DE2152696A1

DE2152696A1 - Verfahren zur Extraktion von Nickel- bzw. Nickelverbindungen aus ammoniakalischen Loesungen

Info

Publication number: DE2152696A1
Application number: DE19712152696
Authority: DE
Inventors: Coltrinari Enzo L
Original assignee: Deepsea Ventures Inc
Current assignee: Deepsea Ventures Inc
Priority date: 1970-11-16
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2113841B3; FR2113841A3; NL7112886A; JPS5248091B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer organischen Ionenaustauscherflüssigkeit zum Zwecke der Trennung von Nickel und Kobalt, die in Salzform in ammoniakalischen Lösungen vorhanden sind. Dabei wird das Nickel in die organische Phase extrahiert, aus welchem es mittels Säure abgetrennt wird. Diese Trennung von Nickel und Kobalt ist sowohl sehr einfach als auch sehr wirtschaftlich.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die Hehandlung bzw. Aufarbeitung von Erzknollen des Moeresgrunrios und anderer Erze; die in solchen Knollen vorkommenden Niclcol- und Kobnltgehalto konnten bis jetzt auf einfache Art nooh nioht getrennt wordon. Domgogonüber echnfft die vorliegende Erfindung, wie bereite ausgeführt, ein elegantes Verfahren zur Trennung der Nickelsalze und Kobaltsalzo voneinander, die in ammoniakalischen Lösungen enthalten sind.

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Beispielsweise kann man erfindungsgetnäß das Nickel vom Kobalt in einer solchen ammoniakalischen Lösung abtrennen, die Ammonium· Karbonat-Ammoniurakarbamat enthält.

Zum Stand der Technik ist auf die beiden USA-Patentschriften 2 733 983 und 2 766 II5 hinzuweisen.

Erfindungsgemäß wird dabei als flüssiges Ionenaustauscherreagenz eine Stickstoff enthaltende organische, Chelate bildende Verbindung und insbesondere Hydroxyoxim.verwendet (auf dem Markt befinden sich diese Hydroxyoxinp unter der Warenbezeichnung LIX).

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das ITydroxyoximvorzugsweise in einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit wie Kerosin, insbesondere in einem gereinigten Kerosin, aufgelöst. Gegebenenfalls wird als sogenanntes Phasenmodifizierungsmittel bis zu 3o^ an Isodekanol dieser Lösung des Hydroxyoxinrt-Ionenaustauscherreagenz in Kohlenwasserstoff, insbesondere Kerosin, zugegeben·

Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen weiterhin erläutert.

Beispiel 1

Eine ammoniakalische Lösung, die 1,63 S P^ro Liter Nickel, o,7^ g pro Liter Kobalt, 95 S pro Liter Ammoniak und Io2 g pro Liter Kohlendioxyd enthält, wurde unter Verwendung einer lo-volumprozentigen Lösung von Hydroxyoxim(LIX-64) in Kerosin extrahiert.

Man extrahierte I60 ml der ammoniakalischen Lösung mit verschiedenen Mengen dieser organischen Lösung und erhielt die in der folgenden Tabelle zusammengefaßten Resultate 1

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l6o ml ammoniakalische Lösung

Gehalt Gramm pro Liter Ni Co

5ο	ml	organische Lösung	Mi schung
5ο	ml	H	It
5ο	ml	η	it
loo	ml		Il
loo	ml	-	*
2οο	ml	η	Il
2οο	ml	M	η

Raf

ammoniakalische Lösung

5° ffll organisch

inat

—7

15 ml wässrig 5o ml organisch

15 ml wässrig 5o ml organisch 15 ml wässrig loo ml organisch

5 ml wässrig loo ml organisch

5 ml wässrig 2oo ml organisch

5 ml wässrig

2oo ml organisch

5 ml wässrig

1,	,OO	<	O O	,ool
1.	,26	<	O O	,68 ,ool
o,	,88		O	,73
o,	, 6o	<	o.	,ool
o,	Λ9		O₁	,71
o,	*»5	<	O₁	,ool
o,	o83		O,	,72
o,	o6l	<	O₁	,ool
o,	oo6		o,	7o
O,	oo4	<	o,	ool
o,	oo3		O,	7o
Of	ool	<	o,	ool
o,	ool		o,	67

Beispiel 2

Es wurde eine organische Lösung, die zu lo$ aus Hydroxyoxim (LIX 6k) und zu 9o$ Kerosin (Saco Sol. 175) bestand, zur Extraktion des Nickels aus einer Ammoniumkarbonat-Ammoniumkarbamat-Lösung verwendet. Nach dieser Extraktion betrug der Nickelgehalt der organischen Lösung 1,3 S pro Liter. Anschließend gab man die organische Lösung in eine wässrige Lösung von 25 g / Liter Ammoniumsulfat, die man zuvor mittels Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 1,3 beim Test A und auf einen pH-Wert von 3,ο beim Test B eingestellt hatte·

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Nach diesem Inberührungbringen ließ wan die beiden Lösungen sieh in eine wässrige Schicht und eine organische Schicht trennen, die dann jeweils bezüglich ihres Nickelgehaltes analysiert wurden. Die Analysenergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

pH-Werte beim Flüssigkeitskontakt

Nickel-Gehalt Gramm pro Liter organische wässrige Phase Phase

Einspeisung Test A Test B

1,3 3,o

1,3 oö
o,ol5
0,065

O₁OOO

l»35o l,2oo

Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun ferner anhand der beiliegenden Figur 1 erläutert.

Bei dieser Ionenaustauscheroperation ist die trächtige wässrige Flüssigkeit eine ammoniakalische Lösung, die Nickel und Kobalt enthält. In der Stufe B erfolgt die wässrige Zuspeisung, wobei die Lösung mit der HydroxyoxinfKerosin-LÖsung gemischt wird, welch letztere bereits aus der Stufe C fast an Nickel gesättigt ist.

In dieser Stufe D erfolgt die Sättigung der Hydroxyoxittt-Kerosin* Lösung mit Nickel, wonach diese gesättigte Lösung zu einer Abtrennabteilung läuft, während die wässrige Lösung, die nun partiell an Nickel verarmt ist, zur Stufe C geführt wird.

Die trächtige wässrige Lösung (Zuspeisung) fließt in der Extraktionsabteilung im Gegenstrom zu der Fließrichtung der Hydroxyoxim-Kerosin-Lösung. Auf diese Weise wird der wässrige Strom

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von Stufe D zu Stufe C und weiter zur Stufe B mehr und mehr an Nickel verarmt, bis er in Stufe A völlig nickelfrei ist und lediglich noch Kobalt enthält.

Die Hydroxyoxint-Kerosin-Lösung läuft in die Stufe A frei von Nickel ein und nimmt das Nickel bei jeder folgenden Stufe auf, bis es die Stufe D verläßt; die organische Lösung ist nun mit Nickel aufgeladen.

Jede Stufe besteht darin, daß zwei Flüssigkeiten, nämlich eine wässrige und eine organische, miteinander vermischt werden, wonach dann die Phasentrennung dieser Flüssigkeiten erfolgt« Nach dieser Trennung wird die organische Phase zu der Stufe geleitet bzw. gepumpt, die durch den in dem Alphabet folgenden Buchstaben gekennzeichnet ist, während die wässrige Phase zu der Stufe geleitet bzw. gepumpt wird, die mit dem vorhergehenden Buchstaben des Alphabets gekennzeichnet ist.

Bei der Abtrennabteilung (stripping section) befinden sich die wässrige Lösung und die organische Lösung genauso wie in der Extraktionsabteilung im Zustand des Gegeneinanderströmens. Daher tritt die HydroxyoxinTrKerosin-Lösung, die mit Nickel beladen ist, d.h. die die Menge an Nickel enthält, mit der sie reagiert hat und die als trächtige organische Flüssigkeit zu bezeichnen ist, bei der Stufe E in die Abtrennabteilung ein, nämlich dem entgegengesetzten Ende der Anordnung, bei der der wässrige Auszug bei Stufe H eintritt.

Als Ergebnis des im Gegenstrom-fließens tritt die trächtige organische Lösung, die Nickel enthält, bei der Stufe E in die Abtrennabteilung ein und wird mit der zuströmenden wässrigen Trennflüssigkeit der Stufe F, die teilweise mit Nickel beladen ist, vermischt. Nach der Vermischung und der Phasentrennung fließt die organische Flüssigkeit, die nun teilweise an Nickel

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verarmt ist, zur Stufe P, während die wässrige Trennflüssigkeit mit Nickel beladen wird und als trächtige Trennlösung bei der Stufe E austritt.

In entsprechender Weise tritt die wässrige Trennflüssigkeit, die kein Nickel enthält, bei Stufe II ein, während die organische Flüssigkeit, die ebenfalls kein Nickel enthält, bei Stufe II austritt. Die nicht trächtige organische Flüssigkeit wird zum Zwecke der Wiederaufladung mit Nickel zur Extraktionsabteilung Stufe A rezyklisiert.

Die Gesamtheit des Verfahrens besteht darin, daß eine ammoniakalische Lösung, die Nickel und Kobalt enthält, die Extraktionsabteilung betritt, wo im Gegenstrom zu dieser Lösung eine HydroxyoxinvKerosin-Lösung strömt, die das Nickel aufnimmt, während eine wässrige Lösung entsteht, die die Extraktionsabteilung in einem Zustand verläßt, in dem sie noch den vorhergehenden Kobaltgehalt aufweist, während sie keinen Nickelgehalt mehr besitzt oder zumindest stark an Nickel verarmt ist. Diese abströmende wässrige Lösung wird dann einer Kobalt-Aufarbeitungsbzw. Isolier-Operation zugeführt.

Die Hydroxyoxint-Kerosin-Lösung, die das Nickel enthält, fließt im Gegenstrora zu einer sauren Trenn-Lösung. Diese entfernt das Nickel aus der organischen Lösung, welch letztere wieder der Extraktionsabteilung zugeleitet (rezyklisiert) wird, um wieder mit Nickel beladen zu werden, während die wässrige Lösung, die jetzt das Nickel enthält, einer Nickel-Aufarbeitungs- bzw. Nickel-Isolierungs-Operation zugeleitet wird.

Während die beiliegende Figur vier Extraktionsstufen und vier Trennstufen zeigt, ist das erfindungsgemäße Verfahren in keiner Weise auf diese Anzahlvon Stufen begrenzt; die Anzahl der Extraktionsstufen und die Anzahl der Trennetufen braucht auch nicht gleich zu sein.

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Die wässrige Trennlösung besteht aus einer Säure bzw, hat sauren Charakter} beispielsweise kann sie aus Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure bestehen.

Die organische Flüssigkeit kann aus einer Erdöl-Fraktion bestehen, beispielsweise aus Kerosin oder einem raffinierten Erdölprodukt, wie beispielsweise Napoleum oder Sac© Sol* 175·

Es ist nicht notwendig» daß das Nickel vollständig von der Hydroxyoxinfc-Kerosin-Lösung in der Trenn-Abteilung abgetrennt wird, Eine kleine Menge Nickel kann in der organischen Lösung verbleiben» da diese die Trennabteilung nur verläßt» um wieder der Extraktionsabteilung zugeleitet (ressyklisiert) zu werden.

In der Extraktionsabteilung wird weiteres Nickel aufgenommen» d,h, die Hydroxyoxim-Kerosin-Lösung wird wieder mit Nickel aufgeladen, wobei es keine besondere Rolle spielt, wie hoch gegebenenfalls noch der Nickelgehalt der organischen Phase beim Verlassen der Trennabteilung war·

- 8 - / Patentansprüche

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Claims

eingegangen am

Patentansprüche

Verfahren zur Abtrennung des Nickels bzw. von Nickelverbindungen von Kobalt bzw.Kobaltverbindungen,die in
kennzeichnet, daß man Hydroxyoxim in Form einer organischen Phase mit der ammoniakalischen Lösung in Berührung
bringt, das Nickel mittels dieser organischen Phase extrahiert und sodann das Nickel mittels einer Säure aus dieser
organischen Phase abtrennt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
Hydroxyoxim. in einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit aufge- j löst in die atnmoniakalisohe Nickel-Kobalt-Lösung einführt, j

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die \ ammoniakalieche Nickel-Kobalt-Lösung Ammoniumkarbamat ent-

hält. !

k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man | von einer solchen ammoniakalisohen Nickel-Kobalt-Lösung ί ausgeht, in die Ammoniak und Kohlendioxyd eingeleitet wurde.j

5« Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die j

organische Hydroxyoxim-Lösung als Lösungsmittel ein Ge- ■

misch einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit und Isodekanol ί

aufweist« j

6t Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die \

organische HydroxyoxinvLösung etwa lo$ Hydroxyoxin», etwa j lo$ Isodekanol und etwa 8o$ gereinigtes Kerosin oder eine j analoge Kohlenwasserstofflüssigkeit enthält. ^!

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