ES2309210T3

ES2309210T3 - Extraccion por solvente amoniacal integrado y reduccion por hidrogeno de niquel.

Info

Publication number: ES2309210T3
Application number: ES02779030T
Authority: ES
Inventors: Eric Girvan Roche; Philip E. Grazier
Original assignee: BHP Billiton SSM Technology Pty Ltd
Current assignee: BHP Billiton SSM Technology Pty Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2008-12-16
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: CA2468518A1; EP1456427A4; CN100491552C; RU2287598C2; AUPR917701A0; US7357827B2; JP2005510625A; EP1456427B1; BR0214535A; US20050211022A1; ATE399885T1; DE60227412D1; EP1456427A1; ZA200404077B; WO2003046233A1; CN1596317A; RU2004119556A

Abstract

Procedimiento para la recuperación de un producto de níquel metálico en un procedimiento de extracción por solvente que comprende las etapas que consisten en: (a) formar un complejo de níquel amino mediante la separación del níquel de una fase orgánica cargada de níquel con una solución de amoníaco de alta concentración seleccionada de entre una solución de carbonato de amonio amoniacal y una solución de sulfato de amonio amoniacal; y (b) reducir el complejo de níquel amino con hidrógeno de la solución de amoníaco de alta concentración para producir un producto de níquel metálico; en el que la proporción molar de amoníaco y níquel en la solución de carbonato de amonio amoniacal es superior a 8:1 y la proporción molar de amoníaco y níquel en la solución de sulfato de amonio amoniacal es superior a 6:1.

Description

Extracción por solvente amoniacal integrado y reducción por hidrógeno de níquel.

Introducción

La presente invención se refiere a un procedimiento para la precipitación reductiva de níquel por hidrógeno para la recuperación de un producto de níquel metálico. Más particularmente, la invención se refiere a la integración de la precipitación reductiva de níquel por hidrógeno a partir de un complejo de níquel amino en una solución de amoníaco de alta concentración recuperado de un procedimiento de extracción por solvente. El procedimiento implica la reducción con hidrógeno de un complejo de carbonato de níquel amino o sulfato de níquel amino en una solución de amoníaco de alta concentración para producir un producto de níquel metálico y carbonato o sulfato de amonio.

Antecedentes de la invención

La precipitación reductiva de iones metálicos de una solución mediante hidrógeno es un procedimiento electroquímico que se ha utilizado comercialmente en la recuperación de níquel durante muchos años. Se han descrito variantes del procedimiento por parte de Sherritt Gordon Mines y Amax. En procedimientos comerciales, el níquel se recupera fácilmente a partir de un complejo de sulfato de níquel mediante la reducción con hidrógeno, por ejemplo en la reacción:

NiSO_{4} + H_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + 2H^{+} + SO_{4}{}^{2-}

Mediante esta reacción, se liberan los iones de hidrógeno y a no ser que sean neutralizados, el pH disminuirá, inhibiendo las reacciones posteriores. La neutralización de los iones de hidrógeno se puede conseguir mediante la adición de amoníaco, que se combina con el sulfato de níquel para formar un complejo de sulfato de níquel amino. Este complejo de sulfato de níquel amino se puede reducir mediante hidrógeno, y en el caso del sulfato de níquel diamino, el producto formado será un producto de níquel y sulfato amónico, tal como se muestra mediante la ecuación:

Ni (NH_{3})_{2} SO_{4} + H_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + (NH_{4})_{2} SO_{4}

El procedimiento representado por esta ecuación tendrá lugar a un pH constante y de este modo no sufre la inhibición de una reacción posterior que puede darse sin la neutralización.

Aunque existen termodinámicas favorables para reducir el níquel con hidrógeno a temperatura ambiente, en la práctica, se requieren temperaturas y presiones elevadas para conseguir una cinética favorable. Los complejos metálicos como los aminos de níquel disminuyen en estabilidad con el aumento de la temperatura y la hidrólisis a menudo resulta en la precipitación de las sales y los hidróxidos. Este problema se minimiza con la presencia de altas concentraciones de sales no reactivas como el sulfato de amonio.

Por consiguiente, los sistemas comerciales actúan a una proporción de NH_{3} : Ni de 2:1 en presencia de un sulfato de amonio de alta concentración a temperaturas y presiones elevadas para conseguir una cinética favorable, mientras minimizan la precipitación de las sales y los hidróxidos. Tal como se ha expuesto anteriormente, el sulfato de amonio es un subproducto de la reacción, el cual se debe purgar y recuperar por motivos económicos.

Mediante la aplicación de la ecuación de Nerst, se puede mostrar que el potencial del sistema de reducción con hidrógeno está en función del pH de la solución y de la actividad del hidrógeno gaseoso disuelto en la solución. Esto se puede demostrar de la siguiente manera:

A 25ºC

\hskip1cm

E = 0,0591 pH – 0,0296 log P_{H2}

En el caso de una solución de sulfato de níquel en la que los iones de níquel presentan una actividad molar de
1 x 10^{-4} conjuntamente con un P_{H2} de una atmósfera, se descubrió que:

pH = \frac{0.368}{0.059} = 6.2

Este es el pH de equilibrio y en este ejemplo, a valores de pH superiores a 6,2, existirá una tendencia termodinámica del complejo de níquel a reducirse a partir de una solución de níquel que presenta una actividad molar de 1 x 10^{-4}.

Los procedimientos existentes de reducción con hidrógeno acuoso para el níquel se basan en la utilización de licores de sulfato de amonio, como se ha resumido anteriormente. Los procedimientos se han descrito en las publicaciones para la reducción con hidrógeno de níquel a partir de aglomerados básicos de carbonato de níquel en una solución de sulfato de amonio que se utilizó comercialmente de forma breve en Filipinas, y también la reducción con hidrógeno de aglomerados de hidróxido de níquel en soluciones de sulfato de amonio (T. Saarinen et. al., "Pressure reduction of nickel by hydrogen from hydroxide slurries", Hydrometallurgy 43 (1996) y la Patente Internacional WO 01/34859, Mayo 2001.

Un procedimiento alternativo para recuperar un producto de níquel metálico a partir de soluciones de carbonato de níquel amino con unas proporciones similares de amoníaco a níquel de forma similar al sistema de sulfato de amonio anterior, se ha descrito por W. Kunda et. al., "Low density nickel powder by hydrogen reduction from the Aqueous Ammonium Carbonate System". Planseeberichte Fur Pulvermetallurgie, 1964.

Sin embargo, no se conocen procedimientos comerciales en los que el níquel se recupere mediante una reducción con hidrógeno basada en soluciones de amoníaco de alta concentración particularmente en soluciones concentradas de carbonato de amonio amoniacal o en soluciones de sulfato de amonio amoniacal muy concentradas.

La patente australiana AU 605867 a nombre de Queensland Nickel Pty. Ltd. (AU 605867), cuya descripción se incorpora a la presente memoria en su totalidad como referencia, describe un procedimiento para la recuperación de níquel en un sistema de extracción por solvente amoniacal (ASX). En el procedimiento descrito en dicha patente, el níquel se extrae de un licor amoniacal con un reactivo orgánico para crear una fase orgánica cargada de níquel, y después se separa de la fase orgánica cargada de níquel con una solución altamente concentrada de carbonato de amonio amoniacal conduciendo a la formación de un complejo de carbonato de níquel amino. El níquel se recupera de este complejo mediante la técnica conocida. El documento US-A-3998627 da a conocer la recuperación de níquel metálico.

La exposición anterior de actos, materiales, dispositivos, artículos y similares se incluye en esta descripción solamente con el propósito de proporcionar un contexto para la presente invención. No se sugiere o se pretende que una o todas de estas materias formen parte de la base de la técnica anterior o que fueran de conocimiento general común en el campo relevante a la presente invención tal como existía en Australia antes de la fecha con prioridad de cada una de las reivindicaciones de esta solicitud.

Un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento con el que el níquel, que se ha extraído de un licor amoniacal con un reactivo orgánico para crear una fase orgánica cargada de níquel y después separada de la fase orgánica cargada de níquel con una solución de amoníaco de alta concentración, se pueda recuperar a partir de la solución de amoníaco de alta concentración mediante una reducción con hidrógeno. La invención es aplicable particularmente en un procedimiento en el que la solución de amoníaco de alta concentración es una solución concentrada de sulfato de amonio amoniacal que conduce a la formación de complejos de sulfato de níquel amino en solución, o es una solución altamente concentrada de carbonato de amonio amoniacal que conduce a la formación de complejos de carbonato de níquel amino en solución. La solución concentrada de sulfato de amonio amoniacal se puede utilizar de forma similar a la utilizada con la solución de carbonato de amonio amoniacal para extraer el níquel de la fase orgánica cargada en el procedimiento descrito en la Patente Australiana AU605867 que se ha mencionado anteriormente.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento que integra la reducción con hidrógeno de complejos de carbonato de níquel amino en soluciones de procedimientos de extracción de níquel por solvente como la descrita en el documento AU 605867.

Otro objetivo de la presente invención es exponer un procedimiento que integra la reducción con hidrógeno de complejos de sulfato de níquel amino en soluciones de extracción de níquel por solventes producidas mediante la extracción a partir de la fase orgánica cargada de níquel con una solución altamente concentrada de sulfato de amonio amoniacal.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la reducción con hidrógeno de complejos de carbonato de níquel amino en soluciones altamente concentradas de carbonato de amonio amonia-
cal.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la reducción con hidrógeno de complejos de sulfato de níquel amino en soluciones concentradas de sulfato de amonio amoniacal.

Sumario de la invención

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un procedimiento definido en la reivindicación 1.

El carbonato de amonio es un subproducto producido por el procedimiento de reducción con hidrógeno cuando se utiliza una solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración. El procedimiento es particularmente aplicable en soluciones de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración.

El sulfato de amonio es un subproducto del procedimiento de reducción con hidrógeno cuando se utiliza una solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración.

Descripción de la invención

En una forma de la invención, el procedimiento de reducción con hidrógeno se integra con un procedimiento de extracción de níquel por solvente tal como se describe en el documento AU 605867. Este procedimiento de extracción de níquel por solvente descrito en el documento AU 605867, implica la extracción del níquel de un licor de carbonato de amonio amoniacal que contiene iones de níquel (II) con un reactivo orgánico para formar una fase orgánica cargada de níquel. A continuación, la fase orgánica cargada de níquel se separa con una solución de carbonato de amonio amoniacal para formar el complejo de carbonato de níquel amino en solución como un producto intermedio, anterior a la recuperación del níquel. Generalmente, la solución concentrada de carbonato de amonio amoniacal utilizada para descomponer la fase orgánica, presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 210-300 g/l, preferentemente de 260 g/l, y una concentración de dióxido de carbono de aproximadamente 50-300 g/l, preferentemente de 220 g/l, y contiene aproximadamente 50-90 g/l de níquel como el complejo de hexamina una vez que el níquel se ha separado de la fase orgánica.

En el procedimiento descrito en la presente invención se ha descubierto que el níquel se puede recuperar mediante la reducción con hidrógeno del complejo de carbonato de níquel amino formado en la solución de carbonato de amonio amoniacal recuperada a partir de un procedimiento de extracción por solvente.

En el procedimiento de la presente invención, la concentración de amoníaco en la solución concentrada de carbonato de amonio amoniacal utilizada para separar la fase orgánica presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 210 a 300 g/l y una concentración de dióxido de carbono de aproximadamente 50 a 300 g/l, es decir, presenta una concentración similar a la utilizada actualmente en el procedimiento descrito en el documento AU 605867. La concentración preferida de amoníaco es normalmente de aproximadamente 260 g/l mientras que la concentración preferida de dióxido de carbono es ligeramente inferior a la descrita en el documento AU 605867 y es aproximadamente de 50 a 150 g/l. Resulta preferido que la concentración de níquel en el presente procedimiento en la solución concentrada de carbonato de amonio amoniacal sea de aproximadamente 50 a 90 g/l de níquel como el complejo de carbonato de níquel hexamina.

Generalmente, el reactivo orgánico utilizado en el procedimiento de extracción por solvente para extraer los iones de níquel del licor de carbonato de amonio amoniacal se selecciona de entre el grupo 2-hidroxi-5-t-nonil acetofenonoxima, 2-hidroxi-5-t-nonil salicilaldoxima, y y tipo dicetona de alquilo, arilo y haluro beta sustituidos. Más preferentemente, el reactivo orgánico es un 2-hidroxi-5-t-nonil acetofenonoxima modificado por un alcohol, en un vehículo de tipo queroseno alifático o aromático o una combinación de ambos. La extracción del níquel con el reactivo orgánico crea una fase orgánica cargada de níquel.

Cuando el níquel se separa de la fase orgánica cargada con una solución de carbonato de amonio amoniacal, forma un complejo carbonato de níquel amino. El níquel tenderá a forma el complejo de hexamina debido a la elevada concentración de amoníaco. Se ha descubierto recientemente que la reducción con hidrógeno del complejo de níquel se puede integrar en el procedimiento de extracción por solvente para recuperar el níquel. El proceso implicado en el complejo de hexamina carbonato de níquel se puede resumir mediante la siguiente reacción:

Ni(NH_{3})_{6}CO_{3} + H_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + (NH_{4})_{2}CO_{3} + 4NH_{3}

Se descubrió que el proceso de reacción mencionado anteriormente proporciona ventajas especiales cuando se integra en el procedimiento de extracción por solvente según se ha indicado anteriormente.

Una característica importante de la invención es que difiere de la técnica anterior en que la proporción de amoníaco y níquel en el complejo de carbonato de níquel amino sometido a la reducción con hidrógeno en este caso, sin limitación, excede de 8:1. La máxima proporción de amoníaco y níquel utilizada en la técnica anterior está por debajo de este nivel en prácticas comerciales y presenta una proporción de amoníaco en níquel de 2:1.

Particularmente, el producto de reacción de carbonato de amonio generado después de la reducción con hidrógeno del complejo de níquel se puede utilizar directamente (o añadiendo amoníaco) para separar el níquel de la fase orgánica cargada de níquel en el sistema de extracción por solvente tal como se ha mencionado anteriormente.

Otra ventaja del procedimiento de la presente solicitud es que no produce ningún producto de ión de hidrógeno, de ese modo el pH de la reacción se mantiene en una región en la que no se dará la inhibición de la reacción.

En otra forma de la invención, la fase orgánica cargada de níquel se separa mejor con una solución de sulfato de amonio amoniacal de elevada concentración que con una solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración. En esta forma de realización de la invención, el níquel se recupera mediante reducción con hidrógeno del complejo de sulfato de níquel amino resultante formado en la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración.

El níquel, en esta forma de realización de la invención, también tenderá a formar el complejo de hexamina debido a la alta concentración de amoníaco. Recientemente se ha descubierto que la reducción con hidrógeno del complejo de níquel se puede integrar en el procedimiento de extracción por solvente para recuperar el níquel. El procedimiento que implica el complejo de hexamina sulfato de níquel se puede resumir mediante la siguiente reacción:

Ni(NH_{3})_{6}SO_{4} + H_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + (NH_{4})_{2}SO_{4} +4NH_{3}

Se ha descubierto que el procedimiento de la reacción es particularmente adecuado cuando se integra en un procedimiento de extracción por solvente como el descrito en el documento AU 605867.

En la técnica anterior y en las prácticas existentes, la solución de sulfato de níquel amino que se somete a un procedimiento de extracción por reducción con hidrógeno presenta una proporción molar de amoníaco y níquel normalmente de 2-3:1. El procedimiento de esta forma de realización de la invención ha establecido que se puede utilizar con éxito una proporción más elevada de amoníaco y níquel sin límite, que exceda 6:1.

El sulfato de amonio generado después de la reducción con hidrógeno del complejo níquel se puede utilizar directamente (o añadiendo amoníaco) para separar el níquel de la fase orgánica cargada de níquel, tal como se ha descrito anteriormente de una forma similar a la que se podría utilizar el carbonato de amonio.

De nuevo, no se ha producido ningún ión de hidrógeno y, de este modo, se mantiene el pH de la reacción.

La solución de sulfato de amonio amoniacal presenta preferentemente una concentración total de amoníaco de 160 a 300 g/l una concentración total de sulfato de 50 a 180 g/l. Más preferentemente, la concentración total de amoníaco es de aproximadamente 160 a 200 g/l y la concentración total de sulfato es de 70 a 160 g/l. La concentración de níquel en la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración después de que se haya separado el níquel de la fase orgánica es preferentemente de aproximadamente 30 a 60 g/l de níquel en el complejo hexamina sulfato de níquel.

En el desarrollo del procedimiento de la presente invención, se realizaron estudios para identificar a través de aspectos tanto teóricos como prácticos, las condiciones que permitieran la recuperación de níquel metálico a partir de soluciones de carbonato o sulfato de amonio mediante la reducción con hidrógeno. Adicionalmente, los estudios incluían la adición de otros aniones a la solución mientras se mantenía un patrón de pH elevado.

Los complejos amina se forman fácilmente mediante el níquel con una estabilidad aumentada sobre el ión aguado y al mismo tiempo se cambia el potencial a valores más negativos (calculado con la ecuación de Nernst), aumentando de este modo el pH de equilibrio. Esto se presenta en la Tabla 1.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 1

2

Estos estudios demuestran que se podrían conseguir las condiciones favorables para reducir el níquel con hidrógeno si el níquel está presente como un complejo mono amino a través del complejo hexamina.

Descripción de la figuras adjuntas

La relación entre el potencial y al pH para un sistema metálico determinado se puede ilustrar mediante un diagrama E/pH (Pourbaix) modificado (Figura 1). El potencial correspondiente a las actividades del ión níquel para 1,5 molar y 10^{-4} molar en el complejo Ni(NH_{3})_{6}^{2+} se muestran como líneas horizontales independientes del pH y extendidas para cruzarse con la línea de hidrógeno. El valor del pH de equilibrio para cada actividad específica del ión níquel se puede obtener a partir del eje del pH.

A partir de este diagrama es obvio que el níquel presente en el complejo hexamina, a una actividad molar de 1,5, en una solución de carbonato de amonio amoniacal concentrada, se debería reducir al estado metálico a un pH de aproximadamente 8,7. Con una actividad molar reducida (a=10^{-4}) el pH requerido para llevar a cabo el procedimiento de reducción es considerablemente más elevado. Se puede elaborar un diagrama equivalente para la solución de sulfato de amonio amoniacal fuerte en la que el níquel presente en el complejo hexamina se debería reducir al estado metálico a un pH de aproximadamente 9.

La Figura 2 muestra como el procedimiento de la presente invención se puede integrar en un procedimiento de extracción por solvente amoniacal para la recuperación del níquel.

La Figura 3 muestra las isotermas de separación por el procedimiento descrito en el Ejemplo 1 por un orgánico cargado de ASX utilizando licor para la separación NH_{3}/(NH_{4})_{2}SO_{4}; Ensayo 1 (triángulo) 194 g/l NH_{3}, 143,1 g/l SO_{4}^{2-}; Ensayo 2 (círculo) 196 g/l NH_{3}. Se muestra una isoterma de separación de la separación de un orgánico cargado (12,2 g/l Ni) con NH_{3}/(NH_{4})_{2}CO_{3} (diamante) para comparación.

Un procedimiento habitual que se muestra en la Figura 2 ilustra que el método de la invención se puede integrar en un procedimiento de extracción de níquel por solvente, como el descrito en el documento AU 605867. Un procedimiento habitual implica primero la extracción de níquel de un licor amoniacal con un agente reactivo tal como el 2-hidroxi-5-t-nonil acetofenonoxima, para formar una fase orgánica cargada de níquel, y un refinado de carbonato de amonio amoniacal que contiene cobalto (no representado). El licor amoniacal que contiene níquel y cobalto se puede haber producido normalmente mediante un procedimiento Caron modificado en el que el mineral de laterita de níquel reducido se trata con una solución de carbonato de amonio y amoníaco para extraer el níquel, o mediante la filtración ácida de las lateritas con una disolución de carbonato de amonio y amoníaco o un producto intermedio de hidróxido de cobalto y níquel producido mediante la precipitación de la solución ácida de sulfato.

La fase orgánica cargada de níquel se separa mediante el contacto de la fase orgánica con una solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración que se muestra como Etapa 1 en la Figura 2. Preferentemente, la solución de carbonato de amonio amoniacal utilizada para separar el níquel puede, por ejemplo, contener una concentración total de amoníaco desde 210 a 300 g/l y una concentración total de dióxido de carbono de entre 50 a 300 g/l para formar un complejo de carbonato amino de níquel. Proporcionando dicha concentración de amoníaco y de dióxido de carbono, se ha descubierto que el níquel formará generalmente el complejo de carbonato hexamina.

La reducción con hidrógeno de este complejo de carbonato amino de níquel se puede integrar satisfactoriamente en el procedimiento de extracción por solvente en el que el complejo de carbonato amino níquel en solución se recupera del procedimiento de extracción por solvente (etapa 2). Para el complejo de hexamina, tal como se muestra en la Tabla 1, si el pH se mantiene por encima de 8,77, el hidrógeno reducirá el complejo de hexamina carbonato de níquel a níquel metálico, carbonato de amonio y amoníaco de la siguiente manera:

Ni (NH_{3})_{6}CO_{3} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + (NH_{4}) CO_{3} + 4NH_{3}

Alternativamente, la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración se podría utilizar para separar la fase orgánica formando un complejo sulfato de níquel amino. En el caso de la reducción con hidrógeno del complejo de sulfato de níquel amino, preferentemente la solución de sulfato de amonio amoniacal utilizada para separar el níquel puede contener, por ejemplo, una concentración total de amoníaco de entre 160 y 300 g/l y una concentración total de sulfato de entre 50 y 180 g/l para formar un complejo de sulfato de níquel amino. Proporcionando dicha concentración de amoníaco en la solución, se tenderá a formar un complejo de sulfato de hexamina y níquel. La reducción con hidrógeno de este complejo de sulfato de níquel hexamina también se puede integrar satisfactoriamente en el procedimiento de extracción por solvente en el que el complejo de sulfato de níquel amino en solución se recupera del procedimiento de extracción por solvente, con la siguiente reacción:

Ni (NH_{3})_{5}SO_{4} + H_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm Ni^{0} + (NH_{4})_{2} SO_{4} + 4NH_{3}

El carbonato o el sulfato de amonio que se forma siguiendo estas reacciones se puede regenerar y utilizar, con o sin la adición de amoníaco, para formar una solución de carbonato o sulfato de amonio amoniacal que se utiliza para separar la fase orgánica cargada de níquel tal como se muestra en la etapa 3.

El níquel metálico recuperado mediante este procedimiento se lava y se recupera el níquel sólido mediante los medios convencionales tales como la filtración.

El procedimiento de la presente invención ha descubierto que la reducción con hidrógeno de complejos de níquel amino tales como complejos de carbonato de níquel amino o de sulfato de níquel amino se pueden integrar satisfactoriamente en los procedimientos de extracción por solvente de recuperación del níquel en los que el níquel se presenta en forma de un complejo amino en una solución de amoníaco de alta concentración.

Una ventaja especial de la invención es que en los procedimientos en los que resultan preferidas soluciones de amoníaco concentradas, tales como la separación del níquel de la fase orgánica en el procedimiento de Caron modificado, la integración de la etapa de reducción con hidrógeno junto con la extracción por solvente elimina varias etapas del procedimiento que de lo contrario serían necesarias, y produce un producto de níquel de alta calidad.

Los siguientes ejemplos son ilustrativos del procedimiento de la presente invención y no limitativos del alcance o la totalidad de los procedimientos que se definen en el presente documento.

Ejemplos

Ejemplo 1

Se realizó una ensayo para investigar si el níquel podía separarse de una fase orgánica cargada ordinaria producida en un procedimiento de extracción por solvente tal como se describe en el documento AU 605867 utilizando una solución de separación de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración más que una solución de separación de carbonato de amonio amoniacal.

Las isotermas de separación generadas utilizando un licor de separación que contenía dos concentraciones de sulfato diferentes mostraron que el níquel se puede separar de la fase orgánica cargada utilizando sulfato de amonio amoniacal. La fase orgánica cargada de níquel se formó utilizando el reactivo a 2-hidroxi-5-t-nonil cetofenonoxima modificado mediante un alcohol en un vehículo del tipo queroseno alifático o aromático.

Los resultados de las isotermas de separación obtenidos utilizando el licor de separación de sulfato de amonio amoniacal con dos concentraciones de sulfato diferentes se muestran en la Tabla 2 y en la Figura 3.

TABLA 2 Datos obtenidos en la separación de una fase orgánica ASX cargada con una solución de sulfato de amonio amoniacal con dos concentraciones de sulfato diferentes

3

Ejemplo 2

Esta ensayo se llevó para ilustrar el concepto de la integración de la separación del níquel de la fase orgánica seguida de un procedimiento de extracción por solvente amoniacal utilizando una solución de sulfato de amonio amoniacal concentrada seguida de una reducción con hidrógeno para producir níquel metálico.

Se preparó una solución de sulfato de níquel hexamina y amoníaco libre mediante la disolución de 358,3 g de cristales de NiSO_{4}6H_{2}O en 641,7 g de una solución acuosa de amoníaco al 25% p/p. La solución calculada contenía 80,0 g de Ni y 160,4 g de NH_{3}. Esto corresponde a una proporción molar de NH_{3}:Ni de 6,9:1. Se descubrió por ensayo que una muestra contenía 94 g/l de Ni. Se depositaron 994 g de esta solución en un autoclave de acero inoxidable de 2l del lote 316 equipada con un alineador de vidrio de borosilicato, unas hélices refrigerantes, un pocillo con termocupla y un agitador. El autoclave se selló, se inició la agitación a 214 rpm, se purgó con un gas de nitrógeno de alta pureza y se aplicó calor eléctrico externo para aumentar la temperatura de la solución a 185ºC. La presión total en este punto fue de 320 psi. Se permitió que la temperatura aumentase hasta 200ºC y se introdujo un gas de hidrógeno de alta pureza para aumentar la presión a 900 psi. Se mantuvieron estas condiciones con la adición de gas de hidrógeno a intervalos de 20 minutos para llevar la presión total a 900 psi. Después de 2 horas y 45 minutos no se evidenció más consumo de hidrógeno y no se observó que la presión disminuyera con el tiempo. Después de 4 horas, se paró el calentamiento y se aplicó agua para refrigerar indirectamente mediante las hélices refrigerantes. Después de enfriarse a aproximadamente 40ºC, se rebajó la presión y el autoclave se purgó de nuevo con nitrógeno para desplazar el gas hidrógeno restante. Al abrir el autoclave, se recuperó el níquel metálico precipitado de la mezcla resultante, hasta un total de 62,3 g, excluyendo el níquel restante que recubría las hélices refrigerantes, el pocillotermocupla, el agitador y el mango. Se descubrió, mediante ensayo, que una muestra de la solución final contenía 5 g/l de Ni, correspondiente a una eficacia de precipitación del 95%. La proporción de NH_{3}:Ni en esta solución fue por consiguiente de aproximadamente 78:1.

Ejemplo 3

Este ensayo se realizó para ilustrar el concepto de la integración de la separación del níquel de la fase orgánica tras un procedimiento de extracción por solvente amoniacal utilizando una solución concentrada de carbonato de amonio amoniacal seguida de una reducción con hidrógeno para producir metal de níquel.

Se preparó una solución de níquel, dióxido de carbono y amoníaco libre mediante la disolución de 250 g de pasta filtrada de carbonato de níquel básico (que contenía 24% en peso de Ni) en 868 g de una solución amoniacal acuosa al 28% p/p. La solución calculada contenía 57,6 g de Ni y 243 g de NH_{3}. Esto corresponde en teoría a una proporción molar de Ni:NH_{3} de 1:14,6. Se encontró por ensayo que una muestra contenía 54 g/l de Ni y 190 g/l de amoníaco, correspondiente a una proporción real de Ni:NH_{3} de 1:12,1. Se depositaron 984 g de esta solución en una autoclave de acero inoxidable de 2 L del lote 316 provisto de un alineador de vidrio de borosilicato, unas hélices refrigerantes, un pocillo termocupla y un agitador. Se calentaron los puertos y el indicador de presión para evitar una escalada de carbonato de amonio. El autoclave se selló y se agitó a 300 rpm. Después, se purgó el autoclave con un gas nitrógeno de alta pureza y se aplicó calor eléctrico externamente para aumentar la temperatura de la solución a 176ºC. La presión total en este punto fue de 440 psi. Se introdujo un gas hidrógeno de alta pureza para aumentar la presión a 900 psi. El gas hidrógeno se suministró a intervalos de 5 minutos para llevar la presión total a 900 psi, y la temperatura se mantuvo controlada en el intervalo de 186 \pm 4ºC. Después de una hora no se evidenció más consumo de hidrógeno y no se observó que la temperatura disminuyera con el tiempo. El calentador se apagó y se aplicó indirectamente agua para refrigerar mediante las hélices refrigerantes. Después de enfriarse hasta los 40ºC, se dejó que la presión disminuyera y se volvió a purgar el autoclave con nitrógeno para desplazar el gas hidrógeno restante. Al abrir el autoclave, se recuperó de la mezcla resultante níquel metálico precipitado, hasta un total de 46,0 g, incluyendo el níquel restante que recubría las hélices refrigerantes, el pocillo termocupla, el agitador y el mango. Se descubrió, mediante ensayo, que una muestra de la solución final contenía 0,3 g/l de Ni, 173 g/l de NH_{3} y 29 g/l de CO_{2} correspondiente a una eficacia de precipitación del 99%. La proporción de NH_{3}:Ni en esta solución fue por lo tanto de aproximadamente 2049:1.

Claims

1. Procedimiento para la recuperación de un producto de níquel metálico en un procedimiento de extracción por solvente que comprende las etapas que consisten en:

(a) formar un complejo de níquel amino mediante la separación del níquel de una fase orgánica cargada de níquel con una solución de amoníaco de alta concentración seleccionada de entre una solución de carbonato de amonio amoniacal y una solución de sulfato de amonio amoniacal; y

(b) reducir el complejo de níquel amino con hidrógeno de la solución de amoníaco de alta concentración para producir un producto de níquel metálico;

en el que la proporción molar de amoníaco y níquel en la solución de carbonato de amonio amoniacal es superior a 8:1 y la proporción molar de amoníaco y níquel en la solución de sulfato de amonio amoniacal es superior a 6:1.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el complejo de níquel amino es un complejo de carbonato de níquel amino y la solución de amoníaco de alta concentración es una solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el complejo de níquel amino es un complejo de sulfato de níquel amino y la solución de amoníaco de alta concentración es una solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fase orgánica se forma en el procedimiento de extracción por solvente, siendo un reactivo orgánico utilizado para extraer los iones de níquel de un licor de carbonato de amonio amoniacal para formar la fase orgánica.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el reactivo orgánico se selecciona de entre 2-hidroxi-5-t-nonil acetofenonoxima, 2-hidroxi-5-t-nonil salicilaldoxima, y los tipos dicetona de alquilo, arilo y haluro beta sustituidos.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el reactivo orgánico es un 2-hidroxi-5-t-nonil acetofenonoxima modificado por un alcohol en un vehículo de tipo queroseno alifático o aromático o una combinación de
ambos.

7. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el níquel está presente como ión níquel II en el licor de carbonato de amonio amoniacal antes de extraerse con el reactivo orgánico.

8. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración utilizada para separar la fase orgánica presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 210 a 300 g/l y una concentración de dióxido de carbono de aproximadamente 50 a 300 g/l.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 260 g/l y una concentración de dióxido de carbono de aproximadamente 50 a 150 g/l.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la solución de carbonato de amonio amoniacal de alta concentración después de que se haya separado el níquel de la fase orgánica contiene de 50 a 90 g/l de níquel como complejo carbonato de níquel hexamina.

11. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración utilizada para separar la fase orgánica presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 160 a 300 g/l y una concentración de sulfato de aproximadamente 50 a 180 g/l.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración presenta una concentración de amoníaco de aproximadamente 260 g/l y una concentración de sulfato de aproximadamente 70 a 150 g/l.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la solución de sulfato de amonio amoniacal de alta concentración, después de que se haya separado el níquel de la fase orgánica contiene de 30 a 60 g/l de níquel como complejo de sulfato de níquel hexamina.

14. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el complejo níquel amino es un complejo de carbonato de níquel hexamina o un complejo de sulfato de níquel hexamina.

15. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el producto de reacción de la reducción con hidrógeno del complejo de carbonato de níquel hexamina es níquel metálico, carbonato de amonio y amoníaco.

16. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el producto de reacción del complejo de sulfato de níquel hexamina es níquel metálico, sulfato de amonio y amoníaco.

17. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que el carbonato de amonio se regenera para formar la solución de carbonato de amonio amoniacal que se utiliza para separar el níquel de la fase orgánica cargada de níquel.

18. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que el sulfato de amonio se regenera para formar la solución de sulfato de amonio amoniacal que se utiliza para separar el níquel de la fase orgánica cargada de níquel.