DE2930118A1

DE2930118A1 - Verfahren zum abtrennen und gewinnen von kobalt aus einer waessrigen, kobalt enthaltenden loesung

Info

Publication number: DE2930118A1
Application number: DE19792930118
Authority: DE
Inventors: Eiji Itoh; Kazuhiko Motoba
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1980-05-29
Also published as: NO156833B; NO156833C; FR2440995A1; FI69113B; PH14026A; AU516800B2; CA1119819A; GB2033361B; NO792369L; US4242314A; FI792329A; DE2930118C2; FR2440995B1; AU4888679A; FI69113C; GB2033361A

Description

Dr. Joachim Rasper

Patentanwalt

^ • _NIP -,

62 Wiesbaden

U»n\titm Μ* 1 Td.

Nippon Mining Co., Ltd. Minato-ku, Tokio, Japan

Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Kobalt aus

einer wässrigen, Kobalt enthaltenden Lösung

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Kobalt aus einer wässrigen Lösung, die Kobalt und andere Metalle, wie Nickel, Zink, Kupfer u.a. enthält. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein solches Verfahren, bei welchem Kobalt in hoher Reinheit durch eine flüssig/flüssig-Lösungsmittelextraktion aus einer wässrigen Lösung abgetrennt und gewonnen wird, wie sie z.B. bei der sauren Auslaugung eines kobalthaltigen Erzes anfällt.

In jüngerer Zeit sind Techniken zur selektiven Abtrennung und Gewinnung von Kobalt durch flüssig/flüssig-Lösungsmittelextraktion aus einer Kobalt enthaltenden wässrigen Lösung entwickelt worden, wie sie z.B. bei der Säureauslaugung von Kobalt neben Nickel und andere Metalle enthaltenden Erzen erhalten wird, und dies hat zu einer Vielzahl von Vorschlägen für die Abtrennung des Kobalts geführt. Trotzdem gibt es noch immer kein vorteilhaftes Verfahren zur Abtrennung und Gewinnung von Kobalt in hoher Reinheit aus den vorstehend erwähnten wässrigen lösungen, die Kobalt neben anderen Metallen, wie Nickel, Zink, Kupfer u.a. enthalten.

^Erst kürzlich wurde die ausgezeichnete Eignung des Mono-2-äthylhexylesters von 2-Ä'thylhexylphosphonsäure (nachstehend als M2EHP bezeichnet) als wirksames Extraktionsmittel für die selektive Extraktion von Kobalt entdeckt, was zu einer mäßig selektiven Extraktion und Abtrennung von Kobalt aus einer Kobalt enthaltenden wässrigen Lösung durch eine flüssig/flüssig-Extraktion unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels führte, welches den oben vorstehend erwähnten M2EHP enthielt. Es war jedoch auch hierbei immer noch unmöglich, die Überführung geringer Mengen anderer in der wässrigen Lösung enthaltener Metallionen, wie Zink- und Kupferionen in die organische Lösungsmittelphase zusammen mit dem Kobalt zu verhindern, so

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daß, wenn Kobalt in der organischen Phase durch herkömmliche Rückextraktion (die Rückextraktion von Metall wird im nachfolgenden als "Strippen" eines Metalls bezeichnet) abgetrennt und gewonnen wird, diase Metallionen zusammen mit Kobalt ebenfalls gestrippt werden, wodurch es praktisch unmöglich ist, Kobalt in hoher Reinheit abzutrennen und zu gewinnen.

Ziel der vorliegenden Erfindung war deshalb ein Verfahren, mit dem die genannten Probleme überwunden werden können und ein außerordentlich selektives Strippen von Kobalt ermöglicht wird; dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der pH-Wert des Systems während des Strippens von Kobalt aus der Kobalt enthaltenden organischen Phase innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird, wobei andere Metalle (Ionen) in der organischen Lösung zurückbleiben; diese können nach dem vorerwähnten Strippen von Kobalt in einer zweiten Stufe wirksam gestrippt werden, wobei der pH-Wert des Systems unterhalb eines vorbestimmten Wertes gehalten wird.

Es wurde zugleich gefunden, daß andere Monoalkylester von Alkylphosphonsäure ebensogut als Extraktionsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren großen Vorteil, daß das organische Lösungsmittel für die Extraktion von Kobalt nach Reinigung als Lösungsmittel wieder benutzt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher Figur 1 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Extrahierbarkeit solcher Metalle, wie Kobalt, Nickel, Zink und Kupfer aus einer

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wässrigen, Kobalt und andere Metalle, wie Nickel, Zink und Kupfer enthaltenden Lösung, und dem pH-Wert des Systems ist, wie er beobachtet wird, wenn eine solche Lösung mit einer organischen Lösung in Berührung gebracht wird, welche 20 Vol.-% M2EHP enthält, und Figur 2 ein Fließschema ist, welches die einzelnen Schritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Die Monoalkylester von Alkylphosphonsäuren, die als Kobalt-Extraktionsmittel in dem erfindungsgeraäßen Verfahren verwendbar sind,·entsprechen der folgenden Formel (I):

Il

R₁-P-OH
0

^R2

in welcher R₁ und R- gleich oder voneinander verschieden sein können und eine Alkylgruppe mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen. Zu diesen Estern gehören, zusätzlich zu dem bereits erwähnten M2EHP, z.B. der Mono-3,5,5-trimethylhexyl-ester oder Monoisodecylester von 3,5,5-Trimethylhexylphosphonsäure, der Monoisodecylester von Isodecylphosphonsäure, der Mono-3,5,5-trimethylhexylester oder Monoisodecylester von 2-Άthylhexylphosphonsäure usw..

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein organisches Lösungsmittel zubereitet, indem das Extraktionsmittel in einem organischen Verdünnungsmittel, wie Kerosin, in einer Konzentration von gewöhnlich 2,5 bis 40 Vol.-% gelöst wird, und dann wird dieses Lösungsmittel mit der wässrigen Lösung in Berührung gebracht, die Kobalt und andere Metalle enthält, Um mit mäßiger Selektivität Kobalt aus der wässrigen Lösung in das organische Lösungs-

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mittel zu extrahieren. Diese Extraktionsstufe kann mittels einer gewöhnlichen flüssig/flüssig-Lösungsmittelextraktionstechnik leicht bewerkstelligt werden.

Danach wird die organische Phase, in welche das Kobalt extrahiert worden ist (eine solche organische Lösungsmittelphase wird im nachfolgenden als organische Phase bezeichnet), und die geringe Menge an metallischen Verunreinigungen enthält, mit einer wässrigen Lösung in Berührung gebracht, welche eine Mineralsäure, wie Salzsäure oder Schwefelsäure enthält, um das Kobalt aus der organischen Phase zu strippen. In dieser Stufe ist es sehr wichtig, den pH-Wert des Systems innerhalb des Bereichs von 1,5 bis 3,5 während des Strippens zu halten, um ein selektives Strippen von Kobalt allein zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß kann das gesamte Verfahren zum Strippen von Kobalt aus der Kobalt und andere metallische Verunreinigungen enthaltenden organischen Phase in mehreren Stufen durchgeführt werden, wobei in einer ersten Stufe nur Kobalt aus der organischen Phase gestrippt wird, indem der pH-Wert innerhalb des Bereichs von 1,5 bis 3,5 gehalten wird, und in einer zweiten Stufe die organische Phase aus der ersten Stufe mit einer zirkulierenden Mineralsäurelösung in Berührung gebracht wird, während Mineralsäure in einer solchen Menge zugeführt wird, daß der pH-Wert bei unter 1,0 bleibt, wodurch andere metallische Verunreinigungen aus der organischen Phase rückextrahiert werden.

Ein Teil der zirkulierenden Mineralsäurelösung, in welcher die Konzentration anderer metallischer, aus der organischen Phase gestrippter Verunreinigungen erhöht ist, kann zur Wiederverwendung in die erste Stufe zurückgeführt werden, während ein anderer Teil in die Stufe geleitet wird, in der die Verunreinigungen

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außerhalb des Systems entfernt werden. Das vorstehend erwähnte Kobalt-Strippen in der ^rscen Stufe kann sehr wirkungsvoll bewerkstelligt werden, v/enn c.ls d^e wässrige Lösung, die mil: der organischen Phase in Berührung gebracht wird, eine saure Lösung verwendet wird, vie sie bei der Elektrolyse von Kobalt anfällt.

Bisher war es beim Striken von Kobalt aus der organischen Phase unter Verwendung einer ^inoralsäurelösung unmöglich, die überführung von metallisch.,:- Verunreinigungen, wie Zink, Kupfer usw., die in der orc/^iwCi^;. 2hüö3 enthalten sind, in die Mineraisäurelösung zusarxur. iv.it Kobalt zu verhindern. Jedoch können gemäß der vorliegenden Erfindung solche metallische Verunreinigungen im wesentlichen in der organischen Phase zurückgehalten werden, dank der Tatsache, daß der pii-Wert beim Extrationsgleichgewichc solcher metallischer Verunreinigungen niedriger als der von Kobalt ist, Das Strippen von Kobalt ist im allgemeinen in einer. Mehrstufen-Gegenstrom-Kontaktsystem praktiziert worden, jedoch ist es bei diesem System notwendig, eine Mineralsäure mit der organischen Phase in Berührung zu bringen, und zwar in einer solchen Menge, daß die Menge an Mineralsäure der Menge an Kobaltionen in der organischen Phase äquivalent ist. Eine solche qualitative Regelung ist in der Praxis sehr schwierig, und ir.it diesem System konnte kein wirksames Strippen von Kobalt erzielt werden.

Wenn die Menge an Mineralsäure überschüssig wird, wird der pH-Wert der Lösung gesenkt, was zu einer überführung von metallischen Verunreinigungen in die Mineralsäurelösung zusammen mit Kobalt führt, während dann, wenn die Menge an Mineralsäure unzureichend wird, der Restgehalt von Kobalt in der organischen Phase zunimmt, was zu einer Verminderung der Ausbeute an Kobalt führt.

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-_k-n ORIGINAL

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Bei dem erfindungsgemilßen Verfahren kann das Strippen von Kobalt aus der organischen 2ho.se innerhalb eines weiten Teiupijraturbereichs von 15 jis 80°C durchgeführt werden, wobei der pH-Wert innerhalb ά~~3 oben erwähnten Bereichs gehalten wird; zur Erzielung einer rü^xii~;a^en Ausbeuce an Kobalt und zur sicheren Verfahrensführung wird jedoch eine Temperatur £>ei etwa 60°C vorgezogen. Dz.3 Volui'aenverhäitnis der organischen Phase zu d^.r wässrigen Phase (0/A) beim Strippen von Kobalt, sowie die Konzentration der Säure in der wässrigen Phase sind jedoch keinesfalls kritisch.

Figur \ zeigt einen Zusar.iienhang zwischen der Extrahiez'barkeit von Metallen und der. ^I-I-'Jerc der wässrigen Mineralsäurelösung für den Fall, dai3 die organische Phase eine Kerosinlösung ist, die 20 Vol.-% X2EKP enthält; die Temperatur ist 60°C. Wie Figur 1 zeigt, ist die 2xtrahierbarkeit von Kobalt bei einem pH-Wert von etwa 2 stark reduziert, und wenn also das Strippen bei einer:. pH-Uert von 1,5 bis 3,5 durchgeführt wird, kann Kobalt ohne bee lai'cendes Zink selektiv gestrippt werden. Die Extrahierharhe_c von Kupfer ist in dem gleichen pH-3ereich ebenfalls reduziert; da jedoch das Kupfer gewöhnlich in sehr geringen Mengen und fast nur in Spuren vorkommt, dient der vorstehend erwähn~~ v^-iareich zum Strippen von Kobalt unter Ausschluß von Züv:.

Das erfindungsgemäße Rückextraktionsvez~fahren wird nachstehend unter Hinweis auf Figur 2 ausführlicher beschrieben.

In Figur 2 ist folgendes dargestellt: St-I und Sc-II sind die erste und die zweite Stufe bei dem Strippverfahren; Ξ ist eine E^ektrolysestufe von Kobalt; Sv ist ein Tank für eine wässrige Mineralsäurelösung; 1 ist eine Beschickungsleitung für die organische Phase in die erste

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Strippstufe; 2 ist eine iöoch.l.ckungsleitung für die organische Phase in die zweite Strippe-ufe; 3 ist eine Austragsleituiic, für die organische Phu;.c_y die vor. Kobalt und metallischexi Verunreinigungen befrei- -£.c; 4 ist eine Beschickungsleitunq zu der Elektrolysestuf ο '£. für die wässrige Lösung, welche gestripptes Kobalt zusi.;:.:.;o:i iv.iL einer geringen Menge an anderen metallischen Verunreinigungen enthält; 5 ist eine Berichickungsleitung für die wässrige Mineralsäurelösung von der Elektrolysestufe E zu der ersten Strioostufe St-I; 5¹ ist eine Leitung, in welcher die Lösung auo 5 und ein Teil der zirkulierenden wässrigen Mineralsäureiösung aus der zweiten Strippstufe gemeinsam in die erste S^rippotufa fließen; 6 ist eine Beschickungsleitung für eine wässrige Mineralsäurelöcung von deren Tunk Sv zu der zweiten Strippstufa St-II; die wässrige Mineralsäurelösung zirkuliere durch die Leitungen 6 und 7; der wässrige Ausfluß aus aer zweiten Strippstufe wird teilweise über eine Leitung 8 unter Steuerung durch ein Ventil P zu der ersten Strippstufe geführt; i> isc eine Leitung, durch welche ein Teil der zirkulierenden wässrigen Mineralsäurelösung, welche angereicherte Metalle, wie 2ink, Kupfer und andere Metalle enthält, aus de:;. Systo:;,. nach außen abgezogen wird; 10 ist eine Zuführungsleitung für Mineralsäure in das System; 11 ist eine Leitung für einen Teil der wässrigen Mineralsäurelösung, mit welcher die organische Phase gewaschen wird, bevor sie in die erste Strippstufe S'c-I eintritt.

Bei der praktischen Durchführung des Extraktionsprozesses wird die organische Phase, die in einem getrennten System mit mäßiger Selektivität Kobalt aus dar wässrigen, Kobalt und metallische Verunreinigungen enthaltenden Lösung extrahiert hat, in die erste Stufe St-I der Kobaltextraktion aus Leitung 1 eingespeist, während eine wässrige Kineralsäurelösung aus der Elektrolysestufe Ξ gleichzeitig in St-I über Leitung 5 zugeführt wird, so daß die organische Phase mit der wässrigen Mineralsäurelösung in St-I in Berührung gebracht wird. Um

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während dieses Kontakes dan pH-Wert bei 1,5 bis 3,5 zu steuern, wird ein Teil der zirkulierenden wässrigen Mineraisäurelösung über Leitung 8 unter dar Kontrolle des Ventils P zugeführt.

Bei diesem Kontakt wird du in der organischen Phase enthaltene Kobalt recht selektiv durch die wässrige Mineralsäurelösung gescrippt, und die Lösung wird übar Leitung 4 in die Eiektrolysestufe E geführt. Dia ir. dar v.dssrigen Mineralsäurelösung aus dei· Eleklrolyses-cuf^ Z anuhaltenen metallischen Verunreinigungen werden in d:.ö organische Phase extrahiert, die der ersten Kobalt-Stripps:u:i zugeführt wird. Mit anderen Worten: die erste Kobalc-S-crippstufe hat die Wirkung, daß die. von der Leitung 5 korc;;.enda wässrige Mineraisäurelösung gewaschen wird, wodurch in der Slekcroiysestufe Kobaltmetall von hoher Reinheit gewonnen werden Kann. Die organische Phase aus der ersten Strippstufe St-I wird zu der zweiten Strippstufe St-II geleitet; der Flu3 der organischen Phase wird dabei synchronisiert mit dem Einfließen weiterer wässriger Mineralsäurelösung aus dem Tank Sv über Leicung 6. Dar pH-Wert der wässrigen Lösung wird so gesteuert/ dai er kleiner als 1,0 ist, indem Mineralsäure in den Tank Sv über Leitung 10 eingeführt wird, so daß die organische Phc.se :.;it der wässrigen Mineralsäurelösung bei einem pH-Wert von weniger als 1,0 in der zweiten Strippscufe in Berührung gez.rc.dit. wird. Die ausfließende organische Phase aus der zweiten S\:u::a ist nun frei von metallischen Verunreinigungen und ebenfalls von Kobalt, welches in einer sehr geringen Menge in. dera Ausfluß aus St-I enthalten war. Infolgedessen kann die organische Phase aus St-II zu der Kobaltextraktion als Excraktionsmittel zurückgeführt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die metallischen Verunreinigungen, wie Zink, Kupfer und usw., sowie sehr geringe Mengen an Kobalt, die in der ausfließenden organischen

Phase aus St-I enthalten waren, durch die wässrige Mineralsäurelösung in St-II gestrippt, und auf diese Weise reichern sie sich allmählich in der zirkulierenden Mineralsäurelösung bei dem wiederholten Strippen der organischen Phase an. Aus diesem Grunde wird ein Teil der zirkulierenden Lösung aus dem Zirkulationssystem über Leitung 9 zu de- Tank für die wässrige, Kobalt enthaltende Lösung (außerhalb des gesamten Strippsystems) abgezogen, nachdem er zur Entfernung anderer Verunreinigungen behandelt worden ist. Die Kobalt enthaltende wässrige Lösung wird zu der Kobaltextraktionsstufe geleitet.

Die pH-Wert-Steuerung in der ersten und der zweiten Strippstufe gemäß der vorliegenden Erfindung wird wie folgt durchgeführt:

In der ersten Stufe ist es ratsam, den pH-Wert durch Einstellung der Menge an Mineralsäurelösung zu steuern, die aus dem Zirkulationssystem abgezogen wird, d.h. die Menge der Lösung, die zu der ersten Strippstufe zurückgeführt wird, während man den pH-Wert der Lösung überprüft, die aus der Kobalt-Strippstufe abfließt. In der zweiten Stufe wird der pH-Wert durch Einstellung der Menge an Mineralsäure gesteuert, die in das Zirkulationssystem eingeführt wird, während der pH-Wert der wässrigen Lösung überwacht wird, die aus der Stufe abfließt, in welcher metallische Verunreinigungen gestrippt werden. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die metallischen Verunreinigungen, wie Zink, Kupfer usw. nicht in der ersten Strippstufe gestrippt, sondern in der organischen Phase zurückgehalten, die aus der ersten Strippstufe abfließt; sie werden jedoch in der zweiten Stufe gestrippt und in die wässrige Mineralsäurelösung überführt. Die wässrige Lösung wird, wie vorstehend erwähnt, zirkuliert, und ein Teil derselben wird in die erste Stufe eingeführt, während die metallischen

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Verunreinigungen, die in d^ Teil der wässrigen Mineralsäurelösung enthalten sine, welcher der ersten Stufe zugeführt wird, nicht in der ersten Stufe gestrippt werden, sondern durch die organische Phase extrahiert werden. Infolgedessen werden die metallischen Verunreinigungen in der in Zirkulation befindlichen wässrigen Mineralsäurelösung allmählich angereichert.

Die kritische Bedeutung der pH-Steuerung in jeder Strippstufe, sowie die Extraktionswirkung bei einem pH-Wert unter 1,0 zum Strippen der metallischen Verunreinigungen in der organischen Phase, die aus der ersten Kobalt-Strippstufe abfließt, ist aus Figur 1 ersichtlich. Dia Extrahierbarkeit von Kupfer ist in dem für das Strippen von Kobalt verwendeten pH-Bereich ebenfalls reduziert; da jedoch der Kupfergehalt in der organischen, in die zweite Strippstufe eingeführten Phase gewöhnlich sehr gering ist, kann der pH-Bereich, in welchem das Strippen von Zink unterbunden werden kann, wirksam für die aktuellen Zwecke ausgenützt werden.

Der flüssig/flüssig-Kontakt in der ersten und der zweiten Strippstufe kann, wie erwähnt, innerhalb eines weiten Temperaturbereichs von 15 bis 8O°C durchgeführt werden, jedoch wird gewöhnlich eine Temperatur von etwa 60°C vorgezogen.

Obwohl es für das Volumenverhältnis der organischen Phase zur wässrigen Mineralsäurelösung (0/A) in jeder Strippstufe, sowie für die Konzentration an Mineralsäure in der wässrigen Lösung keine kritischen Grenzwerte gibt, ist es vorzuziehen, diese Werte in zweckmäsiger Weise auszuwählen, wobei die Konzentration an Kobalt in der organischen Phase ebenso wie die Konzentrationen an metallischen Verunreinigungen, wie Zink, Kupfer usw. in der organischen Phase zu berücksichtigen sind.

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ORIGINAL INSPECTED

Wie die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur in der Lage, Kobalt mit hoher Reinheit aus einer wässrigen, Kobalt enthaltenden Lösung zu gewinnen (Strippen), sondern hat auch den Vorteil, eine Wiederverwendung des organischen Lösungsmittels zu ermöglichen, das bereits einmal für die Extraktion von Kobalt verwendet worden ist. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren außerordentlich für die Anwendung in industriellem Xaßstab geeignet, weil das Strippen von Kobalt aus der organischen Phase und das Strippen von metallischen Verunreinigungen zur Klärung des organischen Lösungsmittels in einem zirkulierenden System vorgenommen werden kann. Außerdem kann die Anreicherung von metallischen Verunreinigungen in der in Zirkulation befindlichen wässrigen Mineralsäurelösung dadurch gesteuert werden, daß ein Teil der wässrigen Mineralsäurelösung aus dem zirkulierenden System abgezogen wird.

Schließlich ist es erfindungsmäß möglich, eine hoch-reine Kobaltlösung, die nur sehr geringe Mengen an metallischen Verunreinigungen enthält, der Elektrolysestufe zuzuführen, so daß es möglich ist, metallisches Kobalt von hoher Reinheit zu gewinnen, und außerdem kann das organische Lösungsmittel, das bereits einmal für Extraktion von Kobalt verwendet wurde, in dem Verfahren wirksam gereinigt werden und für die Wiederverwendung in der Extraktionsstufe brauchbar gemacht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend durch die Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Hie nachstehenden Versuche wurden mit drei unterschiedlichen organischen Extraktionsmitteln durchgeführt: M2EHP, Monoisodecylester von 2-Äthylhexylphosphonsäure und Mono-Isodecylester von 3,5,5-Trimethylhexylphosphonsäure.

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ORIGINAL INSPECTED

Eine wässrige, Kobalt und geringe Mengen an Zink und Kupfer enthaltende Lösung wurde bei 5O°C mit jeweils einer der drei Kerosinlösungen in Berührung gebracht, die jeweils das eine der vorstehend genannten Extraktionsmittel in einer Menge von 20 Vol.-% enthielten, wodurch drei organische Phasen gebildet wurden, die jeweils 15 g/l Kobalt, 4 mg/1 Zink und 1 mg/1 Kupfer enthielten. Jede organische Phase wurde außerdem zum Strippen von Kobalt mir einer wässrigen Lösung in Berührung gebracht, die einen pH-Wert von 0,2 aufwies und 35 g/l Schwefelsäure enthielt; das Volumenverhältnis O/A lag bei etwa 2. Der pH-Wert der ausfließenden wässrigen Schwefelsäurelösung betrug 2,5 bis 3.0. Die Mengen an Kobalt, Zink und Kupfer in der abfließenden wässrigen Schwefelsäurelösung und der aus der Strippstufe abfließenden organischen Phase sind in Tabelle 1 wiedergegeben. In dieser Tabelle ist A eine wässrige Phase, nämlich die abfließende Schwefelsäurelösung, und O eine organische Phase, nämlich eine der Kerosinlösungen, die jeweils das eine der drei oben erwähnten Extraktionsmittel enthält.

Tabelle 1

Strippen von Kobalt

] Extraktions mittel	<o <0	A	1*	0	^Ä	2**	0	A	3***	0
Phase		21 .001 .001		4 .004 .001	20.5 «.0.001 <0.001	4.2 0.0038 0.001	21 .5 <0.001 <0.001		.1 0039 001
Kobalt (g/l) Zink (g/l) Kupfer (g/l)	0 0			4 0. 0.

Bemerkungen: 1*: Μ2ΞΗΡ; 2**: Monoisodecylester von 2-Äthylhexylphosphonsäure; 3***: Mono-Isodecylester von 3,5,5-Trimethylhexylphosphonsäure.

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Danach wurden die abfließenden organischen Phasen jeweils gestrippt, indem sie mit einer wässrigen Schwefelsäurelösung in Berührung gebracht wurden, welche 50 g/l Schwefelsäure enthielt, bei einem Verhältnis 0/A von 1, so daß der pH-Wert der aus der Kontaktzone abfließenden wässrigen Lösung unter 0,5 blieb. In jedem Falle lagen die Gehalte an Zink, Kupfer und Kobalt in der organischen Phase unter 1 mg/1. Infolgedessen konnte die abfließende organische Phase erneut für die Extraktion von Kobalt aus der Kobalt enthaltenden wässrigen Lösung verwendet werden.

Beispiel 2

Die drei gemäß Beispiel 1 zubereiteten Arten von Kerosinlösungen wurden zum Strippen in einem System gemäß Figur 2 in einem Dauerversuch von 3 bis 7 Tagen kontinuierlich bei einem O/A von 1/1 und einer Temperatur von 60°C eingesetzt. Die durchschnittlichen Konzentrationen von Kupfer und Zink in jeder in Figur 2 dargestellten Lösung (wässrige Lösungen und organische Phase) sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Der pH-Wert wurde in der ersten Strippstufe bei 2,0 bis 2,2 und in der zweiten Strippstufe bei 0 bis 0,2 gehalten.

Die Verfahrensbedingungen waren wie folgt:

Strömungsrate: 350 liter/min. organische Phase an den Punkten

1, 2 und 3.

350 liter/min. wässrige Lösung an den Punkten

4,5,6 und 7.

10 liter/min. am Punkt 10.

5 liter/min. an den Punkten 8, 9 und 11 in

Figur 2.

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Tabelle 2

Strippen von Kupfer und Zink

Punkte in Figur 2	Konzentration an diesen Punkten (mg/i)	Organische Phase (Extraktionsmittel)	3***
	Kupfer Zink	1* 2**	<0.5 0.7
1	Kupfer Zink	<0.5 <0.5 0.6 0.7	<0.5 1.4
2	<0.5 <0.5 1.3 1.4

Kupfer Zink

Spuren Spuren Spuren Spuren Spuren Spuren

Kupfer Zink

0.5
<0.5

0.6 0.6

0.5 0.5

Kupfer Zink

0.6
0.5

0.7
1.1

0.5 0.5

0.6 1 .2

0.6 0.5

0.7 1

u. 9

Kupfer Zink

11 50

13 50

Bemerkungen: 1*, 2** und 3*** bedeuten das gleiche wie in Tabelle 1.

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Wie Tabelle 2 zeigt, enthält insbesondere die organische Phase, die aus der zweiten Strippstufe abfließt, Spuren an Kupfer und Zink. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit erreicht.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Kobalt aus einer wässrigen, Kobalt enthaltenden Lösung, bei welchem diese wässrige Lösung mit einem organischen Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, das einen Monoalkylester einer Alkylphosphonsäure enthält, der der folgenden Formel entspricht:

R₁ - P - OH
¹ I
0

in welcher R₁ und R„ gleich oder voneinander verschieden sein können und eine Alkylgruppe mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, wodurch in dieser wässrigen Lösung enthaltenes Kobalt in dieses organische Lösungsmittel extrahiert und abgetrennt wird, und bei welchem das Kobalt enthaltende organische Lösungsmittel mit einer wässrigen Mineralsäurelösung in Berührung gebracht wird, um Kobalt rückzuextrahieren (strippen), dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert dieser wässrigen Mineralsäurelösung während deren Berührung mit diesem organischen Lösungsmittel im Bereich von 1,5 bis 3,5 hält.

2. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Kobalt aus einer wässrigen, Kobalt enthaltenden Lösung, bei welchem diese wässrige Lösung mit einem organischen Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, das einen Monoalkylester einer Alkylphosphonsäure enthält, der der folgenden Formel entspricht:

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R₁ - P - OH
¹ !

^R2

in welcher R. und R_ gleich oder voneinander verschieden sein können und eine Alkylgruppe mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, wodurch in dieser wässrigen Lösung enthaltenes Kobalt in dieses organische Lösungsmittel extrahiert und abgetrennt wird, und bei welchem das Kobalt enthaltende organische Lösungsmittel mit einer wässrigen Mineralsäurelösung in Berührung gebracht wird, um Kobalt rückzuextrahieren (strippen), dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert dieser wässrigen Mineralsäurelösung während deren Berührung mit diesem organischen Lösungsmittel im Bereich von 1,5 bis 3,5 hält ,und daß man das beim Strippen von Kobalt entstandene organische Lösungsmittel mit einer wässrigen Mineralsäurelösung mit einem pH-Wert unter 1,0 in Berührung bringt, um eine Rückextraktion (Strippen) von metallischen Verunreinigungen zu bewirken.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man diese wässrige Mineralsäurelösung während der Steuerung des pH-Wertes auf unter 1,0 im Kreislauf führt, indem man Mineralsäure zuführt und mindestens einen Teil der wässrigen Mineralsäurelösung in die Stufe der Kobalt-Rückextraktion zirkulieren läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als diese wässrige Mineralsäurelösung eine saure Lösung verwendet, die von einem Kobaltelektrolyse-Prozeß stammt.

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