FI56554C - Foerfarande foer separation av nickel fraon kobolt - Google Patents

Description

-ICfcra ΓβΙ f11itUULUTUSJULKAISU cccc* tigr- lbj ου utlAggningsskript 55554 C (45) Patentti myönnetty il G2 1930 Patent oeddelnt ^ ' (51) Kv.lk.*/lnt.CI.* c 22 B 23/04- SUOMI—Fl N LAN D O1) Patenttihakemus — PatentansAkning 3711/72 (22) Hakemlipiivi — Ansöknlngsdag 29 · 12.72 (23) Alkupilvi— Glltighetsdag 29 · 12.72 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvit offentllg 01.07*73

Patentti-ja rekisterihallitus .... .. , . . , * . (44) Nihtivikslpanon ja kuuLJulkaisun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad 31.10.79 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet 31.12.71

Englanti-England(GB) 60950/71 „ (71) Shell Internationale Research Maatschappij N.V., Carel van Bylandt- laan 30, Haag, Hollanti-Holland(NL) (72) Abraham Johannes van der Zeeuw, Amsterdam, Peter Koenders, Amsterdam, Hollanti-Holland(NL) (7*0 Oy Kolster Ah (5*0 Menetelmä nikkelin erottamiseksi koboltista - Förfarande för separation av nickel frän kobolt

Keksinnön kohteena on menetelmä kahdenarvoisen nikkelin erottamiseksi kolmen-arvoisesta koboltista, joita metalleja on läsnä ammoniakaalisessa vesifaasissa, käyttämällä neste-neste-uuttoa.

Samantapainen erotusmenetelmä on esitetty US-patentissa 3 276 863, jolloin uuttoaineena käytetään alifaattista alfa-hydroksiketonioksiimia, kuten 5,8-dietyyli-7~hydroksi-6-dodekanonioksiimia. Muiden arvokkaiden metallien, esim. kuparin, vanadiinin ja molybdeenin uuttamiseen suosittelee NL-patenttihakemus 661U688 käytettäväksi alkyloitua 2-hydroksibentsofenonidksiimia, esim. 5-dodekyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimia. Viimemainittujen oksiimien sanotaan olevan erityisen tehokkaita kuparin uuttamiseen ja kuparin erottamiseen raudasta alhaisella pH-alueella, päinvastoin kuin edellä mainitut alifaattiset alfa-hydroksiketoniok-siimit, joita käytetään edullisesti suuremmassa pH:ssa kuin 7*» uuttaminen tehostuu huomattavasti alhaisessa pH:ssa, 1 ,U-2,3, kun käytetään näiden kahden oksiimi-uutosainetyypin seosta. Samanlaisia tuloksia saatiin erotettaessa kuparia BE-patentin 751 80U mukaisesti, kun alkyloitu 2-hydroksibentsofenonioksiimi sisältää aromaattisessa renkaassa yhden tai useamman elektroneja puoleensa vetävän substi-tuentin, kuten nitroryhmän.

2 66554

Nyt on yllättäen keksitty, että edellä mainitut alkyloidut 2-hydroksibentso-fenonioksiimit ja erityisesti tällaisen oksiimin seokset alifaattisen alfa-hydroksiketonioksiimin kanssa antavat erinomaisia tuloksia, kun niitä käytetään uuttavina aineina erotettaessa Ni(ll) Co(lIl):sta neste-neste-uuttamalla ammoniakaalisessa vesiväliaineesta, ts. suhteellisen korkealla pH-alueella. Verrattuna tuloksiin, jotka on saatu käyttämällä yksinomaan alifaattista oksiimia, käsittää parantuminen suuremman kuormittumiskyvyn samanlaisissa olosuhteissa, jolloin jälkeen suoritettava uutetun Ni(ll):n jälkipesu laimeaan rikkihappoon osoittautui paljon tehokkaammaksi.

Keksinnön kohteena on menetelmä Ni(ll):n erottamiseksi Co(lIl):sta, joita metalleja on läsnä ammoniakaalisessa vesifaasissa, neste—neste—uuton avulla, saattamalla ammoniakaalinen vesifaasi kosketukseen sellaisen orgaanisen faasin kanssa, joka käsittää orgaanisen liuottimen, joka oleellisesti on veteen sekoittu-maton, sekä uuttavan saneen.

Keksinnölle on tunnusomaista, että uuttavana aineena käytetään (A) 2-hydroksibentsofenonioksiimia, jonka kaava on -

P NOH

. 1 . 2 . .

jossa R ja R toisistaan riippumatta tarkoittavat 1-25 hiiliatomia sisältävää, alifaattista hiilivety- tai hiilivetyoksiryhmää, E on elektroneja puoleensa vetävä substituentti ja kukin alaindekseistä m, n ja p voi olla 0 tai 12 1 kokonaisluku 1-1* sillä edellytyksellä, että R :n, R :n ja E :n hiiliatomien

m n P

kokonaislukumäärä on 3-25 joko yksinään tai yhdessä.

(B) alifaattisen o< -hydroksiketonioksimin kanssa, jonka kaava on R5 -3 ! Il RJ - C - C - R (II) t t'

OH NOH

3 k . .5 ...

jossa R ja R tarkoittavat hulivetyryhmää ja R tarkoittaa hiili vety ryhmää tai vetyatomia, ja/tai (C) 2-hydroksifenyylialifaattinen hiilivetyketonioksiimi, jonka kaava on un)

e2/^-( NOH

y ' oh 3 56554 jossa tarkoittaa 1-25 hiiliatomia sisältävää, alifaattista hiilivety- 2 . ...

tai alkoksiryhmää, E on elektroneja puoleensa vetävä ryhmä ja kumpikin ala- indekseistä x ja y voi olla 0 tai kokonaisluku 1-1+ sillä edellytyksellä, että 67.2....

R :n, R :n ja E :n hiiliatomien kokonaislukumäärä on 3-25, tai x y vaihtoehtoisesti oksiimien B ja C seoksella, jolloin nikkeli menee orgaaniseen faasiin, minkä jälkeen näin saatu orgaaninen faasi erotetaan vesifaasista, joka pääasiassa sisältää Co(lIl):a.

Edellä olevassa yleisessä kaavassa (I) voi substituentti R1 olla esim. alkyyli-, aralkyyli-, alkenyyli-, alkapolyenyyli- tai alkoksyyliryhmä, joka voi olla suoraketjuinen tai haarautunut ja sisältää inerttejä substituentteja ja/tai heteroatomeja. Näiden ryhmien hiiliatomien määrä on edullisesti 5~20, ja erityisesti 7~1^· Esimerkkejä sopivista aJLkyyliryhmistä ovat: metyyli, etyyli, tert. butyyli, sek. heksyyli, sek.oktyyli, sek.dekyyli»sek.dodekyyli ja sek.heksa-dekyyli. Sopivia alkenyyliryhmiä ovat edullisesti sellaiset, joissa ei ole useampaa kuin yksi etyleeninen kaksoissidos, kuten pentenyyli, oktenyyli, dekenyyli, dodekenyyli ja oktadekenyyli. Edullisimpia ovat alkyyliryhmät, erityisesti ne, joissa on haarautunut hiiliketju, esim. sekundääriset alkyyli- . 2 . .... . . ryhmät. Substituentti R voi tarkoittaa esimerkiksi hiilivetyryhmiä, jotka edellä mainittiin esimerkkeinä R1:lle. Edellyttäen, että läsnäolevien substituenttien R ja/tai R kokonaismäärä on euurempi kuin yksi (m + n> 1), voivat sanakin kaksi tällaista substituenttia olla keskenään samanlaiset tai erilaiset. Edullisimpia ovat yhdisteet, jotka eivät sisällä useampia kuin yhden kummastakin 1 2 substituentista R ja R (m = N = 1), ja erityisesti ne, jotka sisältävät vain yhden substituentin R1 (m = 1, n * 0), edullisesti 5-asemassa.

Jos elektroneja puoleensä vetäviä substituentteja E1 on läsnä 2-hydroksi-fenyyliryhmässä, tulisi yhden tällaisen substituentin edullisesti olla sen 3“ asemassa. Yhdisteet, joissa ei ole useampia kuin yksi substituentti E1 (p=0 tai 1), ovat kuitenkin edullisia. Esimerkkejä elektroneja puoleensa vetävästä substituentista E^ ovat halogeenit, erityisesti kloori, bromi ja jodi, nitroryhmä, syaani-ryhmä ja alk ok s ik arbonyy1i ryhmä, kuten metoksi- tai etoksikarbonyyliryhmä, kloorin ollessa tavallisesti edullinen. Joskin substituentin läsnäolo voi olla hyödyksi joissakin tapauksissa, saavutetaan erinomaisia tuloksia ilman sitä (p=0).

. 1 1.1 Hiiliatomien lukumäärä R :ssä, R :ssä ja E :ssä yhteensä on edullisesti

m 1 g P

5-20, ja erityisesti 7“1^· Jos R ja R puuttuvat kumpikin (m=n®0), täytyy substituentin E1 tietysti sisältää vaadittu määrä hiiliatomeja, esim. yhden tai useamman alkoksikarbonyyliryhmän muodossa.

k 56554

Esimerkkejä käyttökelpoisista kaavan I mukaisista 2-hydroksibentsofenoni-oksiimeista ovat: 5-sek.oktyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimi, 5-sek.nonyyli- 2-hydroksibentsofenonioksiimi, 5_sek.dodekyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimi, lt-dodekyylioksi-2-hydroksibentsofenonioksiimi, 5-sek.pentyyli-U’-tert.butyyli ja 5-sek.oktyyli-2* ,H’,5'-trimetyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimi. Erinomaisia tuloksia on saavutettu erityisesti 5-sek.nonyyli-2-hydroksibentso-fenonioksiimilla (ij m=1, η*=ρ=0). Sopivia edellä määriteltyjä yhdisteitä ja menetelmiä niiden valmistamiseksi on esitetty mm. NL-patenttihakemuk-sessa 661U688 ja BE patenttijulkaisussa 751 80H.

Edullisesti käytetään yhden tai useamman kaavan I mukaisen 2-hydroksi- bentsofenonioksiimin seosta yhden tai useamman kaavan II mukaisen alifaatti- . . ... 3 sen alfa-hydroksiketonioksiimin kanssa. Hiilivetyryhmät, R ja R ovat esimerkiksi alifaattisia tai alkaryyliryhmiä, edullisesti tyydyttämättömiä hiilivety- tai haarautuneita alkyyliryhmiä, joissa on 6-20 hiiliatomia.

Esimerkkejä sopivista ryhmistä ovat: alkenyyliryhmät, kuten heptenyyli, okte- nyyli, dekenyyli ja oktadekenyyli ja -erityisesti- sekundääriset alkyyli- ryhmät, kuten 1-etyylipentyyli , 1-etyyliheksyyli, 1-etyyli-6-metyylioktyyli , 1-butyylidekyyli , 1-butyyliheksadekyyli ja 1-butyyli-11-metyylitridekyyli.

... . . . 3 . 1+ .5

Edullisimpia ovat ne yhdisteet, joissa ryhmät R ja R ovat samoja, R :n ollessa esimerkiksi hiilivetyryhmiä, jotka edellä mainittiin esimerkkeinä 3 U 5 R :sta ja R :stä, mutta edullisesti R on vetyatomi. Edullisesti on huli- . 3 U 5 , atomien kokonaislukumäärä R :ssa, R :ssä ja R :ssä yhteensä 12-UO, ja erityisesti 12-20. Sopivia yhdisteitä ovat esim. 19-hydroksi-heksatriakonta-9,27-di en-18-oni-oks iimi 5 56554 ja erityisesti 6,9-dietyyli-8~hydroksi-7-tetradodekanonioksiimi ja 5,8-dietyyli-7~hydroksi-6-dodekanonioksiimi, jälkimmäisen ollessa erityisen edullinen. Seos, joka sisältää tätä yhdistettä yhdessä 5-sek-nonyyli-2-hydroksibentsofenonioksii-min kanssa, on antanut erityisen edullisia tuloksia, kun sitä on käytetty uuteai-neena tämän keksinnön menetelmän mukaisesti.

Uuteaine voi olla sekoitus, joka sisältää ainakin yhtä kustakin komponentista A ja C, tai edullisemmin B:stä ja C:stä.

2-hydroksyylifenyyli-alifaattisen hydrokarbyyliketonioksiimin (C) yleisessä kaavassa III voi substituentti tai - jos x on suurempi kuin 1 - jokainen niistä edustaa alkyyli-, aralkyyli-, alkenyyli-, alkapolyenyyli- tai alkoksyyli-ryhmää, jolloin ryhmät voivat olla haarautuvia tai haarautumattomia ja voivat sisältää inerttejä substituentteja ja/tai heteroatomeja, jos niin halutaan. Täl-laisen R^-ryhmän hiiliatomien luku voi olla väliltä 1-25, edullisesti väliltä 5-20 ja erityisesti väliltä 7-11*. Esimerkkejä sopivista alkyyli ryhmistä ovat: metyyli, etyyli, tert.-butyyli, sek.-heksyyli, sek.-heptyyli, sek.-oktyyli, l»l»3,3-tetrametyylibutyyli, sek.-nonyyli, sek.-undekyyli ja sek.-pentadekyyli. Sopivia alkenyyliryhmiä ovat edullisesti sellaiset, jotka eivät sisällä useampia kuin yhden etyleenisen kaksoissidoksen, kuten pentenyyli, oktenyyli, dekenyyli, dodekenyyli ja oktadekenyyli. Edullisimpia ovat alkyyliryhmät, erityisesti sekundääriset tai tertiääriset alkyyliryhmät. Edullisia yhdisteitä ovat ne, jotka eivät sisällä useampia kuin yhden substituentin R^ (x=l), joka sijaitsee edullisesti 5-asemassa.

. . 7

Alifaattinen ryhmä R' voi olla esim. alkyyli-, alkenyyli- tai alkapoly-enyyliryhmä. Nämä ryhmät voivat olla joko haarautuvia tai haarautumattomia ja ne voivat sisältää inerttejä substituentteja ja/tai heteroatomeja, jos niin halutaan.

γ

Haarautumaton ryhmä on yleensä osoittautunut erittäin edulliseksi. Ryhmän R hiili-atomien luku voi olla esim. väliltä 1-20, edullisesti väliltä 1-11. Alkyyliryhmä on yleensä edullinen. Esimerkkejä sopivista alkyyliryhmistä ovat: metyyli, etyyli, n-pentyyli, n-heptyyli, n-oktyyli, n-nonyyli, n-undekyyli, n-tridekyyli ja n-heptade-

6 T

kyyli. Edullisesti kummankin substituentin R° ja R hiiliatomien luku on pääasiallisesti sama.

Vapaa valintaisesti 2-hydroksifenyyliryhmässä on yksi tai useampi elektro-_ - . .2 neja puoleensa vetävä substituentti E , missä tapauksessa tällaisen substituentin tulisi edullisesti sijaita sen 3-asemassa. Yhdisteet, joissa ei ole enempää kuin 2 yksi substituentti E (y=0 tai l), ovat kuitenkin edullisia. Esimerkkejä elektrone- 6 66554 ja puoleensa vetävistä substituenteista E ovat halogeeniatomit, erityisesti kloori, bromi ja jodi, nitroryhmä ja alkoksikarbonyyliryhmä, kuten metoksi- tai etoksi- karbonyyliryhmä, kloorin ollessa tavallisesti edullinen. Joskin substituentin 2 E läsnäolo voi olla hyödyksi joissakin tapauksissa, saadaan erinomaisia tuloksia sen puuttuessa (y=0).

On ymmärrettävä, että hiiliatomien kokonaislukumäärän R^:ssä, Reissä ja 2 x E :ssa yhteensä tulisi olla väliltä 3-25, edullisesti väliltä 10-25, kun taas y * yhteensä n. lU - n. 18 hiiliatomin on havaittu olevan erityisen sopiva. Jos R° Λ puuttuu (x=0), voivat substituentit (-entti) E olla apuna vaaditun hiiliatomien lukumäärän saavuttamiseksi, jos on tarpeen, esim. yhden tai useamman alkoksikarbo-nyyliryhmän muodossa.

Esimerkkejä erittäin sopivista 2-hydroksifenyyli-alifaattisista hydrokar-byyliketonioksiimeista (C) ovat: (5-sek.-heptyyli-2-hydroksifenyyli) n-heptyyli-ketonioksiimi; (5~sek.-oktyyli-2-hydroksifenyyli)-n-oktyyliketonioksiimi; (5-sek.-nonyyli-2-hydroksifenyyli) n-nonyyliketonioksiimi; (5-sek.-heptyyli-2-hydroksi-fenyyli) n-nonyyliketonioksiimi; ja (5-sek.-oktyyli-2-hydroksifenyyli) metyyli-ketonioksiimi. Muita esimerkkejä ovat: (5-metyyli-2-hydroksifenyyli)-n-tridekyylike tönioksiimi; (5-sek.-heptyyli-2-hydroksifenyyli) metyyliketonioksiimi; (5-sek.-dodekyyli-2-hydroksifenyyli) etyyliketonioksiimi; (5-sek.-undekyyli-2-hydroksi-fenyyli) n-pentyyliketonioksiimi; (5-sek.-heksyyli-2-hydroksifenyyli) n-undekyyli-ketonioksiimi; (5-sek.-pentadekyyli-2-hydroksifenyyli)-n-heptyyliketonioksiimi; (5-sek.-oktyyli-2-hydroksifenyyli) n-undekyyliketonioksiimi; (5~sek.-oktyyli-2-hydroksifenyyli) n-heptadekyyliketonioksiimi; ja vastaavat yhdisteet, joilla on klooriatomi fenyyliryhmän 3-asemassa, kuten (5-sek.-oktyyli-3_kloori-2-hydroksi-fenyyli) n-nonyyliketonioksiimi.

Kun käytetään sekoituksia, joissa on kahden tai useamman tyyppisiä uuteai-neita, voivat niiden suhteelliset määrät vaihdella laajoissa rajoissa. Sopivat moolisuhteet erityyppisten aineosien välillä voivat vaihdella esimerkiksi 10:l:stä l:10:neen. Edullisilla seoksilla, jotka sisältävät ainakin yhtä kummastakin komponentista A ja B, vaihtelevat A:n ja B:n väliset sopivat moolisuhteet tavallisesti 10:l:stä l:U:ään, edullisesti 5:l:stä l:l:een ja erityisesti U:l:sta 2:l:een. Samanlaisia moolisuhteita voidaan käyttää esim. seoksille, jotka aineosina sisältävät C:tä ja B:tä.

Hi(ll)-osien selektiiviseksi uuttamiseksi Co(lIl)-osista keksinnön mukaisesti käytetään uuteainetta, jonka tulisi olla pääasiallisesti veteen liukenematon, tavallisesti laimennetussa muodossa veteen sekoittumattomassa orgaanisessa 7 56554 liuottimessa. Uuteaineen tai sen komponenttien seoksen väkevyys voi vaihdella laajasti ja yleensä se on väliltä 2-50 paino-#, edullisesti 5~15 paino-# laskettuna orgaanisesta faasista. On suositeltavaa, että veteen sekoittumaton liuotin on valittu niin, että orgaaninen faasi ei liukene vesipitoiseen väliaineeseen ja päinvastoin tai ainoastaan vähäisessä määrässä. Faasien keskinäinen sekoittuvuus ei edullisesti saisi ylittää 5 tilavuus# ja erityisesti sen tulisi olla alle 1 tilavuus-#:^. Sopivia liuottimia ovat esim. halogenoidut liuottimet kuten kloroformi, 1,2-dikloorietaani, 1,2-diklooripropaani ja di(2-kloorietyyli)eetteri ja erityisesti hiilivedyt, kuten paloöljy, tolueeni ja ksyleenit.

Orgaaninen faasi voi vapaavalintaisesti lisäksi sisältää, muita aineita, kuten alkuolosuhteissa säilyttävän aineen, joka on yleensä pitkäketjuinen alifaat-tinen alkoholi, emulsioiden muodostumisen estämiseksi, joita voi tietyissä tapauksissa muodostua uutettaessa vesipitoista väliainetta.

Keksinnön menetelmä on erityisen käyttökelpoinen nikkeli- ja koboltti-osien erottamiseksi uutosliuoksista, joita on saatu esimerkiksi uuttamalla sopivia malmeja ammoniakilla (esim. paineen alaisena) sen jälkeen kun raakamalmit on saatettu sopivaan muotoon, esim. murskaamalla, jauhamalla ja seulomalla. Kun koboltti-osat ovat mukana alemmassa hapetusasteessa kuin Co(lll), esim. Co(ll):na, kuten asia tavallisesti on, täytyy ne ensin hapettaa kolmenarvoiseen tilaan, esim. saattamalla vesipitoinen väliaine alttiiksi hapettimen vaikutukselle ennenkuin se saatetaan kosketukseen orgaanisen faasin kanssa. Saatu vesipitoinen väliaine sisältää sitten Ni(ll)- ja Co(III)-osia. Sopivia hapettimia ovat esim. vetyperoksidi tai vielä edullisemmin happi tai happea sisältävä kaasu, erityisesti ilma.

Jos uutosliuosta käytetään lähtöaineena, voidaan hapettaminen suorittaa myös uuttamistoimituksen aikana. Vesipitoinen väliaine, joka on yleensä liuos, voi lisäksi sisältää yhden tai useampia ammonium-yhdisteitä, kuten karbonaatin tai bikarbonaatin, sulfaatin, kloridin, nitraatin tai hydroksidin. Metalli-osien pitoisuus vesipitoisessa ammoniakki-väliaineessa voi vaihdella laajoissa rajoissa ja se on tavallisesti väliltä 0,01-1 mooli/litra, edullisesti väliltä 0,05-0,5 moolia/ litra.

Ni(ll)-osien selektiivinen uuttaminen keksinnön mukaisesti suoritetaan saattamalla vesipitoinen väliaine kosketukseen orgaanisen faasin kanssa, joka sisältää uuteaineen (-aineet), jolloin on edullista parantaa faasien välistä kosketusta voimakkaasti sekoittamalla. Ni(ll)-osat siirtyvät tällöin valikoivasti orgaaniseen faasiin kun taas Co(IIl)-osat jäävät pääasiallisesti vesipitoiseen faasiin. Sekoittamista jatketaan edullisesti kunnes tasapaino faasien välillä on 56554 asettunut, mikä tapahtuu yleensä n. 10 sekunnin 3 minuutin kuluttua. Edullisen orgaanisen faasin tilavuussuhteen vesipitoiseen faasiin on havaittu olevan väliltä 1:3 - 3:1. Voidaan kuitenkin käyttää myös muita suhteita. Yleensä uuttaminen edistyy tasaisesti ympäristön lämpötilassa. Korkeammat tai matalammat lämpötilat eivät kuitenkaan ole poissuljettuja.

Faasien erottamisen jälkeen voidaan uutetut Ni(Il)-osat edullisesti ottaa talteen kuormitetusta orgaanisesta faasista, jossa ne ovat tavallisesti yhden tai useamman uuteaineen (-aineiden) kanssa muodostetun kompleksin liuoksen muodossa, erottamalla ne vahvan hapon, kuten typpi- tai rikkihapon vesipitoisella liuoksella, jälkimmäisen ollessa erityisen edullinen. Ni(lI)-osat voidaan erottaa orgaanisesta faasista myös saattamalla tämä vuorotellen kosketukseen vesipitoisen happoa sisältävän liuoksen ja veden kanssa. Ni(II)-osat siirtyvät täten vesipitoiseen erotusväliaineeseen vastaavina nikkelisuoloina, esim. NiSO^inä, ja voidaan sitten ottaa talteen siitä tavanomaisin menetelmin, esim. suoloina haihduttamalla vesi ja/tai kiteyttämällä tai - edullisesti - metallina suoralla elektrolyysillä, samalla kun orgaaninen faasi, joka sisältää vapautetun uuteaineen, käytetään edullisesti uudelleen uusia uuttamisia varten. Joissakin tapauksissa on kuitenkin edullista käyttää emästä, kuten ammoniakkia erottamistoimitukseen, missä tapauksessa nikkeli-osat seostetaan haihduttamalla ammoniakki, todennäköisesti hydroksidina. On myös mahdollista ottaa nikkeli talteen metallina suoraan kuormitetusta orgaanisesta faasista hydraamalla jälkimmäinen, mikä usein tekee mahdolliseksi nikkelin saamisen jauheen muodossa.

Samanlaisia menetelmiä kuin edellä kuvatut nikkeli-osien talteenottamisek-si voidaan tietenkin käyttää myös koboltti-osien talteenottamiseksi vesipitoisesta raffinaatti-faasista. Ennen koboltin talteenottoa tästä vesipitoisesta faasista jälkimmäinen voidaan kierrättää toistamiseen uuttamisyksikköön, esim. kun halutaan saada väkevöity liuos, ja siitä voidaan erottaa sivuvirta koboltin talteenottoa varten.

Toteutettaessa keksinnön menetelmää joko uuttaminen tai erottaminen tai molemmat toimitukset voidaan suorittaa panoksittain yhdessä vaiheessa tai sarjassa peräkkäisiä vaiheita, tai edullisesti jatkuvatoimisesti käyttäen esimerkiksi myötä- ted vastavirta-menetelmiä.

Esimerkki I

Uutoskokeet suoritettiin erikoisrakenteisessa erotussuppilossa, joka käsitti asteikolla varustetun, suoraseinäisen astian, jonka tilavuus oli 0,25 1.

9 56554

Pohjalla oli sulkuhana suppilon tyhjentämistä varten. Yläosan aukkoa käytettiin kaksi-lapa-sekoittiraen sijoittamista varten ja se toimi myös syöttöaukkona.

Vesipitoinen ammoniakki-syöttöliuos, joka sisälsi Ni(II):ta ja Co(IIl):ea, valmistettiin seuraavasti. Sekoituksen alaiseen liuokseen, joka oli saatu liuottamalla 1*0 g ammoniumkarbonaattia (Brocades) - pääasiallisesti ammoniumbikarbonaatin ja ammoniumkarbamaatin kaksoissuola (ΝΗ^ΗΟΟ^,Η,,Ν-ΟΟ-ΟΝΗ^) - 200 mlraan vesipitoista liuosta, joka sisälsi 25 paino-# NH^:ea, lisättiin 1,25 g emäksistä koboltti-karbonaattia (0ο00^,2 Co(0H)2, U HgO), joka sisälsi 0,6 g Co(ll):ta, ja 21,00 g emäksistä nikkelikarbonaattia (NiCO^, 2 Ni(0H)2* 1* HgO), joka sisälsi 10,08 g Ni(ll):ta, lisäämisen tapahtuessa annoksittain jauhemuodossa. Saatu liuos laimennettiin sitten vedellä 1 litraksi ja sitä kuume-nettiin 3 tuntia 80°C:ssa johtaen samalla ilmaa kuplimalla liuoksen läpi Co(ll):n hapettamiseksi Co(lII):ksi.

Sen jälkeen tilavuus jälleen täydennettiin 1 litraksi.

Uutosliuos valmistettiin liuottamalla 0,096 moolia 5-sek.-nonyyli-2-hydrok-sibentsofenonioksiimia ja 0,02U moolia 5,8-dietyyli-7~hydroksi-6-dodekanonioksii-mia paloöljyyn ("Shellsol K") ja laimentamalla 1 litraksi.

Vesipitoinen ja orgaaninen faasi saatettiin kosketukseen toistensa kanssa faasisuhteessa 1:10 (tilav./tilav.) sekoittaen samalla kierrosnopeudella 2200 r/min. Orgaaninen fassi muuttui välittömästi tumman vihreäksi ja nikkelin siirtyminen tapahtui täydellisesti 10 sekunnissa. Sekoittamista jatkettiin kuitenkin 3 minuuttia. Kerrosten annettiin sitten erottua toisistaan.

Vesipitoisen kerroksen analyysi osoitti, että se sisälsi vähemmän kuin 0,1 paino-# Ni(ll):ta ja yli 99 paino-# Co(lIl):ea, laskettuina vastaavista alkuperäisistä läsnäolevista määristä.

Orgaanisesta kerroksesta erotettiin Ni(ll) yhtä suuren tilavuusmäärän kanssa 2-N HgSO^ää sekoittaen samalla nopeudella 2200 r/min. 30 sekunnissa kaikki Ni(ll) oli huuhtoutunut pois. Vesipitoisen kerroksen analyysi faasien erotuksen jälkeen osoitti, että se sisälsi 100 # Ni(ll):sta, joka oli alunperin läsnä orgaanisessa uutosfaasissa ja ainoastaan 0,1 paino-# Co(lIl):sta, joka oli alunperin läsnä vesipitoisessa lähtöliuoksessa.

Esimerkki II

(a) Vesipitoinen ammoniakkinen liuos, joka oli 0,01-molaarinen sekä iii(ll):n että Co(ll):n suhteen ja 0,2-molaarinen ammoniumsuifaatin suhteen, valmistettiin seuraavasti. Liuokseen, joka oli saatu liuottamalla 2,38 g NiClg.ö 11^0, 2,38 g CoClg.ö HgO ja 26,3 g (NH^J^SO^ 800 ml:aan vettä, lisättiin vesipitoinen liuos, joka sisälsi 25 paino-# NH^rea. Lisäyksen aikana muodostui Ni(ll):n ja 10 S6&&4

Co(H):n hydroksidien sakka, joka lisättäessä enemmän vesipitoista ammoniakkia liukenee takaisin. Kun saavutettiin pH-arvo 11, laimennettiin liuos 1 litraksi, minkä jälkeen pH säädettiin uudelleen arvoon 11 lisäämällä pisaroittain vesipitoista ammoniakkia. Sitten johdettiin liuokseen ilmaa yhden tunnin ajan huoneen lämpötilassa Co(lI):n hapettamiseksi Co(lIl):ksi.

Uutosliuos oli sama kuin esimerkissä I käytetty.

Vesipitoinen ja orgaaninen faasi saatettiin sitten kosketukseen toistensa kanssa faasien suhteessa 1:1 (tilav./tilav.) sekoittaen samalla kierrosnopeudel-la 2200 r/min 3 minuutin ajan, minkä jälkeen kerrosten annettiin erottua toisistaan. Orgaanisen faasin analyysi osoitti sen sisältävän Ni(Il):ta 0,01 moolia/1, kun taas Co(lI):ea ei havaittu ollenkaan.

Orgaanisesta kerroksesta erotettiin sitten Ni(Il) yhtä suurella tilavuudella 2-N HgS0^:ää sekoittamalla nopeudella 2200 r/min, jolloin Ni(II)-kuormitus huuhtoutui pois 30 sekunnissa.

(b) Samalla tavalla kuin kohdassa (a) kuvattiin, toistettiin edellinen uuttaminen - ainoastaan vertailun vuoksi - käyttäen liuosta, joka sisälsi 32,5 g 5,8-dietyyli-7-hydroksi-6-dodekanoniokBiimia 1 litrassa paloöljyä, liuoksen ollessa 0,12-raolaarinen vaikuttavan aineen suhteen. Kuormatun orgaanisen faasin analyysi osoitti sen sisältävän Ni(ll):ta ainoastaan väkevyydessä 0,0062 moolia/1.

Sen jälkeen kun orgaanisesta faasista oli erotettu Ni(ll)2-N H^O^illä, sisälsi saatu vesipitoinen liuos ainoastaan 17,8 paino-# alunperin kuormitetussa orgaanisessa liuoksessa olleesta Ni(ll):sta. Ni(ll), joka vielä jäi orgaaniseen faasiin, voitiin kuitenkin erottaa siitä helposti 30 sekunnissa 2-N HNO^n avulla.

Esimerkki II osoittaa, että kahden erityyppisen komponentin seoksella, jota käytettiin kokeessa (a), on huomattavasti parempi kuormittumiskyky Ni(ll):lla kuin kokeessa (b) yksinään käytetyllä uuteaineella, samalla kun Ni(II):n erottaminen laimealla H^SO^illä tapahtuu paljon helpommin. Tämä on tärkeätä metallisen nikkelin talteenoton kannalta saadusta liuoksesta elektrolyysin avulla.

Esimerkki III

Vesipitoinen ammoniakkinen liuos oli sama kuin esimerkissä II uutettu. Uutosliuos oli 0,12-molaarinen liuos 5~sek.-nonyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimin suhteen "SHELLSQL KM:ssa (erään paloöljyfraktion rekisteröity tavaramerkki).

Vesipitoinen liuos ja uutosliuos saatettiin kosketukseen toistensa kanssa yhtäsuurin tilavuuksin sekoittaen samalla kierrosnopeudella 2200 r/min. Nikkelin siirtyminen oli täydellinen 10 sekunnissa. Sekoittamista jatkettiin kuitenkin vielä 3 minuuttia, minkä jälkeen kerrosten annettiin erottua. Co(lIl):ea ei löytynyt orgaanisesta kerroksesta.

56554

Orgaanisesta kerroksesta erotettiin sitten nikkeli yhtä suuren tilavuuden kanssa 2-N H^SO^ää sekoittamalla kierrosnopeudella 2200 r/min. U minuutin sekoittamisen jälkeen sisälsi saatu vesipitoinen liuos 73,3 % alunperin orgaanisessa kerroksessa olleesta nikkelistä. Tämän esimerkin erotustuloksen vertaaminen esimerkin II (a)-kohdan tulokseen osoittaa, että uutosaineesta, joka sisältää (A)-tyyppistä oksiimia yhdessä (B)-tyyppisen oksiimin kanssa, ja uutosaineesta, joka sisältää pelkästään {A)-tyyppistä oksiimia, täytyy ensimmäisen uutosaineen olla edullisempaa.

Claims (6)

12 56554

1. Menetelmä Ni(ll):n erottamiseksi Co(lIl):sta, joita metalleja on läsnä ammoniakaali se s s a vesifaasissa, neste-neste-uuton avulla, saattamalla ammonia-kaalinen vesifaasi kosketukseen sellaisen orgaanisen faasin kanssa, joka käsittää orgaanisen liuottimen, joka oleellisesti on veteen sekoittumaton, sekä uuttavan aineen, tunnettu siitä, että uuttavana aineena käytetään (A) 2-hydroksibentsofenonioksiimia, jonka kaava on <I! E1 /Λ_f NOH \_/ P 1 . 2 . . . . . .... jossa R ja R toisistaan riippumatta tarkoittavat 1-25 hiiliatomia sisältävää, alifaattista hiilivety- tai hiilivetyoksiryhmää, E on elektroneja puoleensa vetävä substituentti ja kukin alaindekseistä m, n ja p voi olla 0 tai 1 2.1 kokonaisluku 1-U sillä edellytyksellä, että R^ :n, Rn:n ja E^:n hiiliatomien kokonaislukumäärä on 3~25 joko yksinään tai yhdessä (B) alifaattisen c< -hydroksiketonioksimin kanssa, jonka kaava on R5 5. li R-5 - C - C - R (II) * » OH NOH . 3 . 1+ . ... .5 jossa R ja R tarkoittavat hiili vety ryhmää ja R tarkoittaa hulivetyryhmää tai vetyatomia, ja/tai (C) 2-hydroksifenyylialifaattisen hiilivetyketonioksiimin kanssa, jonka kaava on R^ * Ύθ>-s *7 (III> S'*- - / NOH ΌΗ jossa R^ tarkoittaa 1-25 hiiliatomia sisältävää, alifaattista hiilivety- 2 13 66554 tai alkoksiryhmää, E on elektroneja puoleensa vetävä ryhmä ja kumpikin ala-indekseistä x ja y voi olla 0 tai kokonaisluku 1-1+ sillä edellytyksellä, että g ? 2 R :n, R :n ja E :n hiiliatomien kokonaislukumäärä on 3-25, tai x y vaihtoehtoisesti oksiimien B ja C seoksen kanssa, jolloin nikkeli menee orgaaniseen faasiin, minkä jälkeen näin saatu orgaaninen faasi erotetaan vesifaasista, joka pääasiassa sisältää Co(IIl):a.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaavan (I) mukainen oksiimi on 5-sek.nonyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, - että kaavan (II) mukainen oksiimi on 5,8-dietyyli-7~hydroksi-6-dodekanonioksiimi. k. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttava aine on 5~sek.nonyyli-2-hydroksibentsofenonioksiimin ja 5,8-dietyyli-7-hydroksi-6-dodekanonioksiimin seos.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaavan (I) ja (il) mukaisia oksiimeja käytetään moolisuhteen (l)/(ll) välillä 5:1 ja 1:1.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttavan aineen pitoisuus on 5-15 paino-Jt laskettuna orgaanisen faasin määrästä. ih 56554