DE3119147C2 - - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Kobalt und Nickel aus diese Metalle enthaltenden magnesiumhaltigen wäßrigen Lösungen unter Einsatz von Flüssig-Flüssig-Extraktion. Das Magnesium wird entweder absichtlich aus dem zu verarbeitenden Kobalt/Nickelerz oder -konzentrat, sofern dieses magnesiumhaltig ist, herausgelöst und bei der der Flüssig-Flüssig-Extraktion vorangehenden Reinigung der Lösung in dieser belassen, oder es wird bedarfsfalls vor oder im Zusammenhang mit der Extraktion zugesetzt. Dabei ist es wünschenswert, Kobalt mit guter Ausbeute aus kobalt- und nickelhaltigen Lösungen in Form eines Produktes von hohem Kobalt/Nickel-Gewichtsverhältnis zu gewinnen. Es sollen über 99% des Kobalts extrahiert werden, und gleichzeitig soll das Kobalt/Nickel- Verhältnis des gewonnenen Kobaltproduktes auf das 1000- bis 20 000fache des entsprechenden Metallverhältnisses der der Extraktion zugeführten Lösung gebracht werden. Dank verbesserter Abtrennung soll das Verfahren auch zum Abscheiden von Kobalt aus Lösungen eingesetzt werden, in denen ein hohes Nickel/Kobalt-Verhältnis vorliegt, zum Beispiel aus Lösungen Laterit verarbeitender Nickelprozesse, in denen das Gewichtsverhältnis Nickel/Kobalt u. U. über 1000 betragen kann.

Zur Lösung des bekanntlich schwierigen Problems der Kobalt/Nickel- Trennung hat man bereits früher u. a. vorgeschlagen, konzentrierte Chloridlösungen zur Überführung des Kobalts in Chlorido-Kobaltatform oder ammoniakalische Lösungen zur Oxydation des Kobalts mit Luft in seine dreiwertige Form einzusetzen; in beiden Fällen erreicht man einen ausreichenden Unterschied im chemischen Verhalten von Kobalt und Nickel um sie nach bekannten metallurgischen Verfahren (ab-)trennen zu können. Derartige Abtrennungsverfahren stellen jedoch eine ziemliche Belastung des Prozesses dar sofern es sich nicht vorteilhaft gestaltet, auch die Auslagung des zu verarbeitenden Ko­ balt/Nickel-Erzes beziehungsweise -Konzentrats auf Chlorid- beziehungsweise auf ammoniakalischer Basis durchzuführen.

Bei vielen Prozessen wäre es insgesamt gesehen günstiger, wenn das Kobalt aus der betreffenden Kobalt/Nickel-Lösung in Kationenform abgetrennt werden könnte, wobei die Abtrennung dann unabhängig von der Anionenart der Lösung möglich wäre. Diese könnte hierbei z. B. ein Sulfat sein, das den Einsatz von Schwefelsäure als günstiges Auslaugungsmittel erlauben würde. In der US-PS 33 99 055 ist dargelegt, daß eine Trennung des Kobalts vom Nickel durch Einsatz von Organophosphorsäure in ihrer Alkali- oder Ammoniumsalzform als Extraktionsmittel erfolgen können. Als in Frage kommendes Salz wird das Ammoniumsalz der Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure angeführt, das als Kationenaustauscher fungiert indem es das ausgezogene Metall bindet und dafür an die wäßrige Lösung eine äquivalente Menge Ammoniumionen abgibt.

In der DE-PS 24 24 822 ist aufgezeigt, daß man bei der Kobalt/Nickel-Trennung unter Einsatz von organischer Phosphorsäure als Extraktionsmittel ein besseres Ergebnis erzielt, wenn man der Kobalt/Nickel-Lösung vor der Extraktion Magnesium zusetzt. Das Magnesium wird zusammen mit dem Kobalt bei etwas niedrigerem pH-Wert als Nickel extrahiert und verdrängt mit wachsendem Metallgehalt der Extraktionslösung das Nickel aus letzterer. Im Endergebnis erhält man eine schärfere Trennung von Kobalt und Nickel. Unter den beschriebenen Verhältnissen wird jedoch ein großer Teil des zugesetzten Magnesiums zusammen mit dem abzutrennenden Kobalt extrahiert.

Gemäß DE-PS 28 20 841 wird als Extraktionsmittel zum Trennen von Kobalt und Nickel Alkylphosphonsäuremonoalkylester eingesetzt. Mit besagtem Extraktionsmittel, das in seiner Ammoniumsalzform eingesetzt werden soll, konnte Kobalt selektiver aus Kobalt-/Nickelsulfatlösungen extrahiert werden als dies mit einem entsprechenden Extraktionsmittel vom Di­ alkylphosphorsäure-Typ möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Niveau der bereits bekannten Verfahren beträchtlich bessere Kobalt/Nickel-Trennung zu erzielen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Extraktion von Kobalt aus magnesiumhaltigen Kobalt/Nickel-Lösungen unter solchen Bedingungen, daß sich das Kobalt beim Trennen vom Nickel gleichzeitig auch vom größten Teil des Magnesiums trennt. Da man es für wichtig hält, daß das Kobalt unabhängig von den in der Kobalt/Nickel-Lösung vorhandenen Anionen in kationischer Form extrahiert werden kann, kommen ausschließlich solche Kationenaustauscher in Frage, bei denen D _Co<D _Mg<D _Ni. Der Buchstabe D bedeutet in diesem Falle den Verteilungskoeffizienten des betreffenden Metalls, der bezüglich des betreffenden Metalls das Konzentrationsverhältnis C _org /C _aq in zwei in Gleichgewichtszustand gebrachten Lösungsphasen angibt. Die Bezeichnung org steht für organische Phase, die Bezeichnung aq für Wasserphase.

Ein Extraktionsmittel kann für Zwecke der vorliegenden Erfindung für tauglich gelten, wenn sich für diese Extraktionsmittel technisch realisierbare Verhältnisse finden lassen, unter denen beim Anheben des pH-Wertes der Kobalt/Magnesium/Nickel-Lösung das Kobalt stärker als das wiederum stärker als Nickel ins Extraktionsmittel übergehende Magnesium ins Extraktionsmittel überzugehen beginnt. Der Kobalt/Magnesium-Trennungsfaktor S _{Co, Mg}, unter dem das Verhältnis der Verteilungskoeffizienten von Kobalt und Magnesium zu verstehen ist, müßte wenigstens 1,5 betragen um zu gewährleisten, daß bei der mehrstufigen technischen Kobalt-Gegenstromextraktion der größte Teil des Magnesiums unextrahiert bleibt. Ein größerer S _{Co, Mg}-Wert wäre günstiger, sofern der S _{Co, Ni}-Wert entsprechend größer wäre. Bei Anstieg des S _{Co, Mg}-Wertes auf 10 wäre es zum Beispiel von Vorteil, wenn der S _{Co, Ni}-Wert auf 100 oder darüber anstiege.

Brauchbare Extraktionsmittel sind zum Beispiel die Alkylphosphonsäuremonoalkylester der allgemeinen Formel

oder die Alkylphosphinsäuremonoalkylester der allgemeinen Formel

Die organischen Radiale R in den angeführten Verbindungen können gleiche oder verschiedene Alkylgruppen sein, die, damit die Verbindungen sich nicht in nennenswertem Maße in den wäßrigen Lösungen lösen, wenigstens fünf Kohlenstoffatome enthalten. Die entsprechenden alizyklischen oder aromatischen Verbindungen, die anstelle der einen oder beider Alkylgruppen ein zyklisches Kohlenwasserstoff- oder entsprechend ein Arylradikal enthalten, sind brauchbar unter Verhältnissen, bei denen D _Co<D _Mg<D _Ni. Man hält es nicht für zweckmäßig, -zig Beispiele jeder einzelnen Verbindungsgruppe, die entsprechenden alizyklischen und aromatischen Verbindungen eingeschlossen, aufzuzählen, sondern beschränkt sich auf die Feststellung, daß vorläufig an erster Stelle das 2-Äthyl-1-hexyl-Radikal zu empfehlen ist, da die allgemein erhältlichen Verbindungen dieser Struktur in ihren Eigenschaften als Extraktionsmittel durchschnittliches oder überdurchschnittlich gutes Niveau repräsentieren.

Das eingesetzte Extraktionsmittel wird mit organischem Lösungsmittel verdünnt, mit dem die physikalischen Eigenschaften der entstandenen Extraktionslösung auf die betreffende Betriebstemperatur abgestimmt werden. Als Verdünnungsmittel können aliphatische, alizyklische, aromatische oder chlorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden, die eine so niedrige Viskosität haben, daß sie die Trennung der vermischten Lösungsphasen nach erfolgtem Extraktionskontakt nicht in nachteiliger Weise verzögern, und deren Entflammungstemperatur sich in einem sicheren Abstand von der gefahrenen Betriebstemperatur befindet. Zwischen 190 und 250°C destillierende Kohlenwasserstoffe mit einer Viskosität von 1 bis 2 cP bei Zimmertemperatur sind für diesen Zweck geeignet. Oft ist es auch notwendig, ein die Emulgierneigung herabsetzendes Mittel in einer Menge von 0,5 bis 15 Volumprozent zuzusetzen. Solche Mittel sind die höheren Alkohole wie Isodekanol oder die Dodekanole sowie die organischen Phosphate und Phosphonate wie Tri-n-butylphosphat und Tri-n-butylphosphonat .

Am vorteilhaftesten gestaltet sich die Abtrennung des Kobalts aus einer Kobalt/Magnesium/Nickel-Lösung, deren Kobalt/Magnesium-Ge­ wichtsverhältnis 1 bis 2 beträgt. Schon 1 g/l Magnesium verbessert deutlich die Kobalt/Nickel-Trennung, wenngleich im allgemeinen Magnesiumkonzentrationen von über 3 g/l mehr zu empfehlen sind. Dank dem Magnesium steigt das Kobalt/Nickel-Verhältnis im abgetrennten Kobaltprodukt leicht auf das Zehnfache des Wertes, den es bei Abtrennung von Kobalt aus einer entsprechenden, jedoch praktisch gesehen magnesiumfreien Lösung erreichen würde.

Die Kobalt-/Nickelerze und -konzentrate enthalten im allgemeinen keine ausreichenden Mengen löslichen Magnesiums um im Ergebnis der Auslaugung unmittelbar eine Lösung zu liefern, deren Magnesiumgehalt für die Abtrennung gemäß vorliegender Erfindung ausreichen würde. Der Magnesiumgehalt läßt sich auf günstige Weise erhöhen, indem man entweder bei der Kobaltextraktion oder in irgendeiner dieser vorangehenden Verfahrensstufe eine passende Menge Magnesiumoxid als Neutralisationsmittel zusetzt. Alternativ kann das der Kobaltabtrennung zuzuführenden Extraktionsmittel im voraus teilweise in Magnesiumsalzform überführt werden, wobei dann entsprechend weniger oder überhaupt kein Magnesium in der Kobalt/Nickel-Lösung des betreffenden Prozesses erforderlich ist.

Bei Durchführung der Kobalt/Nickel-Trennung unter Magnesiumzusatz gemäß vorliegender Erfindung läßt sich mühelos ein Kobaltprodukt abtrennen, dessen Nickelgehalt weniger als 0,1%, bezogen aufs Kobalt, beträgt. Im günstigsten Fall erreicht der TrennungsfaktorS _{Co, Ni} einen Wert zwischen 100 und 500, wobei die Möglichkeit gegeben ist, bedarfsfalls den Nickelgehalt des Kobaltproduktes auf ein Niveau unterhalb 0,01% zu drücken. Die Kobalt/Nickel-Trennung erfordert, um zu gelingen, keine so genaue Kontrolle der Betriebsverhältnisse wie die gleichzeitig angestrebte Kobalt/Magnesium-Trennung. Die letztgenannte Trennung ist dafür bestimmend, bei welchem pH und mit welchen Lösungsdurchsätzen (Lösungsvolumenströmen) die Trennung durchzuführen ist. Bei einem Ko­ balt/Magnesium-Gewichtsverhältnis der Lösung von 1 bis 2 hat der Nickelgehalt der letzteren praktisch gesehen keinerlei Einfluß auf die Extraktion des Kobalts. Stellt sich das Kobalt/Magnesium-Gewichtsverhältnis des Kobaltproduktes auf einen Wert zwischen 50 und 100 ein, so steigt Versuchsergebnissen zufolge das entsprechende Kobalt/Nickel-Gewichtsverhältnis im allgemeinen auf einen Wert zwischen 5000 und 30 000.

Im technischen Maßstab erfolgt die Abtrennung des Kobalts vom Magnesium und gleichzeitig vom Nickel nach dem bekannten Gegenstromextraktionsprinzip; dabei wird besagte Kobalt/Magnesium/Nickel-Lösung, auf passende Weise im Kontakt mit der Extraktionslösung, im Gegenstrom zu letzterer geführt. Danach wird die Extraktionslösung in entsprechendem Gegenstromkontakt zu einer Waschlösung geführt mit dem Ziel, den größten Teil des extrahierten Magnesiums und Nickels aus der Extraktionslösung herauszunehmen bevor diese in gegenströmigem Kontakt zu einer Säurelösung ihren Kobaltgehalt in diese abgibt. Es ist zweckmäßig, den pH-Wert eines Teils der erhaltenen Rückextraktionslösung auf 3,5 bis 5,0 zu erhöhen und diese neutralisierte Lösung als Waschlösung für die vorangehend empfohlene Reinigung der Extraktionslösung zu verwenden. Die dabei anfallende magnesium- und nickelhaltige Lösung wird vorzugsweise in die der Kobaltextraktion zugeführten Kobalt/Magnesium/Nickel-Lösung geleitet. Die restliche Rückextraktionslösung wird zur Gewinnung des Kobalts nach bekannten hydrometallurgischen Verfahren verarbeitet.

Für die Flüssig-Flüssig-Extraktion ist an erster Stelle eine Mixer- Settler-Anlage zu empfehlen, die neben dem erforderlichen Kontakt Lösung/Lösung gute Möglichkeiten zur Steuerung der Abtrennung des Kobalts vom Magnesium und gleichzeitig auch vom Nickel bietet. Durch Anwendung des in der finnischen Patentschrift 49 185 beschriebenen pH-Einstellverfahrens, das auf direkter Neutralisationsmittel-Dosierung in den Mixer auf Grund von Meßimpulsen basiert, die von in der Mixer-Dispersion angeordneten pH-Elektroden geliefert werden, lassen sich durch Wählen passender pH-Richtwerte für diejenigen Mixer-Settler-Zellen, die einen Neutralisationsmittelzusatz erfordern, die besagten Metallabtrennungen in die gewünschte Richtung steuern. Durch derartige direkte pH-Einstellung läßt sich der betreffende Abtrennungsprozeß besser unter Kontrolle halten, und gleichzeitig dazu kann auf vorteilhafte Weise Extraktionsmittel in Säureform, so wie es nach der Rückextraktion mit Säurelösung vorliegt, eingesetzt werden. Das Extraktionsmittel braucht nicht wie bei den eingangs beschriebenen Abtrennungsverfahren in Natrium- oder Ammoniumsalzform überführt zu werden. Gemäß der empfehlenswertesten Abtrennungs-Verfahrenswise wird der pH-Wert der wäßrigen Lösung in der letzten Extraktionszelle, in die die Extraktionslösung nach erfolgter Rückextraktion eingeleitet wird, auf 4,5 bis 5,5 angehoben. Als das pH-Absinken verhindernde Base kann ein passendes Neutralisationsmittel wie Natriumhydroxidlösung, Natriumkarbonatlösung oder -aufschwemmung, Ammoniakwasser oder -gas, Kalziumhydroxidaufschwemmung oder Magnesiumoxidaufschwemmung eingesetzt werden. Durch entsprechende in nur einer Richtung erfolgende pH-Steuerung wird auch in der vorletzten und bedarfsfalls in der drittletzten Extraktionsstufe ein Absinken des pH unter die festgelegten Richtwerte verhindert. In den übrigen Extraktionsstufen, wo kein starker pH-Abfall mehr erfolgt, kann auf pH-Steuerung im allgemeinen völlig verzichtet werden. In einer oder in zwei Waschstufen kann bedarfsfalls zur Verbesserung des Abtrennungsergebnisses eine entsprechende Einweg-pH-Steuerung erfolgen. Es empfiehlt sich jedoch eher, den pH der wäßrigen Lösung beim Waschen frei auf etwa 4,0 oder etwas darunter absinken zu lassen, denn dies ist das beste Mittel, ein zu starkes Ansteigen der Viskosität der Extraktionslösung zu verhindern.

Beim Arbeiten mit Mixer-Settler-Zellen darf die Viskosität der Extraktionslösung nicht auf mehrere Deka-cP ansteigen, da dies die Phasentrennung in nachteiliger Weise verzögern würde. Auch beim Waschen, wo die Viskosität der Extraktionslösung am stärksten zu steigen trachtet, läßt diese sich auf einem Wert unter 15 cP halten sofern man den pH-Wert in den ersten Extraktions- und Waschstufen ungehindert absinken läßt. Eine ausreichende Waschwirkung erzielt man durch Einsatz in bezug auf Kobalt konzentrierter, mehr als 50 g/l Kobalt enthaltender Waschlösung.

Gemäß einer Alternativform erfolgt die Rückextraktion ohne pH-Steuerung durch Arbeiten mit einer 100 bis 200 g/l Schwefelsäure enthaltenden Säurelösung als Rückextraktionslösung und einem in bezug auf diese Konzentration passenden Phasenverhältnis zwischen Extraktions- und Rückextraktionslösung. Zur Steuerung der Rückextraktion kann auch auf pH-Einstellung zurückgegriffen werden, wobei in wenigstens eine Rückextraktionsstufe verhältnismäßig konzentrierte Säurelösung eingetragen wird. In diesem Fall wird ein Teil der entstandenen Rückextraktionslösung zusammen mit einem Wassergehalt zurück in den Rückextraktions-Kreislauf geleitet, um so bei der Rückextraktion den Kontakt der zu vermischenden Lösungen zu verbessern.

Mit pH-Einstellung kann auch zwecks selektiver Rückextraktion von Kobalt zur Gewinnung eines reineren Kobaltproduktes in solchen Fällen gearbeitet werden, in denen das Kobalt von einer Lösung abzutrennen ist, die eventuell trotz erfolgter Lösungsreinigung geringe Mengen bei niedrigerem pH als Kobalt in die Extraktionslösung übergehender Metalle wie Eisen, Molybdän, Zink, Aluminium, Blei, Kalzium, Mangan oder Kupfer enthält. Bei einer solchen das Kobalt von besagten Metallen abtrennenden Rückextraktion wählt man pH-Einstellwerte zwischen 2,0 und 3,5. Der genauere Wert ist durch die betreffende Abtrennungsaufgabe bestimmt.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Beispielen eingehender beschrieben werden.

Beispiel 1

Die Wirkung von Magnesium auf die Kobalt/Nickel-Trennung bei Verwendung einer Extraktionslösung aus 20 Volumprozent 2-Äthylhexyl­ phosphonsäure-mono-2-äthylhexylester, 5 Volumprozent Tri-n-butyl­ phosphat und 75 Volumprozent aliphatischen Kerosin wurde durch Extraktion von Kobalt aus wechselnde Mengen Magnesium enthaltenden Nickelsulfatlösungen nachgewiesen. Die bei den Extraktionsversuchen verwendeten Sulfatlösungen hatten folgende Metallgehalte: Kobalt 10,0-10,3 g/l, Nickel 9,5-9,8 g/l und Magnesium 0-18,6 g/l. Vor dem stufenweisen Anheben des pH der jeweiligen Metallsulfatlösung mit Hilfe von 120 g/l Natriumhydroxid enthaltender Alkalilauge betrug das Mischungsverhältnis V _org /V _aq 1,33. Nachdem der pH seinen Einstellwert erreicht hatte, wurde noch 10 min lang gemischt bevor die Dispersionsprobe für die Metallanalyse der Phasen entnommen wurde; danach wurde dann jeweils der pH auf den folgenden Einstellwert erhöht. Die Versuche wurden bei Zimmertemperatur durchgeführt.

Beim Betrachten der in Tabelle 1 zusammengestellten Resultate stellt man fest, daß ein relativ kleiner - 4,5 g/l - Magnesiumzusatz ausreicht um im pH-Bereich 4,7-5,5, wo die Kobalt-Extraktion an Intensität zunimmt, den Trennungsfaktor S _{Co, Ni} vom Bereich 61-74 in den Bereich 105-190 anzuheben, während ein größerer Magnesiumzusatz - 9,8 g/l - den Trennungsfaktor in den Bereich 135-450 bringt. Ein Co/Ni-Trennungsfaktor über 100 bietet gute Chancen für eine scharfe Kobaltextraktion im mehrstufigen technischen Gegenstrom-Trennungsprozeß. Gleichzeitig erzielt man eine zufriedenstellende Kobalt/Mag­ nesium-Trennung, denn der Trennungsfaktor S _{Co, Mg} erwies sich überraschend als deutlich größer als beim Arbeiten mit D-(2-äthylhexyl)- phosphorsäurelösung als Extraktionslösung. Die S _{Co, Mg}-Werte zwischen 7,6 und 9,9 erlauben ein relativ müheloses Anheben des Kobalt/Magnesium-Gewichtsverhältnisses des abgetrennten Kobaltproduktes auf einen Wert zwischen 50 und 100.

Tabelle 1

Beispiel 2

Es wurde im kontinuierlichen Gegenstromverfahren bei Zimmertemperatur Kobalt aus Nickelsulfatlösung extrahiert, in der auch Magnesium aufgelöst worden war. Gearbeitet wurde mit Mixer-Settler-Zellen, von denen fünf - U1-U5 - auf Extraktion, vier - P1-P4 - auf Waschen und zwei - Tu1 und Tu2 - auf Rückextraktion geschaltet waren. Die verwendete Extraktionszellenschaltung, die Betriebsverhältnisse und die diesen entsprechenden Trennungsergebnisse gehen aus Tabelle 2 hervor.

Die Extraktionslösung bestand aus 20 Volumprozent 2-Äthylhexyl-phosphonsäure-mono-2-äthylhexylester, 5 Volumprozent Tri-n-butylphosphat und 75 Volumprozent Kerosin, wobei die erstgenannte Komponente in Säureform direkt aus der Rückextraktion in die Extraktion gespeist wurde. Der pH wurde in der Stufe U5 auf dem Richtwert 5,0 und in den Stufen U4 und U3 entsprechend auf dem Richtwert 4,9 bzw. 4,7 gehalten, wobei die Neutralisationsmittelzugabe auf Grund den betreffenden Mixer-Dispersionen zugeordneter pH-Meßimpulse automatisch erfolgte. Als Neutralisationsmittel diente Alkalilauge mit 200 g/l Natriumhydroxidgehalt. Die pH-Werte der übrigen Stufen ließ man frei absinken.

Als Waschlösung diente mit Natriumhydroxid auf pH 4,0 neutralisierte Rückextraktionslösung, die nach Analyse 81,0 g/l Kobalt, 0,002 g/l Nickel und 1,09 g/l Magnesium enthielt. Beim Waschen sank der Kobaltgehalt der Lösung auf 25,3 g/l, während der Nickelgehalt auf 0,43 g/l und der Magnesiumgehalt auf 27,4 g/l stieg; der pH-Wert bliebt nahezu unverändert.

Die gebrauchte Waschlösung wurde in die der Extraktion zugeführten Kobalt/Magnesium/Nickel-Lösung geleitet. Mit einer Ausgangslösung, die 7,0 g/l Kobalt, 4,46 g/l Nickel und 6,0 g/l Magnesium enthielt, erzielte man als Produkt eine mehr als 100 g/l Kobalt enthaltende Lösung mit einem Kobalt/Nickel-Verhältnis von 25 000 und einem Kobalt/Magnesium-Verhältnis von 60 sowie eine 0,025 g/l Kobalt enthaltende Nickellösung mit einem Nickel/Kobalt-Verhältnis von 160. Bei dieser Betriebsweise blieb die dynamische Viskosität der Extraktionslösung auch beim Waschen unter dem 12-cP-Niveau.

Beispiel 3

In einer Reihe von Extraktionsversuchen, bei denen die Extraktionslösung aus 20 Volumprozent 2-Äthylhexyl-phosphonsäure-mono-2- äthylhexylester, 5 Volumprozent Tri-n-butylphosphat und 75 Volumprozent Kerosin bestand, wurde verfolgt, wie sich die anderen, stärker als Kobalt in die Extraktionslösung übergehenden Metalle in Abhängigkeit vom pH-Wert auf die betreffende organische Phase zum einen und auf die mit letzterer in Mischungskontakt gebrachte metallhaltige wäßrige Lösung zum anderen verteilen.

Die Abhängigkeit des als Ergebnis erhaltenen Verteilungskoeffizienten D vom pH für die einzelnen Metalle geht aus Bild 1 hervor. Aus dem Bild ist ersichtlich, daß durch das Extraktions- beziehungsweise Rückextraktionsgleichgewicht im pH-Bereich 2,0-3,5 der größte Teil des Kobalts an der Extraktion gehindert beziehungsweise dem größten Teil des Kobalts die Rückextraktion ermöglicht wird, während gleichzeitig die betreffenden Metalle in beträchtlichem Umfange in die Extraktionslösung übergehen beziehungsweise in dieser Phase bleiben. Durch selektive Rückextraktion läßt sich der Reinigungsgrad des erhaltenen Kobaltprodukts steigern. Auf Grund des dargelegten Ergebnisses vermag der Fachmann zu berechnen, welcher pH-Wert sich bei der selektiven Rückextraktion des Kobalts im einzelnen Fall günstig gestaltet. Bei pH 2,5-3,0 läßt sich Kobalt zum Beispiel von Kalzium und Metallen mit stärkerer Extraktierbarkeit als dieses trennen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Abtrennen von Kobalt von Magnesium und Nickel durch Flüssig- Flüssig-Extraktion, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnesiumhaltige Kobalt und Nickel enthaltende wäßrige Lösung mit einer Alkylphos­ phonsäuremonoalkylester oder Alkylphosphinsäuremonoalkylester enthaltenden organischen Lösung bei 20-80°C und einem pH von 4,0-6,0 in Kontakt gebracht wird, wobei das Kobalt/Magnesium-Verhältnis der wäßrigen Lösung vor oder während der Extraktion auf den Bereich 0,2-2 eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Temperaturbereich von 50-50°C gearbeitet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung 4,5-5,5 beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Extraktionsmittel 2-Äthylhexyl-phosphonsäure-mono-2-äthylhexylester oder 2-Äthylhexyl-phosphinsäure-mono-2-äthylhexylester eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel mit organischem Kohlenwasserstoff verdünnt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Lösung bis zu 20 Volumprozent, insbesondere 5-20 Volumprozent Tri-n-butylphosphat oder Tri-n-butyl-phosphonat enthält.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Extraktionslösung im Gegenstromextraktionskontakt mit der magnesiumhaltigen Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung und danach im Gegenstromwaschkontakt mit dem neutralisierten Teil der im folgenden Gegenstromkontakt zwischen Extraktionslösung und Säurelösung erhaltenen Kobaltlösung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Senkung der Viskosität der Extraktionslösung der pH-Wert der Kobaltlösung beim Waschkontakt um 0-1,0 pH-Einheiten niedriger als der pH-Wert der magnesiumhaltigen Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung beim Extraktionskontakt gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der magnesiumhaltigen Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung beim Extraktionskontakt 5,0-5,5 und der pH-Wert der Kobaltlösung beim Waschkontakt 4,5-5,0 beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der magnesiumhaltigen Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung beim Extraktionskontakt 4,6-5,1 und der pH-Wert der Kobaltlösung beim Waschkontakt 4,1-4,6 beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnesiumgehalt der Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung bei der der Kobaltextraktion vorangehenden Auslaugung oder Lösungsreinigung durch Auslaugen magnesiumhaltigen Rohmaterials oder entsprechend durch Zusatz löslicher Magnesiumverbindung erhöht wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Magnesiumgehalt der Kobalt und Nickel enthaltenden wäßrigen Lösung bei der Kobaltextraktion erhöht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel in Säureform eingesetzt wird, und die bei der Kobaltextraktion freigesetzten Protonen mit Magnesiumoxid neutralisiert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Kobaltextraktion eingesetzte Extraktionsmittel vor der Extraktion teilweise in Magnesiumsalzform überführt worden ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel in Säureform eingesetzt und wenigstens den letzten zwei oder drei Extraktionsstufen Base zur Neutralisation der bei der Extraktion freigesetzten Protonen zugesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks selektiver Rückextraktion von Kobalt der Gegenstromkontakt zwischen Extraktionslösung und Säurelösung bei einem pH von 2,0-3,5 erfolgt.