DE2501395C3

DE2501395C3 - Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt

Info

Publication number: DE2501395C3
Application number: DE2501395A
Authority: DE
Inventors: Cvetko B. Golden Nikolic; Robert S. Lakewood Rickard; Weldon Paul Golden Zundel
Original assignee: Amax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1975-01-15
Publication date: 1979-12-20
Also published as: FR2260624B1; CU34175A; AU7694574A; FR2260624A1; US3933975A; ZA7526B; DOP1975002274A; DE2501395A1; JPS585251B2; DE2501395B2; JPS50115115A; CA1024751A

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Nkkel-Cobalt-Niederschlag mit etwa 25 bis 45% Nickel und 20 bis 5% Cobalt ausgeht, daß man zur Auflösung des Niederschlages eine Lösung verwendet, die pro Liter 100 bis 450 g (N H₄J₂SO₄ und 50 bis 170 g NH₃ enthält und da.3 man die Auflösung des Niederschlages bei einem Druck von ?.4O bis 3,10 kg/cm² durchführt

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Nickel-Cobalt-Niederschlag ausgeht, der bei der Aufarbeitung einer Nickel-Cobalt-Lösung mit Nickel-(ll)- und Cobalt-(M)-Ionen und einem Verhältnis von Nikkei : Cobalt von 5 :1 bis 200 :1 anfällt, bei der man aus einem Hauptstrom einer Nickel-Coball-Lösung einen aliquoten Teil abzieht, der genügend Nickel enthält, um nach Oxidation in den Nickel-( 11 !^Zustand mindestens ausreicht, um das Cobalt in der Hauptstromlösung in den dreiwertigen Zustand zu überführen, bei der man das Nickel aus dem aliquoten Teil in Form eines Nickel-(ll)-Niederschlages durch Zusatz eines Fällungsmittels bestehend aus einer Mischung von CO₂ und NHj oder NH₃ allein ausfällt, wobei die Temperatur der Fällung bei Verwendung von NH₃ allein bei über 50⁰C liegt, bei der man das Nickel-(ll) des Nickel-(ll)-Niederschlages zu Nickel-(III) oxidiert, bei der man ferner den oxidierten Nickel-Niederschlag von der Lösung abtrennt und bei der man die Hauptstromlösung mit dem oxidierten Niederschlag so lange in Kontakt bi'ingt, daß die Cobalt-(I I)-Ionen der Lösung durch Oxidation in den Cobalt-(llI)-ZuStand überführt werden und als Niederschlag aus der Lösung ausfallen, unter Reduktion der Nickel-(III)-Ionen zu Nickel-(ll)-lonen, bei einer Oxidationstemperatur von über 50° C.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als kationisches Iminodiacetalharz Dowex XF-4045 oder Amberlite XE-318 verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Cobalt und Nickel aus Njckel-CobaU-Niedersehlögen, in denen das Cobalt in dreiwertigem Zustand vorliegt. Das Verfahren der Erfindung eignet sich insbesondere für die Aufarbeitung von Nickel- und Cobalthydroxid-Niederschlägen, die als Nebenprodukte bei der hydrometallurgischen Aufarbeitung von Nickelerzen und oxidierten Sulfidkonzentraten anfallen. Nickel und Cobalt kommen bekanntlich gemeinsam in natürlich vorkommenden Mineralien vor. Da sich nach den üblichen Erzaufarbeitungsverfahren keine wirksame Trennung der beiden Metalle erreichen läßt, erfolgt in der Regel eine Trennung der beiden Metalle aus Lösungen, die beim Auslaugen von Nickel und Cobalt enthaltenden Materialien anfallen, beispielsweise beim Auslaugen von oxidischen Erzen und Sulfidkonzentraten.

In den vergangenen Jahren sind verschiedene hydrometallurgische Verfahren für die Gewinnung von Nickel und/oder Cobalt aus lateritischen limonitischen Erzen bekanntgeworden. Bei einem dieser Verfahren wird wäßrige Schwefelsäure zum Auslaugen fein vermahlener Erze bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck verwendet Dabei wird zunächst eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von etwa 10 bis 20% hergestellt, die anschließend durch Absetzenlassen und Dekantieren in Eindickern unter Erzeugung eines Konzentrates mit einem Feststoffgehalt von etwa 30 bis 50% konzentriert wird. Die auf

M) diese Weise erhaltene konzentrierte Aufschlämmung wird dann in einem Autoklav mittels unter hohem Druck stehendem Wasserdampf auf eine hohe Temperatur aufgeheizt, bei welcher das Auslaugen der Erze erfolgt. Gewöhnlich wird bei einer Temperatur von über 205⁰C,

js beispielsweise bei einer Temperatur vor 246^oC und einem Druck von etwa 37,75 kg gearbeitet Nach dem Auslaugen der Erze im Autoktav wird die ausgelaugte Masse abgekühlt und vorzugsweise durch Gegenstrom-Dekantieren gewaschen. Die erhaltene saure Lauge wird dann mit einem Neutralisationsmittel versetzt, beispielsweise Mg(OH)₂ oder Korallenstaub, wodurch der pH-Wert für die Ausfällung des Nickels und Cobalts in Form ihrer Sulfide beispielsweise auf einen Wert von 2,5 bis 2,8 erhöht wird. Dazu wird die Bleichlauge auf eine Temperatur von etwa 122" C erhitzt, worauf Nickel und Cobalt mit H₂S bei Drücken von bis zu etwa 113 kg/cm² unter Verwendung von Nickelsulfid als

Keimmaterial in Form ihrer Sulfide ausgefällt werden. Der erhaltene Sulfidniederschlag wird dann gewa-

sehen und auf einen Feststoffgehall von etwa 65% eingedickt, worauf die eingedickte Masse bei einer

* Temperatur von etwa l77^oCund einem Druck von etwa 50 kg/cm² in einem Autoklav in 1 %iger Schwefelsäure oxidiert wird. Der Nickel-Cobalt-Lösung wird dann als Neutralisationsmittel Ammoniak zugesetzt, um den pH-Wert zu erhöhen, beispielsweise auf einen Wert von 53. um vorhandenes Eisen, Aluminium oder Chrom, die als Verunreinigungen während des Auslaugens in die Lösung gelangt sind, auszufällen. Als Oxidationsmittel

μ wird Luft verwendet Nach der Trennung der Lösung von dem Niederschlag werden vorhandenes Kupfer, Blei oder Zink durch Ausfällung in Form der Sulfide unter Verwendung von H₂S als Fällungsmittel entfernt, wobei die Lösung zunächst durch Zusatz von Säure zur

b5 Verminderung des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 1,5 eingestellt wird. Der Sulfidnicdcrschlag wird dann von der Lösung abgetrennt, worauf die Lösung für die Gewinnung von metallischem Nickel mil Ammoniak

versetzt wird. Die Nickellösung mit einem Nickelgebalt von etwa 40 bis 50 g/| und etwas Cobalt wird dann mit Wasserstoff in einem Autoklav bei etwa 190° C und einem Druck von 46,5 kg/cm² mit Wasserstoff unter Verwendung von Nickelpulver als Kejmmateria! reduziert Die verbleibende Lösung wird dann unter Gewinnung von Cobalt weiter aufgearbeitet Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß nur ein vergleichsweise cobalthaltiges Nickel erhalten wird.

Es ist des weiteren bekannt beispielsweise aus den in US-PS 27 67 053 und 27 67 054, Cobalt aus wäßrigen Nickel-Cobaltsulfatlösungen mittels Nickel-(III)-hydroxid abzutrennen und aus dem dabei anfallenden Niederschlag Cobalt von Nickel nach dem sog. Pentamminverfahren zu trennen. In dem bei diesem π Verfahren anfallenden Niederschlag liegt das Cobalt im dreiwertigen Zustand vor.

Der Nickel enthaltende Cobalt-(III)-Niederschlag wird durch Zusatz einer solchen Menge an Ammoniak, das auf jedes Mol Cobalt-(III)-Ionen 5 Mole NH₃ entfallen und auf jedes Mo! Nieke!-(!!)-ionen 5 Mole NH₁ in Cobalt-(III)-Pentamin und Nickel-(il)-Amin überführt Die erhaltene Lösung wird dann mit Sauerstoff oxidiert und danach mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von mindestens 4 angesäuert, wobei ein Nickel enthaltender Niederschlag in Form eines Nickel-Ammonium-Doppelsalzes anfällt Aus der verbleibenden Lösung wird dann durch Zusatz von Cobalt-(ll)-Ionen ein Cobalt-Nickelammoniumsalz ausgefällt und eine an Nickel arme Cobaltlösung erzeugt. jii

Obgleich das bekannte Verfahren zur Extraktion und Gewinnung von Cobalt aus Nickel-Cobalt-Sulfatlösungen geeignet ist, weist es doch gewisse Nachteile auf. Ein Nachteil dieses Verfahrens beruht auf den hohen Kosten für die Reagenlien für die Erzeugung der r> Pentamine. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Lösungen oxidiert werden müssen, um den reduzierenden Effekt der Schwefelsäure auf Cobalt-(lll)-Ionen zu inhibieren, da Cobalt-(lll)-Ionen wesentlich für die Durchführung des w Pentamminverfahrens sind. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist ferner, daß die nach Ausfällung der Hauptmenge an Nickel anfallenden Cobaltlösungen noch vergleichsweise große Nickelmengen enthalten. So ergibt sich beispielsweise aus der Tabelle in Spalte 5 4; der US-PS 27 67 054. daß im günstigsten Falle eine Cobaltlösung erhalten wird, in der das Verhältnis von Cobalt zu Nickel bei 202 liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt- -,0 Niederschlägen anzugeben, das eine besonders wirksame Trennung der beiden Metalle in vergleichsweise einfacher und billiger Weise gestattet

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich Nickel-Cobalt-Niederschläge, in denen das Cobalt im 5-, dreiwertigen Zustand vorliegt, wirksam dadurch aufarbeiten lassen, daß man die Niederschläge in Ammoniumsulfatlösungen, z. B, rückständigen trugen aus Ammoniumsulfat-Kristallisationsvorrichlungen auflöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur ω Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand vorliegt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) den Niederschlag bei einer Temperatur von 80 bis I2O°C und unter eifxm Druck von mindestens 1,40 kg/cm² in einer Ammoniumsulfatlösung mit mindestens 100 g (NftOaSO., und mindestens 50 g NHa pro Liter Lösung löst,

b) die Lösung auf einen pH-Wert von 1,5 bis 3,0 ansäuert und abkühlt,

c) den ausgefällten Nickelammoniumsulfat-Niederschlag von der Lösung, enthaltend das Cobalt und restliches Nickel, abtrennt und

d) aus der Lösung zur Entfernung das restliche Nickel mittels einer lonenaustauscherkolonne mit einem kationischen Iminodiacetatharz in der Ammoniumform adsorbiert und aus dem Kolonnendurchlauf das Cobalt isoliert

In vorteilhafter Weise wird zur Auflösung des Nickel-Cobalt-Niederschlages eine Ammoniumsulfatlösung verwendet, die 100 bis 450 g Ammoniumsulfat pro Liter Lösung enthält In vorteilhafter Weise enthält die Lösung des weiteren 50 bis 170gNH3pro Liter.

In vorteilhafter Weise arbeitet man in der Verfahrensstufe a) bei einem Druck von mindestens 2,40 kg/ cm².

Das Verfahren der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise im Rahmen solcher hydrometallurgischen Verfahren anwenden, bei denen Nickel-Cobalt-(III)-Niederschläge anfallen, beispielsweise als Nebenprodukte bei der Aufarbeitung von Nickel-Cobaltsulfatlösungen, die bei der selektiven Auslaugung von Nickel und Cobalt enthallenden Materialien, beispielsweise oxidischen Erzen und gerösteten Sulfidkonzentraten anfallen.

Beispielsweise können beim Auslaugen oxidischer Erze oder gerösteter Sulfidkonzentrate Nickel-Cobaltsulfatlösungen anfallen, in denen das Verhältnis von Nickel zu Cobalt bei etwa 5 :1 bis 200:1 liegen kann.

Bei der Aufarbeitung derartiger Nickel-Cobaltsulfatlösungen können beispielsweise Nickel-Cobalt-(W)-Niederschläge als Nebenprodukte in folgender Weise anfallen:

Aus der in Form eines Hacptstromes pnfalleqden Nickel-Cobaltlösung wird ein Teil abgezogen, der eine ausreichende Nickelmenge enthält, die nach Oxidation zu Ni.ckcl-(lll) groß genug ist, um im folgenden das Cobalt des Haüptstromes zu Coball-(MI) zu oxidieren.

Aus dem abgezogenen Teil wird das Nickel durch Zusatz eines Fällungsmittels als Nickel-(ll) ausgefällt. Als Fällungsmittel kann beispielsweise eine Mischung aus CO2 und NHj verwendet werden oder NHj allein, wobei die Fällungstemperatur bei Verwendung von NH₃ allein bei über 50°C liegt Der Nickel-(II)-Niederschlag wird dann zu Nickel-(III) oxidiert, das von der Lösung abgetrennt und mit dem Hauptstrom so lange in Kontakt gebracht wird, bis die Cobalt-(ll)-lonen des Hauptstromes zu Cobalt-(llI)-Ionen oxidiert sind, wobei das Cobalt aus der Lösung ausfällt und wobei die Nickel-(III)-Ionen wieder zu Nickel-(ll)-lonen reduziert werden. Die Temperatur bei der Oxidation fegt dabei über etwa 50⁰C. Auf diese Weise wird ein art Nickel angereicherter Hauptstrom mit einem Nickel: Cobalt-Verhältnis von über 2000 :1 erhallen. Der Niederschlag enthält etwa 25 bis »5% Nickel und 20 bis 5% Cobalt, bei einem Cobalt: Nickel-Verhältnis von 0,8 :1 bis 10:1.

Das erfindiingsgr mäße Verfahren ist jedoch ganz allgemein anwendbar auf jegliche Niederschläge, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand und das Nickel im zweiwertige« Zustand vorliegt.

Nachdem aus dem Hauptstrom sowohl Nickel als auch Cobalt abgetrennt worden sind, kann die an Nickel und Cobalt verarmte Lösung einer Ammoniumsulfat-

Kristallisntionsvorrichtung zugeführt werden, um Ammoniumsulfat zurückzugewinnen.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß die Restlaugc aus der Ammoniumsulfat-Kristallisalionsvorrichtung direkt für die Auflösung des Nicke!-Coba!t-(!!!)-Niedersch!ages verwendet werden kann. Die Auflösung erfolgt schnell und vollständig, wobei verunreinigendes Eisen während der Auflösung in Form eines Niederschlages entfernt werden kann. Des wetteren lassen sich wie den Beispielen zu entnehmen ist, Cobaltlösungcn erhalten, in denen das Verhältnis von Cobalt zu Nickel bei 1175 : 1 liegt sowie reine Nickelniederschläge.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Nickel-Cobalt-(lll)-Niederschlag in einer Lösung aufgelöst, die 300 g (NH₄J₂SO₄ pro Liter Lösung und 50 g NH₁ pro Liter Lösung enthält. Die Auflösung erfolgt dabei in einem Autoklav unter einem Druck von ciwii ϊ,4υ Kg/L'Hi* üiä j,j Kjj/Oui*. u/ic rtüiiOsüug KSi üäüci in etwa ?. bis 3 Stunden beendet. Nach der Auflösung wird die Lösung mit dem gelösten Niederschlag angesäuert, und zwar auf einen pH-Wert von etwa 1,5 bis 3, wobei ein Nickel-Doppelsalz-Niedcrschlag anfällt, wenn die Lösung gekühlt wird, in dem das Verhältnis von Ni : Co sehr hoch ist und beispielsweise bei 2000 : 1 liegt. Die verbliebene Lösung mit dem gelösten Cobalt und Restmengen an Nickel, bei einem Co : Ni-Vcrhältnis von beispielsweise 10 : I bis 20 : I, wird dann durch eine loncnaustauscherharzkolonne geführt, welche das noch verbliebene Nickel selektiv entfernt, worauf die von Nickel praktisch freie Cobaltlösung nach üblichen bekannten Methoden zur Cobaltgewinnung aufgearbeitet wird.

In der Zeichung ist die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Schema dargestellt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird der Cobalt-(Ill)-Niederschlag zunächst in der Verfahrensstufe (1) unter Verwendung einer Ammoniumsulfatlösung und Ammoniak aufgelöst. Die zur Auflösung verwendete Lösung enthält 300 g (NFU)₂SO* und 50 g NH₁, jeweils oro Liter Lösune. Die Auflösung erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise 80⁰C unter einem Druck von 4,50 kg/cm² bei einer Auflösungsdauer von etwa zwei Stunden.

Unlösliche Rückstände, beispielsweise Eisenhydroxid, werden in der Verfahrensstufe (2) abgetrennt, worauf die kalte Lösung in der Verfahrensstufe (3) mit konzentrierter H₂SO₄ auf einen pH-Wert von etwa 1.5 bis 3 gebracht wird, wobei das Doppelsalz

und Lösung voneinander getrennt, wobei die Lösung mit dem Cobalt und restlichem Nickel in Form einer Überflußlösung der loncnaustauscherkolonne (6) zugeführt wird, in welcher eine selektive Abtrennung des

■> noch vorhandenen Nickels erfolgt. Das in der Verfahrensstufe (5) abfiltriertc und gewaschene Doppelsalz stellt ein hochreines Nickelprodukt dar. Das von der Austauscherkolonne absorbierte Nickel wird dann in der Verfahrensstufe (7) abgestreift, und zwar durch

it) Hindurchführen einer Schwefelsäurelösung durch die loncnaustauscherkolonne. Die dabei anfallende Nickellösung wird wieder zurück in den Hauptstrom geführt.

Bei Durchführung des Verfahrens der Erfindung hat sich gezeigt, daß die kinetischen Bedingungen für die

π Ammoniak-Ammoniumsulfat-Auflösung des Cobalt-(Ill)-Nicderschlagcs bei Raumtemperatur vergleichsweise sehr gering sind, daß jedoch die Auflösung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise etwa 80°C. in

i\CSi\ii>r u€i

ausfällt. In der Verfahrensstufe (4) werden Niederschlag .'ο beispielsweise 2.40 kg/cm² oder 4,5O kg/cm² sehr rasch verläuft, d. h. in etwa zwei Stunden erfolgt ist. Durchgeführte Untersuchungen bestätigen, daß sämtliches Cobalt in der Lösung als Cobalt-(lll) vorliegt. Dies ist besonders wichtig, weil hierdurch die Bildung eines

_>-, Nickel-Doppelsalzes von vergleichsweise sehr hoher Reinheit ermöglicht wird.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel

Zunächst wurde ein Cobalt-illlJ-Nicderschlag dadurch erzeugt, daß Nickel-(ll)-Hydroxid unter Verwendung einer Lösung von NaOCI als Oxidationsmittel zu Nickel-(lll)-Hydroxid oxidiert wurde.

Eine typische Lösung zur Oxidation des Nickel-(ll)-Hydroxides enthält beispielsweise 5,25 Gew.-% NaOCI.

Der oxidierte Niederschlag wurde dann in eine Lösung einer Versuchsanlage eingeführt, die Nickcl- und Cobaltsulfat enthielt. Auf diese Weise wurde nach etwa einer Stunde bei 90 bis 95"C ein Cobalt-(III)-Niederschlag mit einem Verhältnis von Ni: Co von 3,5 : I erhalten. Dieser Niederschlag wurde dann in einer Reihe von Versuchen weiterverarbeitet, wobei zur Auflösung des Niederschlages Lösungen mit pro Liter 300 g (NH₄J₂SO₄ und verschiedenen Mengen an Ammo niak. wie sich aus der folgenden Tabelle I ergibt, verwendet wurden. Die Auflösung erfolgte bei einer Temperatur von etwa 80⁰C und einem Druc!. von 4,50 kg/cm-'.

Tabelle 1

Auflösung des CobalHIIlJ-Niederschlages in NHHNH^SO^Lösungen

Ausgangsmaterial Feststoffe Niederschlag

Produkt

7i Co

Flüssigkeit	NH₄OH	Vol.
H₂O	ml	ml
ml

Ni	Co	Zeit
g/1	g/i	Stunden
1K2	3,20	1
12,4	3,60	2
17.7	3.95	3

35,6

10,0

450

50

	g	%Ni	7	25 01 395	Flüssigkeit	NH₄OH	Produkt	8	Ni	Co	Zeit	1
	Ausgangsmaterial	35,2			H₂O	ml			g/l	g/l	Stunden	I
	Feststoffe				ml	100	Vol.		13,6	3,72	1
.-•or,*„un		35.2		400		ml	14,8	3,98	2
	Niederschlag		%Co		150		13,6	3,92	I	I
	g		10,4	350		578		4,00	2	i
	23.2	36.8						4,11	3	E
		10,4		200		11,6	3,84	1	1
22.4			300		568	12,0	4,04	2	1

		12,8
18.7

H,JJ

Aus den Daten der Tabelle ergibt sich, daß die Auflösung innerhalb von 2 bis 3 Stunden erfolgt war. Es wurde festgestellt, daß die Auflösung des Cobalt-(lll)-Niederschlages in einer Lösung von 300g (NH₄^SO₄ >-> pro Liter Lösung und NH(erfolgreich war.

Nach der Auflösung des Niederschlages, enthielt die Lösung 12,8 g Ni und 3,84 g Co, jeweils pro Liter Lösung.

TaI-IIe 2
Ausfällung von

Durch Zusatz konzentrierter Schwefelsäure wurde aus der Lösung das Nickel-Doppelsalz

ausgefällt. Es wurde eine Reihe von Fällungen durchgeführt, unter den aus der folgenden Tabelle 2 ersichtlichen Bedingungen.

Versuch ml konz. H₂SO₄ End-Nr. auf 200 ml einge- pll-

speiste Lösung Wert

Filtrat

Vol.
ml

Wasch-Lösung Niederschlag

Ni g/l

Vol. ml

Ni g/l

Co g/l

% Co

13
IK5

11.7

1.4
2,0

2.9

201
198

200

0,30
0.32

η T-i

0,34 3,84 50
50
"■0
50

10,4

10.0
in λ

10,8

0,014	11.5	17,2	0,014
0.013	12,5	16,0	0,008
0 0! *	η η	!6,Ί	η ηιη
0,013	11,6	16,8	0,008

Während des Zusatzes der H₂SO₄ stieg die Temperatur der Lösung auf 65°C an. Wie sich aus der letzten Spalte der Tabelle 2 ergibt, wies das Nickel-Doppelsalz einen sehr geringen Cobaltgehalt auf. Die Verhältnisse von Ni : CO ergeben sich aus der folgenden Tabelle 3.

Tabelle 3

Versuch Nr.

Verhältnis Ni: Co

2
3

1200:1
2000:1
1640:1
2100:1

Wie sich aus den ermittelten Ergebnissen ergibt liegt das Verhältnis von Ni: Co in den Doppelsalzen bei über 1000: Ibis zu über 2000:1.

Die verbliebene Lösung von der Doppelsalzausfällung mit dem Cobalt und restlichem Nickel wurde dann zur Entfernung des Nickels durch eine Austauscherkolonne geführt die ein kationisches Cheiat bildendes Ionenaustauscherharz, selektiv für die Adsorption von Nickel, enthielt Das im vorliegenden Falle verwendete Austauscherharz bestand aus einem kationischen Iminodiacelatchelatbildnerharz in der Ammoniumform. Derartige Harze sind im Handel erhältlich, beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen DOWEX A 1.

-„, DOWEX XF-4045und Amberlite XE-318.

Durch Versuche wurde festgestellt daß die aus der Kolonne abgezogenen Lösungen nur noch sehr geringe Mengen Nickel enthielten, beispielsweise 1 ppm. Nach der Adsorption des Nickels, wurde das adsorbierte Nickel mittels einer 4 N H2SO₄-Lösung abgezogen. Nach Abstreifen des Nickels wurde das lonenaustauscherharz mittels 3 bis 4 Bett-Volumina einer 20%igen NH₄OH-Lösung regeneriert

Die Versuche wurden mit Cobalt-(III)-Lösungen durchgeführt in denen das Verhältnis von Co : Ni bei ungefähr 3 :1 lag. Vor Verwendung des Austauscherharzes, wurde es in die Ammoniumform überführt indem ein Strom einer 20%igen NH₄OH-Lösung aufwärts durch die Kolonne fließen gelassen wurde. Die Cobalt-{III)-Lösung wurde dann abwärts durch die Kolonne geführt Abwärts wurden auch die Waschlösungen durch die Kolonne geführt Der Adsorption des Nickels schloß sich eine Wäsche mit Wasser an, und

10

daraufhin eine Wäsche mit einer Lösung von 5% (NH^)₂SO₄ und 1 N NH₄OH. Hierdurch wurde eingeschlossenes Cobalt und Nickel entfernt. Nach einer weiteren Wäsche mit Wasser wurde das Nickel dann mittels einer 4 N ^SCVLösung abgestreift oder eluiert. Das Eluierungsmittel, das im lonenaustauscherharz verblieb, wurde mittels Wasser entfernt, worauf das

Tabelle 4

Nickel-Adsorption an lonenausiauscherharz vom Typ Dowex XF-4045 von Cobalt-(II1)-Lösungen mit einem Verhältnis von Co : Ni von 3 : 1

Austauscherharz "ieder in die Ammoniumform überführt wurde.

Die Ergebnisse, die bei Verwendung von Cobalt-(lll)-Lösungen mit Verhältnissen von Co : Ni von 3 : I und 20,2 :1 erhalten wurden, sind in den folgenden Tabellen 4 und 5 zusammengestellt.

	Auswertung g/l
	ml
Eingespeiste Lösung,	500
pH = 1,5
Effluent	569
Waschmittel	2000
Effluent plus Waschmittel	2569
Eluat	610
Waschmittel	300
Eluat plus Waschmittel	910

Co

Verhältnis Ni : Co

Co : Ni

0,199

0,001 0,001 0.001 0,150 0,016 0,106 0,593

0,186
0,083
0,106
0,038
0,006
0,027

3.9
2.7
3.9

3,0

186

83

106

Cumulative Ni-Beladung > 97,0%
Cumulative Co-Beiadung 8,4%

0,45359 g Ni/0,02832 m^J Austauscherharz = 0.020
0,45359g Co/0,02832 m' Austauscherharz = 0,006

Tabelle 5

Nickel-Adsorption an lonenaustauscherharz vom Typ Dowex XF-4045 aus Cobalt-(111)-Lösungcn

mit einem Verhältnis von Co : Ni von 20.2 : I

Auswertung, g/l ml Ni

Cu

Verhältnis Ni : Co

Co : Ni

Eingespeiste Lösung,

850

0,208 4,20

0,001

20,2

EfTluent	1000	<0.00l
Waschmittel	1940	<0,001
EfTluent plus Waschmittel	2940	<0.001
Eluat	600	0,304
Waschmittel	500	0,026
Eluat plus Waschmittel	1100	0,178

Cumulative Ni-Beladung > 99,0%
Cumulative Co-Beladung 3,2%

0,45359 g Ni/0,02832 m³ Austauscherharz = 0,043
0,45359 g Ni/0,02832 m³ Austauscherharz = 0,013

Aus den Daten der Tabellen ergibt sich, daß eine vorteilhafte Trennung des Nickels aus der Cobalt-(lll)-Lösung erreichbar ist Der Nickelgehalt der Cobalt-Lösungen, die aus der Kolonne austraten, war sehr niedrig und lag bei etwa 1 ppm. bei einem Nickelgehalt der Ausgangslösung von 208 ppm. Nach der Entfernung des Nickels wurden Verhältnisse von Cobalt: Nickel von 1175: !erhalten.

2,660	0,0005
0.409	0.0005
1,175	0,0005
0,108	0,004
0,017	0,0005
0,066	0,002

2,8 1,5

2,7

2660

409

1175

Die Strömungsgeschwindigkeiten durch die Adsorptionskolonne lagen bei den durchgeführten Versuchen bei etwa 3,7851 oder weniger pro Minute pro 0,02832 m³ Austauscherharz, und zwar sowohl bei der Beladung des Austauscherharzes wie auch bei der Eluierung. Die Eluierung des Nickels aus dem Austauscherharz verlief unter Verwendung von 4 N H2SO4 schnell und vollständig.

Hiemi 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) den Niederschlag bei einer Temperatur von 80 bis 120⁰C und unter einem Druck von mindestens 1,40 kg/cm² in einer Ammoniumsulfatlösung mit mindestens 100 g (NH₄)JSO₄ und mindestens 50 g NH3 pro Liter Lösung löst,

(b) die Lösung auf einen pH-Wert von 1,5 bis 3,0 ansäuert und abkühlt,

(c) den ausgefällten Nickelammoniumsulfat-Niederschlag von der Lösung, enthaltend das Cobalt und restliches Nickel abtrennt und

(d) aus der Lösung das restliche Nickel mittels einer Ionenaustauscherkolonne mit einem kationischen iminodiacetatharz in der Ammoniumform adsorbiert und aus dem Kolonnendurchlauf das Cobalt isoliert.