DE2831146A1

DE2831146A1 - Verfahren zur gewinnung von kobalt

Info

Publication number: DE2831146A1
Application number: DE19782831146
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Chem Barthel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1978-07-15
Publication date: 1980-01-24

Description

Verfahren zur Gewinnung von Kobalt
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus kobalthaltigen Rohstoffen, insbesondere Erzen und Erzkonzentraten, bei dem Arbeitsmethoden der Hydrometallurgie angewendet werden.
In vielen kobalthaltigen Rohstoffen sind neben Kobaltverbindungen u.a. auch Verbindungen des Nickels, Eisens, Zinks, Mangans, Aluminiums, Chroms und Trupfers enthalten. Es ist bekannt, daß die in den Rohstoffen enthaltenen wasserunlöslichen Kobaltverbindungen und die unlöslichen Verbindungen anderer Metalle durch Laugung mit Säuren teilweise oder vollstandig in lösliche Salze überführt werden können. Für die saure Laugung wird insbesondere Salzsäure und daneben auch Schwefelsäure sowie Salpetersäure verwendet. Es ist ferner bekannt, daß das Kobalt aus der sauren Metallsalz-Lösung durch Solventextraktion mit organischen Reagenzien abgetrennt werden kann, und auch die Reextraktion des Kobalts aus der organischen Phase sowie seine elektrolytische Abscheidung gehören zum bekannten Stand der Technik.
Obwohl verschiedene hydrometallurgische Maßnahmen zur Kobaltgewinnung im Prinzip bekannt sind und für sich allein auch weitgehend problemlos durchgeführt werden können, ergeben sich bei ihrer Verknüpfung zu einem integrierten Gewinnungsverfahren in der Praxis erhebliche technische und wirtschaftliche Schwierigkeiten.
So ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem der Rohstoff zunächst mit Salzsäure behandelt und bei dem anschließnd die salz saure Metallsalz-Lösung mit Triisooctylamin extrahiert wird. Bei der Extraktion wird das Kobalt mit hoher Selektivität, insbesondere gegen Nickel, nahezu quantitativ in die organische Phase als (Co C14)2 -Anion überführt, und auch die Re extraktion mit Salzsäure ist durchführbar. Die Gewinnung des Kobalts aus der salzsauren Lösung durch Elektrolyse ist hingegen nicht möglich, was die praktische Ansfendung der salzsauren Laugung und der Solventextraktion mit Triisooctylamin behindert.
Auch die Tagung kobalthaltiger Rohstoffe mit Schwefelsäure oder Salpetersäure und die nachfolgende Solventextraktion mit Dialkylpho sphorsäuren, vorzugsweise Di-2-Äthyl-Hexyl-Phosphorsäure, bzwO mit deren Alkali-oder Ammoniumsalzen bei einem pH-Wert von 5 bis 6 ist bekannt. Diese Extraktionsmittel sind gegenüber Kobalt aber nicht sehr selektiv und daher müssen vor der Solventextraktion andere Metalle, insbesondere Eisen und Kupfer, aus der zu extrahierenden Lösung durch zusätzliche Maßnahmen entfernt werden. Außerdem muß die Aetallsalz-Lösung vor der Solventextraktion durch Neu-.ralisa.ion und Pufferung auf den erforderlichen pH-Wert einge stellt werden, was zu einem erheblichen Cliern.ikalienverbrauch (Säuren und Alkalien) führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrometallurgisches Verfahren zur Gewinnung von Kobalt zu schafen, das bei wirtschaftlich vertretbaren Betriebskosten ohne technische Schwierigkeiten im großtechnischen Maßstab kontinuierlich durchgeführt werden kann und bei dem ein organisches Solventextraktionsmittel verwendet wird, mit dem Kobalt aus einer nicht salzsauren Metallsalz-Lösung selektiv extrahiert werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Kombination folgender, zum Teil bekannter Maßnahmen gelöst: a) Laugung der Rohstoffe mit verdünnter Schwefelsäure bei einem pH-Wert von 2,0 bis 2,8, o) Behandlung der filtrierten, kobalthaltigen, sauren Metallsalz-Lösung mit einem Oxidationsmittel, c) Solventextraktion des Kobalts mit Nitronaphtholen und/oder Alkyl-Nitronaphtholen, die in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind, d) Re extraktion des Kobalts aus der organischen Phase mit einer schwefelsauren Kobalt-II-salz-Lösung bei einem pH-Wert von 1, e) elektrolytische Abscheidung des Kobalts aus der sch.refelsauren Lö sung an Hartbleielektroden.
Entsprechend der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn als Oxidationsmittel Luft, Salpetersäure oder Wasserstoffperoxid verwendet werden und wenn als Solventextraktionsmittel 1 -Nitronaphthol (2) benutzt wird.
In überraschender Weise wurde gefunden, daß Kobalt aus einer schwefelsauren Metallsalz-Lösung, die insbesondere Kupfer, Nickel, Zink, Aluminium, Eisen, Mangan und Chrom enthält, durch Solventextraktion mit Nitronaphtholen und/oder Alkyl-Nitronaphtholen, vorzugsweise mit 1-Nitronaphthol(2), bei hoher Selektivität nahezu quantitativ abgetrennt werden kann, wobei das Extraktionsmittel in einem Gemisch von wasserunlöslichen höheren aliphatischen Alkoholen und aromatischen Kohlenwasserstoffen gelöst ist. Das zur Extraktion verwendet Nitronaphthol bildet mit Co3+-Ionen einen beständigen inneren Komplex, der indem organischen Lösungsmittel-Gemisch gut löslich ist und mit einer wässrigen, schwefelsauren, Kobalt-II-salz-Lösung reextrahiert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, daß das 1-Nitronaphthol(2) durch Oxidation des 1-ETitrosonaphthols(2) mit Salpetersäure in einfacher Weise gewonnen werden kann. Ferner sind die Nitronaphthole gegen Oxidationsmittel weitgehend beständig und können daher über einen langen Zeitraum zur Extraktion im Kreislauf gefahren werden. Die bei der Reextraktion anfallende Kobaltsalz-Lösung kann ohne Schwierigkeiten durch Gewinnungselektrolyse zu Kobalt aufgearbeitet werden, wobei die entstehende schwefelsäurehaltige Lösung erneut verwendet wird.
Durch die Kreislaufführung des Extraktionsrnittels und der Schwefelsäure entsteht ein Minimum an Abfallprodukten, die durch einfache Maßnahmen beseitigt werden können. Das gemäß der E-rfidung gestaltete Verfahren kann zur Kobaltgewinflung aus unterschiedlich zusammengesetzten Rohstoffen eingesetzt werden und verursacht nur geringe Betriebskosten.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Das kobalthaltige Erz 1 wird in der Mühle 2 zermahlen und über die Leitung 3 kontinuierlich in den mit einem Rührer versehenen, beheizbaren Reaktor 4- gefördert.
Im Reaktor 4 befindet sich eine Feststo:-Schwefelsäure-Suspension mit einem pH-Wert von 2,0 bis 2,8.
Über die Dosiervorrichtung 5 gelangt ständig verdünnte Schwefelsäure 27 in den Reaktor 4. Die Feststoff-Schwefelsäure-Suspension wird über die Leitung 6 dem Vakuum-Drehfilter 7 zugeführt, und die dort abfiltrierten Feststoffe 13 werden im Rührbehälter 8 mit Wasser 9 gewaschen. Im Sedimentationsbehälter 14 werden die Feststoffe abgetrennt und als Rückstand 10 auf einer Deponie abgelagert. Das Waschwasser 11 wird zur Herstellung von verdünnter Schwefelsäure 27 in den Mischbehälter 12 geführt.
Die schwefelsaure Metallsalz-Lösung 15 wird im Mischbehalter 16, der gleichzeitig als Puffergefäß wirkt, belüftet oder mit verdünnter Salpetersäure bzw. Wasserstoffperoxid versetzt, Die oxidierte, saure Metallsalz- Lösung 17 wird in die Extraktionskolonne 18 gefördert und dort einem organischen Extraktionsmittel 19 ententgegengeführt, das aus einem Lösungsmittel und aus 1 -Nitronaphthol (2) besteht. Die Solventextraktion kann auch in mehreren Kolonnen erfolgen. Die mit Kobalt beladene organische Phase 20 gelangt in die Reextraktionskolonne 21 und wird dort mit einer schwefelsauren Kobalt-II-salz-Lösung 22 reextrahiert.
Die aus der Extraktionskolonne 18 austretende kobaltfreie schwefelsaure Metallsalz-Lösung 23 wird zur Gewinnung anderer Metalle verwendet. Die Kobalt-II-salz-Lösung 22 wird in der Reextraktionskolonne 21 im Kreislauf geführt, wobei ein Teilstrom 23 zur Kobalt-Gewinnungselektroloyse 24 gelangt. Nach der elektrolytischen Abscheidung des Kobalts, wird die hinterbleibende schwefelsäurehaltige Lösung 25 in den t'ischbehälter 12 gefördert, wo aus ihr sowie dem Waschwasser 11 und der konzentrierten Schwefelsäure 26 die verdünnte Schwefelsäure 27 herges-tellt wird.
Ein Teil der verdünnten Schwefelsäure 27 gelangt iiber die Dosiervorrichtung 5 in die Reextraktionslösung 22, während der größte Teil der verdünnten Schwefelsäure 27 zur Laugung der kobalthaltigen Rohstoffe verwendet wird. Aus dem Teilstrom 23 wird durch elektrolytische Abscheidung das Kobalt gewonnen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Kobalt aus kobalthaltigen Rohstoffen, insbesondere Erz@n und Erzkonzentraten, gekennzeichnet durch die Kombination folgender daß nahmen: a) Laugung der Rohstoffe mit verdünnter Schwefelsäure bei einem pH-Wert von 2,0 bis 2,8, b) Behandlung der filtrierten, kobalthaltigen, sauren Metallsalz-Lösung mit einem Oxidationsmittel, c) Solventextraktion des Kobalts mit Nitronaphtholen und/oder Alkyl-Nitronaphtholen, die in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind, d) Reextraaktion des Kobalts aus der organischen Phase mit einer schwefelsauren Kobalt-II-salz-Lösung bei einem pH-Wert von 1, e) elektrolytische Abscheidung des Kobalts aus schwefelsaurer Lösung an Hartbleielektroden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmit-tel Luft, Salpetersäure oder Wasserstoffperoxid verwendet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Solventextraktionsmittel 1-Mitronaphthol(2) verwendet wird.