JP2564007B2 - 塩化物溶液からのコバルトの除去方法 - Google Patents

塩化物溶液からのコバルトの除去方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は塩化ニッケル電解液あるいは塩化ニッケルを
含有する浸出液に含まれるコバルトを経済的に除去する
方法に関する。
[従来の技術] 電気ニッケルの製造方法には主として電解精製方法と
電解採取方法とがあり、前者はニッケルマットを溶解鋳
造し、アノードとして硫酸浴あるいは硫酸浴と塩化浴と
の混合浴にて電解精製する方法であり、後者は、ニッケ
ルマット中のニッケル等を硫酸を用いて加圧浸出し、得
た浸出液を精製して電解液を得、あるいはニッケルマッ
ト中のニッケルを塩素を用いて酸化浸出し、得た浸出液
液を精製して電解浴を得、これらの電解浴よりニッケル
を電解採取する方法である。これらの方法のいずれにお
いても、ニッケルマット中のコバルトは電解浴中や浸出
液中に溶出し、そのまま電解を行なうと高コバルト品位
の電着物しか得られないので、浄液工程を設けてコバル
トを分離除去し、電解液中のコバルト濃度を10mg/l以下
とし、高純度ニッケル製造に際しては5mg/l以下として
いる。
このコバルトの除去方法については、ベースが硫酸浴
か塩化浴かで採りうる方法に差があり、前者は、電解液
に塩素を吹込み、コバルトをIII価まで酸化し、水酸化
コバルトとして沈殿除去する方法であり、この方法で
は、溶液中のニッケルの一部分と、共存する鉄も同様に
水酸化物として沈殿する。また、後者は、溶媒抽出法を
用いるものであり、多大の設備と資材を要し、コストを
上昇させるものである。
[発明が解決しようとする課題] 近年省エネルギー化等の要請により、電解精製方法か
ら電解採取方法への転換が検討されてきているが、転換
に伴い脱コバルト方法として複雑なフローとこれに伴う
設備を必要とする溶媒抽出法を採用せざるを得ず、コス
トの上昇を余儀なくさせられるという問題点がある。
すなわち、硫酸浴では電解液に塩素を吹込むと生ずる
反応は式で表わされるとされおり、 2Co2++6H2O+3Cl2→2Co(OH)+6HCl … 式よりわかるように、反応を右辺に進めてコバルト
を水酸化物として沈殿させるためには、生成したHClを
除去することが必要であり、通常炭酸ニッケルを添加す
る。液中のニッケル及び鉄も式と同様の反応で水酸化
物を生成して沈殿し、コバルト水酸化物とあいまってCo
澱物を形成する。このCo澱物中のNi/Co比は3.5〜4.0と
されているが、このNi/Co比が大きくなると、系内から
のニッケル損失量の増加、塩素使用量の増加、中和剤使
用量の増加、Co澱物の処理費の増加を招くことを意味
し、そのためCo澱物中のNi/Co比の一そうの低下が要求
されている。
ところが、この式の反応は、硫酸性溶液に対しての
み有効とされ、塩化物溶液や高Cl-濃度の溶液には適用
できないとされている。これは、Cl-濃度が高くなると
コバルトはクロロ錯体になり、安定化してIII価への酸
化反応がおこりづらくなり、充分除去できないばかり
か、生成するCo澱物中のNi/Co比は大幅に上昇するとい
う問題点があるからである。
本発明の目的は、Ni/Co比が2以下で、かつ終液中のC
o濃度が10mg/l以下としうる塩化物溶液中のコバルトの
塩素による除去方法の提案にある。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するための本発明の方法は、130g/l以
下のニッケルイオンと0.05〜0.2g/lのコバルトイオンと
を含む塩化物溶液に、該溶液中の二価の鉄イオンが0.05
〜0.2g/lとなるように該鉄イオンを添加し、該溶液のpH
を3.9〜4.1に維持しつつ、該溶液中に含まれる二価の鉄
イオンとコバルトイオンの合量に対して当量以上となる
塩素を吹き込んで、コバルトイオンをNi/Co比が2以下
の澱物として除去することを特徴とするものである。
[作用] 以下本発明を図を用いて説明する。
第1図は脱Co終液中の残留Co濃度と反応開始時のニッ
ケル濃度との関係を示したものである。この図は、4ケ
の10lのビーカーに、1l当りコバルト0.7g、ニッケル180
gを含む塩化ニッケル溶液と純水とを用いて全量を8lと
した反応始液を入れ、液温を51〜55℃に保持し、pHをそ
れぞれ4.1に維持しつつ、撹はんしながら塩素を1時間
当り12〜14gの割合で吹き込み、所定時間後サンプリン
グし、液中に残留するCoイオンの濃度を測定して求めた
ものである。
第1図より溶液中のCoイオンを5mg/l以下にするため
には、反応始液中のNi濃度を130g/l以下とすることが必
要であることがわかる。
第2図は生成したCo澱物中のNi/Coと反応pHとの関係
がFe共存量によりどのような影響を受けるかを示したも
のである。この図は、実容積1m3の脱コバルト連続槽
に、Ni濃度が110g/l、Co濃度が0.5〜1.0g/lで、Fe2+
度を<0.01、0.05、0.17g/lの3種類とした試験用塩化
ニッケル溶液をそれぞれ2.0l/minの割合で供給し、液温
を48〜51℃とし、pHを一定に維持しつつ、酸化還元電位
が1200〜1300mVになるように塩素ガスを吹込み、24時間
試験操作を行ない、得られた各Co澱物中のNiとCoとを分
析することにより求めたものである。なお、得られた脱
コバルト終液中のCo濃度は3mg/lであった。このCo濃度
は超高純度電気ニッケル製造するために十分なコバルト
濃度である。
第2図より始液中への0.05g/l以上のFe2+の添加は、N
i/Coの増加を著しく減少させることがわかる。また、pH
により、得られるCo澱物中のNi/Coが上昇しているが、
これはpHが高くなるにしたがい、三価のNiが生成する酸
化還元電位が低下するためである。
従来の硫酸浴で得られるCo澱物中のNi/Coは前述した
ように3.5〜4.0とされているが、この水準を満足させる
ためにはpH<4.1、Fe<0.01g/l又はpH<4.3、Fe>0.05g
/lの条件で良いことになる。しかし、本来Niロスは可能
な限り少なくすることが望まれるものであり、本発明で
安定的にCo澱物中のNi/Co比を2以下とするためには、p
H3.9〜4.1の範囲で始液中のFe2+濃度は0.05g/l以上とす
ることが必要である。なお、Fe2+の添加濃度をあまり高
くしても効果はさほど増加せず、かえって澱物発生量を
大幅に増加させるのみとなるため、Fe2+濃度は不必要に
高くすべきではなく、0.2g/l以下に抑えるべきである。
第3図は液中のNi濃度と塩素の吹込み時間とpHとの関
係を示したものである。
この図は、10lのビーカーに、1l当りコバルト0.69g、
ニッケル110gを含み、液温51〜55℃の塩化ニッケル溶液
8lに、pHを所定の値に維持しつつ、撹はんしながら塩素
を1時間当り12〜14gの割合で吹き込み、所定時間後サ
ンプリングし、液中に残留するCoイオンの濃度を測定し
て求めたものである。
第3図より脱コバルト反応を3時間以内に終了させる
ためには、pHを3.9〜43範囲にしなければならないこと
がわかる。これは、pHが高すぎるとNiの沈殿量が上昇
し、pHが低すぎるとCoの沈殿が不十分になるからであ
る。
本発明において吹込む塩素の量は、用いる装置等の諸
元により大きく異なるが少なくとも塩化物溶液中に含ま
れFe2+とCo2+との合量に対して当量以上とする必要があ
る。
このようにして得られた塩化物溶液中のCo2+濃度は高
くとも10mg/l以下であり、そのまま電解浴として用いる
ことができる。
[実施例] 200lの添加槽から定量ポンプで、1l当りNi110、Co1.
0、Fe2+0.15、Pb0.003、Na3.5、SO42.0各gを含む、Fe
2+を添加調整後の塩化物溶液を1分間当り2.0lの割合
で、1m3の反応槽へ流入させ、液温を48〜51℃に維持
し、撹はんしつつ10重量%の炭酸ニッケル溶液を用いて
pHを4.0に維持し、0.07Kg/Hrの割合で塩素を吹込んだ。
生成したコバルト澱物を含むスラリーはオーバーフロ
ー配管により、1m3の中継槽へ送られ、中継槽からポン
プでフィルタープレスへ通液され固液分離した。
この試験操業での成績は第1表に示した。
量の単位は溶液はl/Hr固体はg/Hr気体はNm3/Hrであ
る。
品位の単位は溶液はg/l固体は%である。第1表より
得られた脱Co澱物中のNi/Co比は1.32であり、脱Co終液
中のNi、Co、Fe、Pb濃度はそれぞれ110、0.005、0.000
1、0.0001g/lであり、このまま電解採取用電解浴として
使用しうるものであることがわかる。
なお、この試験操業中の酸化還元電位は1200〜1300mV
であった。
[発明の効果] 本発明の方法によれば、多大の装置と資材とを要する
溶媒抽出法を用いることなく、Niのロスを最小限に抑え
ながら塩化物溶液中のCoを充分に除去することができ、
安価な高純度電気ニッケルの製造を可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は脱Co終液中の残留Co濃度と反応開始時のニッケ
ル濃度との関係を示した図である。 第2図はCo澱物中のNi/Coと反応pHとFe共存量との関係
を示した図である。 第3図は液中のNi濃度と塩素の吹込み時間とpHとの関係
を示した図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】130g/l以下のニッケルイオンと0.05〜0.2g
    /lのコバルトイオンとを含む塩化物溶液に、該溶液中の
    二価の鉄イオンが0.05〜0.2g/lとなるように該鉄イオン
    を添加し、該溶液のpHを3.9〜4.1に維持しつつ、該溶液
    中に含まれる二価の鉄イオンとコバルトイオンの合量に
    対して当量以上となる塩素を吹き込んで、コバルトイオ
    ンをNi/Co比が2以下の澱物として除去することを特徴
    とする塩化物溶液からのコバルトの除去方法。
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