DE2214912B2

DE2214912B2 - Verfahren zum selektiven extrahieren von in einer waesserigen loesung enthaltenem nickel

Info

Publication number: DE2214912B2
Application number: DE19722214912
Authority: DE
Inventors: Marie; Gandon Louis; Le Havre Goulaouic (Frankreich)
Original assignee: Societe Le Nickel SLN SA
Current assignee: Societe Le Nickel SLN SA
Priority date: 1971-03-29
Filing date: 1972-03-27
Publication date: 1973-05-10
Also published as: DE2214912A1; NL7203774A; FR2131820B1; FR2131820A1; AU4048072A; CA960872A; DE2214912C3; IT954242B; GB1368535A; BE781154A; US3821354A; AU456118B2; ES401277A1

Description

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Es ist bekannt, daß die Behandlungen von Nickelerzen oder -konzentraten durch Auslaugen zu wässerigen Lösungen von Nickel- und Kobaltsalzen führen, die außerdem Spuren verschiedener anderer Metalle, wie Zink, Kupfer, Mangan und Magnesium enthalten.

Es besteht daher das Problem, das in solchen Lösungen enthaltene Nickel zu extrahieren und dabei die Möglichkeit zu sichern, die anderen Metallgehalte, die von wirtschaftlichem Interesse sind, ebenfalls zu gewinnen.

Verschiedene Verfahren wurden zu diesem Zweck bereits angegeben. Sie basieren allgemein auf der Entfernung der anderen Metalle außer dem Nickel, das schließlich aus der gereinigten Lösung gewonnen wird. Indessen erfordert die Beseitigung der Verunreinigungen mehrere Filtrationsschritte und macht die industrielle Anwendung dieser Verfahren kostspielig.

Ein anderer Weg. sieht vor, auf Flüssig-Flüssig-Extraktionsbehandlungen zurückzugreifen, um die Verunreinigungen abzutrennen, jedoch ist die Technik in diesem Fall kompliziert und sind die Arbeitsgänge schwierig durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gesamte in einer solchen wässerigen Lösung enthaltene Nickel mit einer beschränkten Zahl von Verfahrensschritten abzutrennen, wobei ein einziger Filtrationsschritt die quantitative und selektive Sammlung des gesamten in einer ammoniakalischen Lösung vorhandenen Nickels und dessen Abtrennung von den anderen vorhandenen Metallgehalten ermöglicht. Daneben soll die Erfindung auch ein Verfahren liefern, das auf jede Auslaugelösung anwendbar ist, die gegebenenfalls ammoniakalisch gemacht wird und in der das Kobalt in dreiwertiger Form vorliegt, ob nun die Anionen dieser Lösung Karbonat-, Chlorid- oder Sulfationen sind.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum selektiven Extrahieren von in einer wässerigen Lösung enthaltenem Nickel mit dem Kennzeichen, daß man eine Nicke! enthaltende wässerige ammoniakalische Lösung oder eine Nickel enthaltende wässerige Lösung, der man Ammoniumionen zusetzt, mit Azetylazeton bis zur Bildung eines Niederschlages in Berührung bringt, diesen sammelt und daraus die in ihm enthaltenen Nickelgehalte abtrennt.

Der Begriff »Nickelgehalte« bezeichnet ebenso dieses Element selbst im metallischen Zustand wie seine Verbindungen, die Salze, Oxyde, Hydroxyde oder andere Verbindungen sein können.

Die wässerige Ausgangslösung kann z. B. eine Lösung sein, die sich aus der ammoniakalischen Auslaugung von lateritischen Erzen ergibt und in diesem Fall ausreichend Ammoniumionen enthält, so daß es nicht erforderlich ist, ihr im Laufe des erfindungsgemäßen Verfahrens solche Ionen zuzusetzen. Im Gegensatz dazu müßte man, wenn man das in einer Lösung, die solche Ionen nicht enthält, enthaltene Nickel zu extrahieren wünscht, was bei einer Sulfatlaugungslösung der Fall wäre, dieser Ammoniumionen in solcher Menge zuzusetzen, daß das gesamte vorhandene Nickel in die Form des Aminhexamminkomplexes, das ganze Kobalt in die Form des Pentamminkomplexes, das Zink und das Kupfer in der Lösung in die Form von löslichen Komplexen übergehen. Die Fachleute auf diesem Gebiet bestimmen leicht auf Grund dieser Angaben und einiger Versuchsdosierungen, inwieweit es erforderlich ist, Ammoniumionen der Lösung zuzusetzen, die man zu behandeln wünscht, und, wenn ja, wie groß die Menge von Ammoniumionen ist, die man ihr zusetzen muß.

Wenn diese Ausgangslösung andere Metalle als Nickel und Kobalt und ganz besonders Zink und

Kupfer enthält, ist erSndungsgemäß zu empfehlen, daß man den Nickelniederschlag einer Auswaschung mittels konzentrierten Ammoniaks unterwirft.

Allgemein sind diese beiden Metalle im Verhältnis zum Nickel in geringer anteiliger Menge vorhanden, und ihre Amminkomplexe reagieren nicht mit dem Azetylazeton, da dessen Affinität zum Nickelamminkomplex stärker ist. Die gegebenenfalls vorhandenen Spuren von Magnesium und Kalzium finden sich im Filtrat wieder und verunreinigen das Nickel nicht. Dagegen führen die Spuren von Mangan in ammoniakischer Lösung zu einem festen gelben Komplex, der mit dem blauen Nickelkomplex mitgerissen wird. Diese Komplexbildung des Mangans erfolgt zum Schaden der Komplexbildung des Kobalts. Man schlämmt daher, wenn man die Anwesenheit von Mangan in der Ausgangslösung nicht vermeiden kann, den Nickelniederschlag in einem geeigneten Lösungsmittel wieder auf, und zwai vor der ammonia¹ alischen Auswaschung, was eine schwache Ausfällung von Manganhydroxyd Mn(OH)₃ hervorruft. Dieses Lösungsmittel kann Azeton sein, das den Nickelkomplex nicht auflöst.

Erfindungsgemäß ist die benötigte Azetylazetonmenge etwa gleich der stöchiometrischen Menge, d. h. 2 Mol je Grammatom Nickel und 3 Mol je Grammatom dreiwertiges Kobalt. Das Azetylazeton von technischer Qualität kann vorab mit einer schwach ammoniakalischen Lösung ausgewaschen werden, um daraus Spuren von Essigsäure zu entfernen, und nach einem Auswaschen mit Wasser destilliert werden.

Vorteilhaft erhitzt man den Niederschlag auf etwa 120° C in Gegenwart von Wasserdampf, was zu einer Abgabe von Ammoniak und Azetylazeton führt. Man kann dann Ammoniak und Azetylazeton, die abgetrennt sind, zur Gewinnung eines neuen Niederschlags wieder in Umlauf führen.

Ebenso kann man vorteilhaft die wässerige Lösung nach Abtrennung des Nickelniederschlags mit Wasserdampf behandeln. Man gewinnt auch hier Ammoniak und Azetylazeton zurück, die man entsprechend wieder in Umlauf setzen kann.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung nicht beschränken, sondern nur ihre Ausführungsvveise näher erläutern. Gleichzeitig wird dieses Ausführungsbeispiel in der einzigen Figur veranschaulicht, die in ganz schematischer Weise die Hauptverfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.

Beispiel

Ausgehend von einem Nickelerz 1 des lateritischen Typs, das man bei 2 bekannten Verfahrensschritten zur selektiven Vorreduktion und ammoniakalischen, Auslaugung unterwirft, erhält man eine Ausgangslösung 3, deren pH-Wert nahe 10 liegt und deren Zusammensetzung angenähert die folgende ist:

NH., 58 g/l

CO; 45 g/l

Ni " 8,3 g/l

Co 0,74 g/l

Zn 0,1 g/l

Cu 0,1 g/l

Diese Lösung wird dann zusammen mit Azetylazeton im Verhältnis von 2 Mol Azetylazeton je Grammatom Nickel und 3 Mol je Grammatom Kobalt in eine Kontaktanlage 4 eingeführt.

Im Fall dieses Beispiels, wo 1 Liter Lösung

8,30

58,7
Grammatom Nickel und

= 0,1414

°'⁷⁴ =0,0125

58,9

Grammatom Kobalt enthält, muß man
2 · 0,1414 + 3 · 0,0125 = 0,32 Mol Azetylazeton je Liter Lösung verwenden.

Der Verfahrensschritt der Kontaktgabe wird bei einer Temperatur unter 50° C derart durchgeführt, daß die Verdampfungsverluste begrenzt werden, und erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur; die Dauer der Kontaktgabe, die natürlich von den behandelten Mengen abhängt, liegt in der Größenordnung von

10 Minuten.

Der in der Anlage 4 gebildete Niederschlag wird

bei 5 ohne Schwierigkeiten filtriert, da die Filter nicht verstopft werden. Man trennt so einerseits einen Niederschlag 6 und andererseits ein Filtrat 7 voneinander, das man bei 8 durch überhitzten Wasserdampf von Ammoniak und Azetylazeton befreit. Die

wiedergewonnenen Produkte werden zur Stufe der ammoniakalischen Auslaugung 2 bzw. zur Kontaktanlage 4 zurückgeführt. Die erhaltene wässerige Lösung 9, die im wesentlichen Kobalt enthält, wird dann in eine Anlage 10 geleitet, wo man die Kobalt-

gehalte nach einem bekannten Verfahren extrahiert, das nicht Gegenstand der Erfindung ist. Es soll festgestellt werden, daß die Lösung 7 ein Kobalt/Nickel-Verhältnis von etwa 200 aufweist, was die Selektivität der Extraktion beweist.

Der Nickelniederschlag 6 wird einer Auswaschung

11 mittels technischen Ammoniaks unterworfen, das etwa 1Ofach molar ist. Dieser Verfahrensschritt hat zum Ziel, den Niederschlag von der mitgerissenen kobalthaltigen Flüssigkeit und gegebenenfalls von Spuren Zink und Kupfer zu befreien.

In dem ausgewaschenen Niederschlag 12 ist das Nickel/Kobalt-Verhältnis in der Größenordnung von 5000, und dies bestätigt, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, eine gegenüber dem Kobalt äußerst selektive Extraktion des Nickels zu realisieren.

Schließlich wird der ausgewaschene Niederschlag

12 bei 13 durch überhitzten Wasserdampf auf etwa 120' C erhitzt, was zu einem Mitreißen von einerseits Ammoniak und andererseits Azetylazelon führt. Diese Stoffe werden wie die, die sich aus dem Verfahrensschritt bei 8 ergeben, was Ammoniak betrifft, zur Auslaugung von neuen Mengen Erz 1 bei 2, und was Azetylazeton betrifft, zur Kontaktanlage 4 wieder zurückgeführt.

Der beim Verfallrensscliritt 13 erhaltene Rückstand 14 besteht aus mehr oder weniger hydratisiertem Nickcloxyd, woraus man Nickel oder eine im Handel verwertbare Nickelverbindung auf jede bekannte Weise, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, extrahieren kann.

Weitere Versuchsreihen haben gezeigt, daß sich die Extraktion des Nickels nach dem erfindungs-

gemäßen Verfahren in gleicher Weise vornehmen läßt, wenn man eine Ausgangslösung verwendet, deren Anionen vorwiegend Sulfat- oder Chloridionen sind. Jedoch muß man in einem solchen Fall dieser Lösung Ammoniumionen in wenigstens solcher Menge zusetzen, die stöchiometrisch zur völligen Komplexbildung der Ni-, Co⁺ ++-, Cu- und Zn-Ionen erforderlich ist.

Umgekehrt muß der Gehalt der Ausgangslösung an NH₃ und an CO₂ nicht unbedingt so hoch wie der sein, der am Eingang des obigen Beispiels angegeben ist.

Aus dem Niederschlag 14, der sich im wesentlichen aus Nickelhydroxyd Ni(OH), zusammensetzt, wird anschließend in bekannter Weise reines Nickel oder ein Nickclsalz zur industriellen Verwertung hergestellt, Eine solche Umwandlung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist in Fachkreisen bekannt und in der technischen Literatur so ausreichend beschrieben, ίο daß sie hier nicht näher erläutert zu werden braucht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum selektiven Extrahieren von

in einer wässerigen Lösung enthaltenem Nickel, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Nickel enthaltende wässerige ammoniakalische Lösung oder eine Nickel enthaltende wässerige Lösung, der man Ammoniumionen zusetzt, mit Azetylazeton bis zur Bildung eines Niederschlages in Berührung bringt, diesen sammelt und daraus die in ihm enthaltenen Nickelgehajte abT trennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einer durch ammoniakalisches Auslaugen eines Nickelerzes erhaltenen wässerigen Lösung ausgeht und dieser vor dem Kontakt mit dem Azetylazeton keine Ammoniumionen zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der wässerigen Ausgangslösung Ammoniumionen in solcher Menge zusetzt, daß ihr Gehalt wenigstens gleich dem ist, der stöchiometrisch erforderlich ist, um die Gesamtheit des Nickels in den Hexamminkomplex, die Gesamtheit des Kobalts in den Pentamminkomplex und die Gesamtheit von Zink und Kupfer in dieser Lösung in lösliche Komplexe umzuwandeln.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit der ammoniakalischen oder ammoniakalisch gemachten Lösung mindestens 2 Mol Azetylazeton je Grammatom Nikkei und 3 Mol Azetylazeton je Grammatom Kobalt in der Lösung in Berührung bringt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Niederschlag durch Filtration sammelt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Niederschlag mit konzentriertem Ammoniak auswäscht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die wässerige Lösung nach Abtrennung des Niederschlags zwecks Wiedergewinnung und Wiederverwendung des Ammoniaks und des Azetylazetons zum Bilden neuer Niederschlagsmengen mit Wasserdampf behandelt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Niederschlag zwecks Wiedergewinnung und Wiederverwendung des Ammoniaks und des Azetylazetons zum Bilden neuer Niederschlagsmengen in Gegenwart von Wasserdampf auf etwa 120^c C erhitzt.

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