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können mannigfaltige organische Lösungsmittel, in denen das Extraktionsmittel gelöst wird, verwendet werden· Jedoch muß das Lösungsmittel eine Reihe von Mindestanforderungen erfüllen, nämlich es muß im wesentlichen wasserunnischbar sein, te nuß das Sxtraktionsmittel lösen und es darf die Extraktion de· Cobalts aus wäßrigen Cobalt und Nickel enthaltenden Lösungen durch das Extraktionsreagens nicht behindern. Für eint Extraktion

009849/U85

bei erhöhten Temperaturen werden Lösungs- oder 7erdünnungs-Eiittel mit hohen Plaiampunkten verwendet. Bei diesen Lösungsmitteln kann es sich um aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Erdölderivate, Äther usw. sowie Gemische davon handeln« Als Beispiele für derartige Lösungsmittel seien Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Benzol, Chloroform, Ifethylenchlorid, 2-ithylhexanol und insbesondere Kerosin oder Naphtha genannt·

Es hat sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, ein Additiv in das Lösungsmittel oder das Gemisch aus Extraktionsund Lösungsmittel einzubringen, um eine Bildung von Emulsionen zu verhindern und die Phaaentronnung zu erleichtern· Stwa 3 - 5 # Tributylphosphat oder Ieodecanol sind für diesen Zweck besonders geeignet.

Die Cobalt und Nickel enthaltende wäßrige Lösung kann nach irgendeiner der bekannten Arbeitsweisen, wie sie bei LÖflungsmittel-Lößungamittel-Eitralctionen Anwendung finden, mit der Behandlungeflüeeigkeit aus Lösungsmittel und Xxtraktionsmittel in Berührung gebracht werden. Wenngleich kontinuierlich arbeitende Gregenstrommethoden bevorzugt werden, sind auch satzweise, kontinuierlich satsweise und satxweise mit Gegenstroa arbeitende Methoden brauchbar. Ss kann irgendeine geeignete !Einrichtung zum Inberührungbringen von iwei flüssigkeiten verwendet werden, s.B. eine Puleierkolonne (pulse column), ein· (togen&roa-Brehseheibenkolonne (countercurrent

009849/ UBS bad original

rotating diec column) u.dgl. Die Temperatur, bei der der Mischvorgang durchgeführt wird, ist nicht kritisch, zweckmäßig wird jedoch die Temperatur im Bereich von etwa 20 - 7O⁰O gehalten, je nach dem Siedepunkt des verwendeten Verdünnungsmittels· Betriebsuntersuchungen haben eine bessere Trennung bei höheren Temperaturen ergeben (vgl· Tabelle D).

Das Volumenverhältnis von organischer Phase zu wäßriger Phase kann in weiten Grenzen geändert werden, wobei das im Einzelfall günstigste Verhältnis leicht und ohne weiteres von einem Fachmann bestimmt werden kann. Das für irgendeine gegebene Extraktion im Einzelfall gewählte Verhältnis kann von dem Extraktionsmittel, dem Lösungs- oder Verdünnungsmittel und der Art der verwendeten Cobalt und Nickel enthaltenden Lösung sowie deren Konzentration, der angewendeten Mischmethode usw· abhängen« Gegenstrommethoden sind gewöhnlich vorzuziehen, wenn das Verhältnis der organischen Phase zu der wäßrigen Phase verhältnismäßig niedrig liegt« Bei BetriebsunterBuchungen, die in einer Pulslerkolonne durchgeführt wurden, hat sieh ein Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1/1 als sehr günstig erwiesen« Allgemein wird das Verhältnis so eingestellt, daS es eine Im wesentlichen vollständige Aufnahme des geseilten Cobalts in die organische Phase Mit gering βt»öglichen Verlusten an Cobalt an das laffinat gestattet.

laohdea das Oobalt in dl· organische Phase übergeführt

009849/1485 bad original

1 b 9 2 2 6 4 - 7 -

und die wäßrige und organische Phase voneinander getrennt worden sind, wird die organische Phase in eine Wascheinrichtung (scrubber) bekannter Ausbildung eingebracht. In dem Wäscher wird die Cobalt enthaltende organische Phase vorteilhaft mit einer Lösung gewaschen, die 10 - 100 g Cobalt je Liter als Sulfat oder Hitrat enthält und einen pH-Wert von 4,5-5.5 aufweist. Es ist auch möglich, das Nickel durch Waschen mit einer verdünnten Mineralsäurelösung (z.B. 0,6 η H₂SO^ oder HNO,) zu entfernen} dabei wird auch etwas Cobalt herausgeholt. Dieser Cobaltverlust kann durch ßückführung der Lösung in eine Extraktionsstufe zurückgewonnen werden.

Nach dem Waschen wird die Cobalt enthaltende organische Phase aus dem Wäscher zu einer Abstreif- oder Herauslosebehandlung geleitet, die in irgendeiner geeigneten Plüssig-Ilüssig-Kontakteinrichtung durchgeführt werden kann. In den Abstreifkreislauf wird die cobalthaltige organische Phase zweckmäßig^ - 30 vol.«# Mineralsäure, z.B. Schwefelsäure, Salpetersäure oder Salzsäure (oder einer etwa 0,5 - 5 η Mineralsäure) in Berührung gebracht, wobei die Wahl der Säure von dem gewünschten Cobaltsals abhängt.

Die cobalt- und rdckelhalfcige saure Lösung enthält normalerweise etwa 0,1 - 50 g/l Cobalt und etwa 0,1-50 g/l Nickel, während die erhaltene beladene organische Phase gewöhnlich etwa 5-25 g/l Cobalt und weniger als 0,1 g/l Nickel enthält. Nach dem Waschen enthält die organische Phase etwa

0093A9/U85 BADOWGiNAL

5-25 g/l Cobalt und weniger als 0,01 g/l Nickel.

Die saure Lösung wird durch Laugen des die Metalle enthaltenden Erzes mit einer Säure hergestellt. Es hat sich gezeigt, daß Salpetersäure oder Schwefelsäure für die Laugun<j3-stui'e am besten geeignet sind. Es ist zweckmäßig, den Gehalt der sauren Lösung an Verunreinigungen vor der Extraktion so gering wie möglich zu machen und dies kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. So können Elemente, wie Eisen, Kupfer, Arsen usw., aus der Laugungeflüssigkeit durch Arbeitsmethoden, wie pH-Einstellung Ausfällung und Filtration, entfernt werden.

Es ist besonders wichtig, Kupfer zu entfernen, da {jegliches in der Lösung anwesende Kupfer bevorzugt vor Cobalt extrahiert wird. Es wurde gefunden, daß durch Erhöhung des pH-Wertes der Lösung auf 5«3 nahezu die Gesamtmenge des Kupfers ausgefällt wird, so daß weniger als 0,01 % Kupfer in Lösung verbleiben.

Als Beispiel wurde das Verfahren gemäß der Erfindung zur Gewinnung von Cobalt und Nickel aus Erzen, die aus der Oobalt-Begion von Ontario stammten, angewendet. Ein typisches Erz hatte die nachstehend angegebene Analyse»

009849/U85 BADORiGlNAL

	Tabelle A	JL
Element	0,06
Ag	0,4-
Al
As	0,22
Bi	3,4
Oa	10,6
Co	0,11
Ou	7,10
Fe	0,7
Mg	5,36
Ni	1,3
Si	0,6
S	ώά wird anhand der :
Le Erfirulii

weiter veranschaulicht, sie ist jedoch nicht auf diese Aus» führungsformen beschränkt·

Beispiel 1

(a) Es wurde eine Laugungelctaung durch Säurelaugung eines Erzes der in der vorstehenden Tabelle k beschriebenen Art hergestellt« Sie Konzentrationen der nach Entfernung τοη Kupfer, Eieen und Arsen in Lösung befindlichen Metalle ist abhängig τοη dem Veststoff/flüssigkeite-Verhältnis bei der Laugung und der angewandten Methode sur Entfernung τοη Kupfer, Eieen und Arsen aus der Laugungelöeung. Bei den nachstehenden Untersuchungen wurden vier BeechiokungalÖsungen

009849/1485

der folgenden Zusammensetzungen verwendet:

	1	Cobalt k/1	Nickel	Eisen g/i	Arsen k/1
Beschickung	2	12,2	14,0	0,058	2,8
Beschickung	3	11,7	13,4	0,010	1,1
Beschickung	4	12,1	14,1	0,044	1,1
Beschickung	11,7	13,3	0,017	0,4

(b) Weiter wurde ein Extraktionslösungsmittel hergestellt, indem «tie Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure zu einer Naphtha (Shell 140 flash naphtha), die 5 Vol.-% Tributylphosphat tnthielt, zugesetzt wurde« Bas Lösungsmittel wurde dann mit HagöO^-Lösung in Berührung gebracht, um in dem Lösungsmittel das Natriumsalz der Säure zu bilden·

(c) Es wurde eine Ätlhe von Extraktionen durchgeführt, bei dtnen verschiedene LaugungslÖeungtn und Extraktionslöeungtn als wäßrige bzw. organisch· Phasen verwendet wurden. Bei diesen Untersuchungen war die Veränderliche die. Menge des in der organischen Beschickung anwesenden Natriumsalzes von Di-(2-äthylhtxyl)-phosphorsäure· Die Extraktionen wurden bei pH-Werten von ^ - 6 und einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1:1 durchgeführt· Sit Ergebnisse sind la dtr n*chetth«nd«n Tab#11· B suiaaatngtfaßt:

BAD ORIGINAL

009849/U&5

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Tabelle B

ExtraktionslÖ sunc	Beschik- Extrakt	5,5	Eaifinat	g/l Hi	Gleichge
VoJ.-% d. KkSaI ζ es von Di-(2-ätliyl- Ii exyl) -pho spho r- säure	kunpr g/1 Co Hi	5,5	Co	13,0	wichts pH
15	10,1	6,4	9,5	12,3	5,5
20	12,9	9,2	8,5	11,6	5,5
50	19,5	3,5	6,2	9,7	5,6
40	24,0	5,7 6,5	4,4	12,0	5,7
15	10,4	8,9	9,2	12,3 11,5	5,0
20 50 ·	15,0 2 19,0	5,3	8,0 5,8	9,5	5,2 5,5
40	25,5	5,1	4,1	13,8	5,7
15	11,4	5,6	10,2	12,8	5,4
20	12,1 3 16,5	6,4	8,8	7,4	5,4
50	21,0	3,9	7,0	10,3	5,4
40	10,1	5,4	5,2	12,1	5,5
15	12,6 4	6,3	8,4	11,6	5,6
20	18,5	8,8	7,6	10,9	5,6
30	22,0	L 2	5,5	8,8	5,6
40	Beispiel	3,6		5,7

Sa wurde weiterhin eine fieihe von Versuchen durchgeführt, um die maximale Cobalt- und Nickelbeladung τοη verschiedenen ExtraktionslÖeung^»ittein zu bestimmen· Dies· Ixtraktions-

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BAD ORiQINAL

lösungsmittel wurden in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 (b) hergestellt und bestanden aus Naphtha (Shell 140 flash naphtha) mit einem Sehalt von 5 Vol.-Si Isodecanol und unterschiedlichen Mengen des Natriumsalzes von Di«-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure.

Diese Extraktionslösungen wurden sowohl mit schwefelsauren als auch salpetersauren Laugungslösungen, welche Cobalt oder Nickel enthielten, bei einem pH-Wert von 6 und einem Terhältnis von wäßriger zn organischer Phase von 1t1 in Berührung gebracht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachstehenden Tabelle C zusammengefaßt:

!Tabelle Q

System Sulfat

Hitrat

Vol.-% Natriumsal» von	Maximalbeladung, g/l	Ni
Di- (2-äthylhexyl)-pho ß- ■phorsäure	Oo	10
15	15	14
20	21	23
30	23	26
40	32	10
15	15	14
20	21	-
30	28	25
40	33
BeiiDiel 3

Um den Einfluß dtr Temperatur auf die Xxtraktionen von Cobalt und Nickel xu untersuchen, wurde «in· Seih« von Extraktionen bei Temperaturen iwiechen 32° und 59⁰O durchgeführt.

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BAD ORIGINAL

Es wurde eine saure Laugungslösuns durch Laugen eines Erzes der in Tabelle A beschriebenen Art hergestellt und Eisen und Arsen wurden aua der Lösung entfernt·

Weiter vrurde eine Ejr&raktionslösung bereitet, die aus Haphtha-Lösungsmittel mit einem Gehalt von 15 Vol.-% den Natriunsalzes von Di-(2-äthylhexyl)-pho3phorsäure und 5 Vol.-Si Isodecsnol bestand.

Die Laugungslösung und die ExtrahierlÖ3ung wurden dann durch Ausschütteln in Erlerraeyer-Kolben unter Einsetssen in ein thermostatßereseltes Wasserbad, Vermischung mittels eines mechanischen Schüttlers mit Schwenkwirkung (wriat-action), miteinander in Berührung gebracht· Bas Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase betrug 2i1 und die Kontaktzeit betrug 10 Minuten· Die in der nachstehenden Tabelle D aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß zunehmende Temperaturen zu erhöhter Oobaltbeladung mit einhergehendtr Abnahm« der Meng· an extrahiertem Nickel führten.

Tabelle D

Temperatur, ⁰C	Extrakt, Oo	se	Gleichgewichts pH
32	6,6	1,1	5,4
	6,7	1,3	5,4
	7,6	0,4	5,4
	7,7	0,5	5,4
50	8,0	0,2	5,5
	8,1	0,3	5,5
59	10,3	0,2	5,5
			BAD OBIGiNAL

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Beispiel 4

Der Waschvorgang wurde anhand einer Lösung von 15 Vol.-% Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure-Natriumsalz in Naphthalösungsmittel, welche Cobalt und Nickel enthielt, untersucht. Als Waschlösungen wurden Cobaltnitrat- und Cobaltsulfatlösungen verwendet, die jeweils etwa 20 g Co/1 enthielten. Bei der ersten Untersuchungsreihe enthielt die organische Phase 5 Vol.-% Isodecanol, mit 8,4 g/l Cobalt bzw. 4,5 g/l Nickel. Die in der nachstehenden Tabelle £ aufgeführten

Ergebnisse zeigen, daß nach drei Wäschen der Extrakt etwa

g, 1,5/1 Ni enthielt. Bei einer zweiten Versuchsreihe wurde

ein· Lösungsmittelphase verwendet, die 5 VoI.-% Tributylphosphat Mit 12,9 g/l Cobalt bzw. 3,8 g/l Nickel enthielt. Die Waschprüfungen mit diesen Extrakt ergaben, daß Nickel auf weniger als 0,05 g/l rerringert werden konnte· Die Cobaltsulfatesung scheint wirksamer zu sein, als die Nitratlösung· Bei allen Untersuchungen betrugen das Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase 5/1 und die Berührungszeit 10 Minuten bei Raumtemperatur.

BAD ORIGINAL 009849/ U85

Tabelle E Waschlösung

(20 g Co/1)

6 Co/1)

(26 g Co/1)

der Emulsions— Kontakte Verhinderer

Isodecanol 1)

N Il

Tributylpnosphat

H R

Il

Il I«

Extrakt, g/l Co · Ni

20,8 21,6

22,4

16,0 16,1

16,2 16*3

16,2

2,0

HafXinat, g/l Co Hi

20,1

0,80

	20,6 20,8	0,80 0,20	•	cn	I
	20,2 21,4 21,2	0,80 0,20 0,10		CD K) K) CD	.A vn I
0,1	26,0	0,8
0,04	2?To	0T2
θΤθ3	26,8 26,3	oU
0,2	26,3	0,8
oTi	26,1 25,9	0,8 0,2
0,08	25,2 26,0 25,5	0,8 0,2 0,2

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Beispiel 5

Es wurden Betriebsuntersuchungen durchgeführt, um zu bestimmen, ob durch Waschen mit einer wäßrigen Cobaltsulfatlösung große Mengen an Nickel mit Erfolg aus einer organischen Phase entfernt werden können, die sowohl Cobalt als auch Nickel enthält. Eine organische Lösungsmittelphase mit einem Gehalt von 9,5 g/l Nickel bzw. 3,2 g/l Cobalt wurde mit einer wäßrigen Cobaltsulfatesung, die 23,6 g/l Co enthielt, bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1/1 über eine Dauer von 5 Minuten in Berührung gebracht. Die prozentuale Nickelentfernung bei 20°, 40°, 60° und 70% betrug 45 #, 65 %_% 73 % bzw. 80 %.

Eine Erhöhung der Cobaltkonzentration in der Waschlösung führte zu einer Erhöhung der Menge an Nickel, die je Eontakt entfernt wurde.

Der Einfluß des Verhältnisses von wäßriger su organischer Phase wurde ebenfalls untersucht. Sie Ergebnisse zeigten, daß bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1/1 mehr als 95 % des Nickels nach 3 Kontakten entfernt waren, während bei Verhältnissen von 1/5 bzw. 1/10 nach 3 Kontakten 67 % bzw. 32 % des Nickels entfernt waren. Weiter wurde festgestellt, daß bei erhöhten Temperaturen Isodecanol keinen nachteiligen Einfluß (vgl. !Tabelle 1) auf die Entfernung von Nickel aus den beladenen Extrakt durch Waschen hat.

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ORIGINAL INSPECTED

Beispiel 6

E ß wurden Ab st reif Untersuchungen mit einem Extrakt aus 20 Vol.-% dea NatriumsaUes von Di-(2-äthylhexyl^phosphorsäure, 5 VoI·-% Isodecanol und Haphtha, der 8,4 g/l Cobalt bzw. 4,5 g/l Sfickel entnlelt, durchgeführt· ils Abstreiflösungen wurden 1,fe und 10 Volumenprozentige Schwefel- und Salpetersäuren und 5 volumenprozentige Salzsäure verwendet. In jedem Palle betrugen das .Verhältnis von wäßriger au organischer Phase 1s1 und die Kontaktzeit 10 Minuten. Die in der nachstehenden Tabelle 7 aufgeführten Ergebnisse zeigen,
daß sowohl Cobalt als auch Nickel bei Verwendung dieser
Säuren leicht aus der organischen Phase abgestreift werden.

BAD

O O 9 8 4 9 / 1 A 8 5

Tabelle ?

]abgestreifter

Abstreiflösung Abstreifung Abstreif flüssigkeit, g/yExtrakt,g/l Säure Vol.-% Nr. Co Ni /⁷Co Ni

₅ 1 1 2,0

2 2,9

3 3,0 0,5 -£0,02 <-0,01

5 1 8,5

2 0,2. 0,08 <0,02 <0,01

10 1 8,2

2 0,1 0,05 <0,02 ^0,01

H₂SO₄ 1 1 4,9

2 3,2

3 0,09 0,02 <Ό,02 <0,01 HOl 5 1 8,9

2 0,36 0,2 <0,02 <0,01

Ni	/"Co
2,2
1,5
0,5	^0,02
4,2
0,08	<0,02
4,0
0,05	<0,02
3,3
0,7
0,02	<Ό,02
0,2	<0,02

Beireiel 7 (a) Ixtraktion

Ss wurden kontinuierlich· Ixtrektioniuntereuchungen «nhand einer salpetersfturen Laugungsflüsslgk«it durchgeführt, die durch Laugen Ton Erz der in Tabelle A beschriebenen Art alt Salpetersäure erhalten worden war·

01· Extraktionen erfolgten in einer 12« 2 s hohen Puliierkolonne (40 foot tall puls· oolumn) unter Terwendung •in·· Xrtrahlmrgwaisohe aus 50 ToI*-% Di-(2-äth7lhexy$-

ORlGlNAL INSPECTED 009849/U85

1S92264 - 19 - .

phosphorsäure, 5 Vol.-# Tributylphosphat und 65 % Haphtha (Shell 140 flash naphtha)· Die Laugungsflüssigkeit wurde zunächst zur Entfernung der Hauptmenge des darin enthaltenen ir sens behandelt, und zwar durch Zugabe von dreiwertigem Eisen in Form von Eisen(III)sulfat und Ausfällung des Eisen(III)arsenits bei einem pH-Wert von 2,5· Die Extrahierlösung wurde mit Ammoniak ins Gleichgewicht gebracht, und zwar mit 6 vol.-% Ammo niunihydroxydlp sung, die sich in der organischen Phase auflöste. Die Extraktion wurde bei 6O⁰O £ durchgeführt»

Die erhaltene maximale Beladung der organischen Phase betrug 21,5 g/l Oo und 0,48 g/l Hi. Die Maximalgewinnung von Cobalt betrug 97»8 %. Die beladene organische Phase ließ sich leicht mit 1,6 η HNO, abstreifen.

Der Fluß der wäßrigen Phase durch die Kolonne betrug 10,0 l/h (2,65 Imp. Gal./hr.)

Einzelheiten der Lösungsmittelextraktionsuntereuchung«n sind in der Tabelle G aufgeführt.

BAD ORIGINAL

0098 h9/1U85

Tabelle G

Verhältnis orpran« Phase g/l

Kräßr-dg/organisch
nominal Produkt Qo Hj₁ As

1:1

wäßrige
Beschick.

beladene 21,5 0,48 <Ό,1

organische

Phase

Baffinat

wäßrige Phase« κ/1 Oo Hi As ϊβ

21,6 14,3 0,46 <0,01 3,5

0,50 12,2 0,5 <0,01 5,3

(b) Waschtag;

(1) Waschung mit Oobaltiesunp;

Die susammengesetate organische Phase aus der Stufe (a), iie mit 21,5 g/l Cobalt und 0,48 g/l Nickel beladen war, wurde in einer 6,1 m (20 foot) hohen Pulsierkolonne mit einer Oobaltlösung gewaschen, die etwa 40 g/l Oo als Oobaltsulfat enthielt und einen pH-Wert von 4,5 hatte· Der Nickelgehalt in der organischen Phase wurde auf weniger als 0,02 g/l Ni verringert,

(2) Waschung mit

Die beladene organische Phase aus der Stufe (a) wurde mit 0,6 η Salpetersäure oder Schwefelsäure bei einem Verhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1t4, mit Schwefelsäure auch bei einem Verhältnie von 2115» in Berührung gebracht· Bti einer derartigen Waschung mit Mineralsäure kann das Waaoh-

0098A9/1 A85

BAD ORIGINAL

COPY

raffinat als Beschickung zux* Extraktionsstufe zurückgeführt werden. Einschlägige Ergebnisse der Betriebsuntersuchungen sind in der !Tabelle H aufgeführt.

Verhältnis Säure i$&S»$vi.R/QTK&&	1*4	(c) Ab streif uns:	25	ifi	Raffinat /I^ Ν1(κ/1)	,7^	Extrakt Μβ&Ι Ki(g/i)	0,063
0,6n HNO₅	1t4		27	,0	1	,69	12,9	4ro,oio
0,6n H₂SO₄	21I5	26		1	,22	14,4	^0,05
0,6n H₂SO₄		,8	2		18,4

Die gewaschen© organische Phase, die bei der vorstehenden Arbeitßstufe (b) erhalten worden war, wurde in einer Säurestrippkolonne mit 10 % HUO, bei 45⁰O abgestreift und die sich ergebend® Ab st reif 13 sung wurde ssur Gewinnung von Cobaltnitrat eingedampft«

COPY 009849/H85 BADORiGlNAL

Claims

Patentansprüche

1· Verfahren zur Trennung von Cobalt und Nickel aus einer sauren Lauge, die Cobalt und Nickel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lauge mit einem in einem inerten organischen Lösungsmittel gelösten Salz einer Organophosphorsäure der lOrmel

ι OH

in der B Wasserstoff oder eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe bedeutet, nicht mehr als ein B aus Wasserstoff besteht, jede von Wasserstoff verschiedene B-Gruppe mindestens δ Kohlenstoff atome enthält und das Phosphorsäuremolekiil mindestens 12 Kohlenstoffatome aufweist, in Berührung bringt, hierdurch Cobalt aus der wäßrigen Phase in die organische Phase extrahiert und die sich ergebende mit Cobalt beladen· organische Phase von der verbleibenden wäBrigen Phase trennt·

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Bekennzeichnet, daß man als SaIa ein Alkali- oder Ammoniuasalz der Organophosphorsäure verwendet.

009B/.9/U8B

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Salz das Ammoniumsall τοη Dl-(2-äthylhexyl)- -phosphorsäure verwendet·

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein organisches Lösungsmittel Terirendet, das einen Emulsionsinhibitor enthält.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel Naphtha, Kerosin oder ein Gemisch, das naphtha und/oder Kerosin enthält, verwendet·

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, dayman eine Extrahierlösung verwendet, die ein im wesentlichen wasserunmischbares organisches Lösungsmittel, 5-40 VoIc-% des Ammoniumsalzes Ton Di-(2-äthylhexyl)- -phosphorsäure und 3-5 Vol.-56 eines Emulsionsinhibitors in Form τοη Tributylphoephat oder Isodecanol umfaßt»

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die sieh ergebende mit Cobalt beladene organische Phase nach Abtrennung τοη der verbleibenden wäßrigen Phase zur Entfernung τοη mitgeführtem Nickel wäscht und die gewaschene organische Phase zur Herausnahme des Cobalts in Form eines Salzes mit einer O,5-5n Mineralsäure in Berührung bringt·

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die beladene organische Phase mit 0,6n Schwefelsäure

BAD OWGINAl 009849/1485

odar 0,6n BalpataraXura odar alnar Löaung, dia 10 - 100 g/1 Cobalt in Fora daa Sulfate odar daa Nitrat· enthält, wttacht·

9· Verfahren nach einem dar lneprUohe 1-8« dadurch gakannsaiohnat, daB man alna Laue· rarwandat, dia etwa 0,1-50 g/I Cobalt und etwa 0,1 - 50 g/1 Nickel anthXlt·

10· Verfahren nach ainam dar Anaprüohe 1*9« dadurch gekennzeichnet, daB man eine Lauge rerwendet, dia weniger ale 0,01 % lupfer enthalt.

11· Terfahren nach einem dar Anaprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daB man dia Ixtraktion bei ainam pH-Wert im Bereioh τοη 5,0 - 6,5 durchführt.

12· Terfahran nach ainam dar Inaprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dafi mam dia Extraktion bal einer Temperatur Ton 20 - TO⁰O durchführt.

15· Taxfanram nach eine* dar Anaprüohe 1 - 12, dadurch gakannialahnat, daB man dia faaahung bei eines pH-Wert ton etwa 4,5 - 5,5 und einer Temperatur ron 20 - 70⁰O durchführt.

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