NL8105475A - Werkwijze voor het scheiden van kobalt en nikkel uit een waterhoudende zure sulfaatoplossing ervan. - Google Patents

Description

V

, JË ^ c h.o. 30.623 -1-

Werkwijze voor het scheiden van kobalt en nikkel uit een waterhou-dende zure sulfaatoplossing ervan._ f De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de scheiding van kobalt en nikkel uit waterhoudende zure oplossingen, die een mengsel daarvan bevatten, welke werkwijze meer in het bijzonder de oxydatie en precipitatie van het kobalt inhoudt.

5 Zure oplossingen van nikkel en kobalt voor verdere verwerking vallen uiteen in twee kategorieën. In de eerste kategorie, waarbij de nikkel- en kobaltoplossing verkregen is bij de verwerking van een nikkelmateriaal, is het kobalt aanwezig in een ondergeschikte hoeveelheid, in vele gevallen gewoonlijk van 1-3 g/l> in vergelijking 10 met een nikkelconcentratie van 75 - 100 g/l in een zure sulfaatop-lossing vaak met een pH beneden 3· In de tweede kategorie zijn nikkel en kobalt aanwezig in vrijwel overeenkomstige hoeveelheden, gewoonlijk ongeveer 1:1, waarbij de concentratie van elk van de beide metalen bijvoorbeeld varieert van 30 g/l of meer of het kobalt is 15 in overmaat aanwezig, . zelfs tot een 100-voudige overmaat ten opzichte van het nikkel. De oplossingen in deze kategorie worden veelal verkregen door de verwerking van afval, bijvoorbeeld van een ko-perextraktieproces of door het opnieuw verwerken van afvalslakken of gloeiprodukten en zijn ook hier vaak in de vorm van zure sulfaatop-20 lossingen. Kobalt wordt thans uit nikkel/kobalt-sulfaatoplossingen in de eerste kategorie verwijderd volgens een meertrapsproces,· bestaande uit het wegnemen van een nevenstroom van nikkelsulfaat, deze te neutraliseren tot ongeveer een pH van 11 met natriumhydroxide, het nikkel te oxyderen tot nikkel(lll) door anodische elektrolyse, 25 de verkregen geoxydeerde oplossing te filtreren, die wordt teruggeleid naar de kobalt bevattende oplossing bij een pH van 5>5· Deze werkwijze lijdt aan ernstige praktische nadelen, met inbegrip van het feit, dat de bij de elektrolyse voortgebrachte geoxydeerde nik-keloplossing uiterst moeilijk te filtreren is, evenals het verkre-30 gen kobaltprecipitaat wanneer de geoxydeerde oplossing gebruikt wordt voor de oxydatie van het kobalt, met het resultaat dat filtra-tiehulpmiddelen noodzakelijk zijn, die bij scheiding van het kobalt tot aanzienlijke kobaltverliezen leidt. Bovendien bevat het voortgebrachte kobaltprecipitaat een zeer hoog gehalte aan gecoprecipi-35 teerd nikkel en is de werkwijze relatief onbuigzaam, doordat deze niet gemakkelijk kan wedijveren met de neiging tot extraktie van nikkel uit ertsen met een altijd hogere kobalt tot nikkelverhouding.

8105475 * 1¾ % j -2-

Met het oog op de ernstige praktische nadelen -lan de hiervoor vermelde kobaltscheidingswerkwijze, veelal aangeduid als het Outokumpu-proces, is het enigszins verrassend, dat geen andere werkwijze door de industrie is aanvaard.

5 Verschillende andere werkwijzen voor de scheiding van kobalt en nikkel zijn voorgesteld, bijvoorbeeld het gebruik van organische oplosmiddelen om selectief het ene metaal of het andere metaal te extraheren, evenwel zijn dergelijke oplosmiddelen in het algemeen zeer kostbaar. Ben ander type werkwijze houdt de zuurstofoxydatie onder 10 druk in, gevolgd door reduktie van nikkel en kobalt met waterstof, evenwel vereist een dergelijke werkwijze het gebruik van hoge drukken en kostbare apparatuur. Het gebruik van een oxydatiemiddel op chloorbasis is eveneens voorgesteld, zoals natriumhypochloriet, maar het gebruik ervan heeft te lijden van aanzienlijke praktische nade-15 len, bijvoorbeeld verontreiniging van de oplossing met chloride-ionen,' die het bijprodukt van de oplossing ongeschikt maken voor ten minste thans één van de voornaamste gebruiksmogelijkheden, dat wil zeggei voor verkoop aan meststoffabrikanten en in de tweede plaats toegenomen corrosiesnelheden afkomstig van de chloride-ionen.

20 Ongeveer 20 jaar geleden werd in het Amerikaanse octrooischrift 2.977*221 een werkwijze beschreven voor de scheiding van nikkel en kobalt, waarbij een monoperoxyzuur in een water bevattende sulfaat-oplossing van het kobalt en nikkel wordt gebracht, die op een pH van 5-7, bij voorkeur 4>5 - 5*5» gehouden wordt.

25 In het bijzonder werd peroxymonozwavelzuur toegepast. Het oc- trooischrift bepleitte het gebruik van calciumhydroxide als neutra-lisatiemiddel, hetgeen als relatief onpraktisch zal worden aangemerkt indien gebruikt bij industriële oplossingen, in tegenstelling tot verdunde laboratoriumdemonstraties, doordat toevoeging van een 30 dergelijk reagens in een aanzienlijke coprecipitatie van calciumsul- faat met geprecipiteerde kobalthydroxiden zal resulteren. Daarop volgende scheiding van het.kobalt van het calciumsulfaat zal vanzelfsprekend aanzienlijke kosten meebrengen met het oog op het aanzienlijke volume gecoprecipiteerd calciumsulfaat. Het is derhalve 35 duidelijk dat een ander neutralisatiemiddel vereist is. Bij de uitvoering van proeven door aanvraagster, evenwel met toepassing van een ander neutralisatiemiddel tezamen met de oplossing van het Caro’s zuur van de samenstelling en volgens de werkwijze zoals beschreven in het octrooischrift en in het bijzonder zoals blijkbaar gebruikt 40 in de voorbeelden, was het verkregen effekt duidelijk slechter dan 8 1 Ö 5 4 7 5 -5- besehreven door de octrooihouder. Het is daarom redelijk daaraan te ontlenen dat er een ongelijkheid is van neutralisatiemiddelen bij deze werkwijze in ten minste enkele kritieke opzichten en dat als gevolg de beschrijving van de octrooihouder in zijn voorbeelden niet 5 als zodanig kan worden overgebracht zonder aanzienlijke verandering ten opzichte van het gebruik van andere neutralisatiemiddelen bij toepassing onder praktische bedrijfsomstandigheden.

Yoortgezet onderzoek bij een werkwijze, waarbij Caro’s zuur wordt toegepast, gaf onder andere dat de samenstelling van de Caro's 10 zuuroplossing eveneens van grote betekenis was bij het verschaffen van een levensvatbare werkwijze gebaseerd op het gebruik ervan, een zaak waarover de octrooihouder van het Amerikaanse octrooisdarift 2.977*221 geheel gezwegen heeft. Als resultaat is het Amerikaanse octrooischrift geen praktische werkwijze voor het gebruik van Caró's 15 zuur.

Yolgens de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor de scheiding van kobalt en nikkel uit een water bevattende zure sulfaatoplossing ervan, gekenmerkt door de trap van het toenemend toevoeren aan deze waterhoudende oplossing van ten minste een 20 stoechiometrische hoeveelheid Caro’s zuur betrokken op de hoeveelheid peroxomonozwavelzuur, die theoretisch vereist is om alle kobalt in oplossing tot kobalt (lil) te oxyderen, welk Caro’s zuur niet meer dan 1 mol waterstofperoxide per 8 mol peroxomonozwavelzuur bevat, onder het handhaven van de water bevattende oplossing van kobalt en 25 nikkel op een pH van ten hoogste 4>7 ©n niet lager dan een minimum, dat varieert van pH 3j1 wanneer de nikkel tot kobaltverhouding in de oplossing voor de toevoeging van Caro’s zuur 1 : 1 of lager is tot pH 5»5 wanneer deze molverhouding 40 : 1 of hoger is, door daarin een alkalimetaalhydroxide, -waterstofcarbonaat of -carbonaat te bren-30 gen, gedurende een verblijfperiode van ten minste 2 uur nadat de toevoeging van de Caro’s zuur oplossing begint, gedurende welke periode kobalthydroxide uit de oplossing neerslaat en vervolgens het neerslag van de water bevattende fase te scheiden.

Een dergelijke werkwijze maakt het mogelijk dat het Caro's zuur 35 doelmatig het kobalt in oplossing oxydeert en een neerslag voortbrengt, dat gemakkelijker wordt gefiltreerd dan wanneer het de gelegenheid kreeg gedurende slechts een korte tijdsperiode in contact te blijven met de water bevattende fase en wanneer het Caro's zuur zeldzaam werd toegevoegd.

40 Met betrekking tot de toe te passen hoeveelheid Caro’s zuur 8105475 *' ""Η.

-4- werd gevonden, dat de minimum overmaat ten opzichte van de stoechiometrische hoeveelheid voor het bereiken van een vooraf bepaalde ko-baltverwijdering de neiging heeft ten minste ten dele afhankelijk te zijn van de samenstelling van de te behandelen oplossing en de 5 bedrijfstemperatuur. Gevonden werd dat bij discontinue werkwijzen, wanneer de molverhouding nikkel tot kobalt in de oplossing waaruit kobalt selectief moet worden verwijderd toeneemt, een grotere overmaat ten opzichte van de stoechiometrische hoeveelheid Caro’s zuur vereist is. Bijvoorbeeld in die omstandigheden derhalve, waarin nik-10 kei aanwezig is in een soortgelijke of lagere molverhouding tot het kobalt in het trajekt van bijvoorbeeld 2 : 1 tot 1 j 2 of 1 : 5 tot 1 : 100, zoals wanneer de oplossing een grote concentratie kobalt bevat, bijvoorbeeld in de orde van grootte van 8 g/l of. meer, veelal van 8-40 g/l, slechts een relatief geringe hoeveelheid Caro's zuur 15 behoeft, te worden toegepast, in de orde van grootte van 1,4X en veelal van 1,4X tot 1,8X, bij een discontinue werkwijze. Hierin stelt X de stoechiometrische hoeveelheid voor, alleen betrokken op het per-oxomonozwavelzuurgehalte van het Caro's zuur, om het kobalt tot kobalt (lil) te oxyderen. Inderdaad blijken voor de kobaltrijke oplos-20 singen zeer geringe toevoegingen van 1 - 1,4X eveneens zeer aantrek kelijk te zijn. Onder omstandigheden van toevoeging tot 1,8X, op voorwaarde dat de temperatuur van de oplossing op een temperatuur beneden ongeveer 60°C wordt gehandhaafd, terwijl het Caro's zuur ermee in contact wordt gebracht, kan een uiterst grote verwijdering 25 van een kobalt uit oplossing bereikt worden. Bijvoorbeeld kunnen oplossingen met een restgehalte van minder dan 10 delen per miljoen kobalt verkregen worden uit oplossingen met een initiële concentratie. van 30 g/l, dat wil zeggen een verwijdering van meer dan 33,91%. Toevoeging van Caro’s in een enigszins grotere hoeveelheid, zoals 30 2X tot 2,5X verdient de voorkeur wanneer dergelijke oplossingen behandeld worden bij een continue werkwijze.

Wanneer de oplossing aanvankelijk een relatief geringe kobalt-concentratie bevat, in het bijzonder in het trajekt van 1-4 g/l* hoewel mogelijkerwijze enigszins hoger, bij aanwezigheid van een aan-35 zienlijke overmaat nikkel, bijvoorbeeld ten minste tienvoudig met betrekking tot het kobaltgewicht en gewoonlijk in het trajekt van 70 - 100 g, is gebleken, dat om restkobaltniveau's te bereiken in de ordegrootte van 60 delen per miljoen of minder, het veelal noodzakelijk is bij de discontinue verwerking in het algemeen ten minste 40 2,3X Caro's zuur toe be passen. Onder dergelijke omstandigheden zal 8105475 ë * / .

-5- de hoeveelheid gebruikt Caro's zuur veelal niet meer dan 5»5 X zijn. Vanneer de werkwijze continu wordt uitgevoerd, waaronder verstaan wordt, dat de nikkel/kobaltsulfaatoplossing en Caro's zuur continu worden toegevoerd aan een menginrichting en geneutraliseerd en waar-5 aan behandelde oplossing wordt onttrokken, is het mogelijk soortgelijke resultaten te bereiken onder toepassing van minder Caro's zuur, bijvoorbeeld in het trajekt van 1,6 X tot 2,3X*

Echter zijn goede resultaten onder toepassing van dergelijke hoeveelheden Caro’s zuur slechts mogelijk, wanneer het waterstofper-10 oxidegehalte van dat zuur slechts een zeer kleine fraktie daarvan voorstelt en bijzonder goede resultaten komen voor, wanneer niet meer dan 1 mol waterstofperoxide aanwezig is per 10 mol peroxomono-zwavelzuur. In het geval dat de gebruikte Caro’s zuur-oplossing een aanzienlijk hoger waterstofperoxidegehalte heeft zal het in toene-15 mende mate moeilijk worden kobaltprecipitatie te verkrijgen. Bij wijze van voorbeeld is Caro's zuur, ontwikkeld uit 50-procents water bevattend waterstofperoxide en geconcentreerd zwavelzuur zoals gewoonlijk verkrijgbaar in de USA, bij’ een molverhouding zwavelzuur tot waterstofperoxide van 1,5 : 1, in hoofdzaak niet in staat een op-20 lossing voort te brengen met een laag restkobaltniveau, zelfs wanneer een zeer grote overmaat Caro's zuur werd toegepast, bijvoorbeeld een totale toegevoegde hoeveelheid van 5X of 10X, doordat het niet in staat is bij gebruik een voldoende hoge elektrochemische potentiaal te ontwikkelen. Verondersteld wordt, dat dit gebrek om doelmatig te 25 fungeren, direkt of indirekt toe te schrijven is aan de aanwezigheid van een overmaat hoeveelheid waterstofperoxide. Een ander voordeel van toepassing van de gespecificeerde Caro's zuur-oplossing is de filtreerbaarheid van eventueel verkregen kobaltprecipitaten. Wanneer de molverhouding HgSO^iHgOg beneden 8 : 1 daalt, worden de ko-30 baltdeeltjes in toenemende mate moeilijk en langzaam te filtreren, waarbij bij het bereiken van een punt van ongeveer 3 s 1 het reac-tiemilieu praktisch onfiltreerbaar wordt.

In de praktijk is gebleken, dat er aanzienlijke praktische voordelen verkregen worden door de Caro's zuur-oplossing toenemend aan 35 de oplossing toe te voeren, waaruit kobalt dient te worden verwijderd. Onder de uitdrukking "toenemend" wordt hetzij in kleine hoeveelheden, bjjj voorkeur' gelijkmatig gespreid over een uitgebreide verstaan.

tijdsperiode hetzij in een continue stroom* In beide gevallen met een zodanige snelheid, dat de totale toevoerperiode van het Caro's 40 zuur bij voorkeur ten minste één uur is en bij voorkeur in het tra- 8105475 * a- -6- jekt van 1-6, veelal 1-4 uren in het geval van een discontinue werkwijze. Vanzelfsprekend wordt de oplossing van kobalt en nikkel geroerd of op andere wijze in beweging gebracht gedurende de toe-voerperiode van het Caro’s zuur om zo veel>.mogelijk plaatselijke va-5 riaties van de pff ontstaan door de toevoer van dat Caro's zuur zo klein mogelijk te houden, aangezien dergelijke variaties blijken te leiden tot een nadelig gedrag, hetgeen zichzelf manifesteert door middel van toegenomen vraag naar Caro's zuur of een hoger restniveau in oplossing. Gevonden werd, dat resultaten verder verbeteren naar-10 mate de inerementele werkwijze dichter tot continue toevoegingen nadert. Derhalve verdient, hoewel 20 kleine hoeveelheden veelal kunnen worden toegelaten, de meer frequente toevoeging van'kleine hoeveelheden van minder dan 1% van de totale hoeveelheid Caro's zuur de voorkeur.

15 Wanneer de verwijdering van kobalt wordt uitgevoerd volgens een continue werkwijze kan de progressieve toevoeging van het Caro's » zuur doelmatig worden uitgevoerd door het gedurende de invoerperio-de van verse nikkel/kobalt-oplossing, hetzij continu in een stroom, met een indien noodzakéijk geregelde snelheid, of met frequente kLei-20 ne hoeveelheden, zoals met een doseerpomp, en hetzij als een gescheiden toevoer of door vooraf toevoegen aan de nikkel/kobalt-oplossing-toevoer, toe te voeren. In dergelijke omstandigheden is het voor de toevoersnelheid van nikkel/kobalt-oplossing normaal, dat deze in. hoofdzaak constant blijft. De toevoersnelheid van het Caro's zuur 25 kan op geschikte wijze gehandhaafd worden op een vooraf ingestelde verhouding tot de toevoer van nikkel/kobalt sulfaat, zoals bijvoorbeeld een toevoersnelheid van 1,8X Caro's zuur. Het kobaltgehalte wordt bij voorkeur periodiek gecontroleerd en in overeenstemming daarmee kan de toevoer van Caro's zuur geregeld worden. Veelal is 30 de verhouding van toevoer tot volume oplossing in het reactievat zodanig geregeld, dat een verblijftijd van de oplossing in het vat verkregen wordt van ten minste 6 en bij voorkeur 8,25 - 12 uren. Een dergelijk lange verblijftijd heeft een soortgelijk effekt als verkregen door de zeer langzame toevoeging van de Caro's zuur-oplossing 35 bij een discontinue werkwijze, bijvoorbeeld over een totale periode van 4-6 uren, of de toevoeging van de Caro's zuur-oplossing op enigszins snellere wijze, bijvoorbeeld gedurende een periode van 1 -2 uren en het daarna verschaffen van een verdere periode gedurende welke consolidatie van het kobaltneerslag kan plaats hebben, waar-40 bij een dergelijke consolidatieperiode vaak 1-3 uren duurt, waar- 8105475 -7-

Taij in vele gevallen een totale verblijfperiode, dat wil zeggen toevoeging van oxydatiemiddel en consolidatieperioden van 3-6 uren verkregen worden.

In het algemeen is de meest praktische weg voor het verkrijgen 5 van een Caro’s zuur-oplossing voor toepassing hij de onderhavige werkwijze, de reactie tussen water bevattend waterstofperoxide en water bevattend zwavelzuur. Er zijn echter twee strijdige eisen bij de ontwikkeling van Caro's zuur met een geschikte samenstelling. De eerste eis is dat de hoeveelheid gebruikt zwavelzuur zo klein moge-10 lijk moet zijn, om de eenvoudige ekonomische reden, dat al het zuur, dat wordt toegevoerd aan de nikkel-kobaltoplossing geneutraliseerd moet worden, zodat hoe meer niet oxyderend zuur, dat wordt toegevoerd, hoe meer neutralisatiemiddel, dat eveneens moet worden toegevoerd, De tweede eis evenwel is, dat de zuurbehoefte zo groot moge-15 lijk moet zijn teneinde een Caro’s zuur-oplossing voort te brengen van aanvaardbaar laag waterstofperoxidegehalte. Eveneens rekening houdende met de betreffende praktische omstandigheden bij het ontwikkelen van een groot volume Caro’s zuur, dat het mengsel van de hiervoor vermelde reagentia onvermijdelijk leidt tot een sterke 20 warmte-ontwikkeling, die snel zou kunnen leiden tot een aanzienlijke toename in de temperatuur van de oplossing en derhalve deze niet stabiel zou maken, werd gevonden, dat een bijzonder doelmatig tra-jekt van reagentia een molverhouding van 2,7 - 3>5 mol zwavelzuur per mol waterstofperoxide omvat, met toepassing van een zwavelzuur-25oplossing met een gehalte van 93 - 99 gew.%, waarbij de rest water is en eventueel een kleine fraktie verschillende verontreinigingen zoals bijvoorbeeld zogenaamd smelterzuur, en een waterstofperoxide-oplossing met een concentratie van 65 - 72 gew.% waterstofperoxide, waarbij de rest water is en een kleine hoeveelheid, gewoonlijk min-30 der dan 0,5 gew.^ stabilisatoren, zoals natriumpyrofosfaat, die onder zure omstandigheden werkzaam zijn. Gewoonlijk kan de Caro's zuur-oplossing bereid worden door de twee reagensoplossingen gelijktijdig of na elkaar in een vooraf bepaalde gewichtsverhouding, berekend om de gewenste mo1verhoudingnV1en evenwichtsmengsel van Caro's zuur-35 massa,te doen stromen, waarbij de massa veelal veel groter is dan de totale toestroming per minuut van reagentia en door de massa op een temperatuur te.*houden van ongeveer of beneden omgevingstempera-tuurjbijvoorbeeld 10°C - 15°C, door koeling. Caro's zuur heeft, bij ontwikkeling volgens de hier beschreven methode en onder toepassing 40 van de hiervoor vermelde molverhouding zwavelzuur tot waterstofper- 8105475 -8- oxide uit de hiervoor vermelde ui t gangs re agent i a, in de praktijk veelal een concentratie aan peroxomonozwavelzuur van ongeveer 30 + , 2 of 3 gew.% en een concentratie aan waterstofperoxide van ongeveer 1+0,1 gew.%, waarbij een werkzame molverhouding peroxomonozwavel-5 zuur tot waterstofperoxide in oplossing verkregen wordt van ongeveer 10 : 1, gewoonlijk 8 : 1 tot 12 : 1, waardoor deze gemakkelijk gebruikt kan worden. Gebruik van hogere molverhoudingen zwavelzuur tot waterstofperoxide met reagentia van deze sterkte, zou niet alleen leiden tot een toenemende vraag naar neutralisatiemiddel evenredig 10 naarmate de molverhouding was toegenomen, maar zou eveneens leiden tot benadeling van de precipitatiewerkwijze, doordat het moeilijker zou worden plaatselijke veranderingen in de pH te regelen, wanneer het zuur wordt toegevoegd. Lagere molverhoudingen van deze reagentia zanden een in toenemende mate nadelig resultaat voortbrengen, dat ont-15 staat uit overmaat aanwezige hoeveelheden waterstofperoxide.

Hoewel het mogelijk is Caro's zuur niet verdund te gebruiken, verdient het de voorkeur, dit met water voorafgaande aan het gebruik te verdunnen tot een concentratie van niet meer dan 15 gew.% peroxomono zwavel zuur. Door dit toe te passen kan een verbeterd nuttig 20 gebruik van Caro's zuur bereikt worden. Verdunning kan worden bewerkstelligd in een soortgelijke apparatuur en onder toepassing van een soortgelijke methode, waarmee Caro's zuur uit zwavelzuur en waterstofperoxide werd bereid, waarbij de reagentia voor verdunning water en. geconcentreerd Caro's zuur zijn.

25 In vele gevallen is het ρΞ-trajekt dat de voorkeur verdient een pH van 3,9 - 4,5, binnen welk trajekt de oplossing gehandhaafd wordt door toevoeging, indien noodzakelijk, van neutralisatiemiddel.

Met betrekking tot de toevoeging van het neutralisatiemiddel werd gevonden, dat het bijzonder geschikt en doelmatig is dit toe te 30 voegen in de vorm van een water bevattende oplossing, in vele gevallen groter dan 1 M. Door toevoeging van het neutralisatiemiddel op een zodanige wijze, bijvoorbeeld in het trajekt van 1,5 - 6 M, aan de geroerde nikkel/kobaltoplossing kan de mate van plaatselijke toenamen in de pH zo klein mogelijk gemaakt worden. Variaties in de 35 pH verkregen bij het punt van precipitatie en de identiteit van het neutralisatiemiddel blijken de aard van de in oplossing en in het neerslag aanwezige nikkelsoorten te beïnvloeden en derhalve de mate van nikkelverontreiniging van het neerslag te beïnvloeden en het gemak of de moeilijkheid'van verwijdering ervan. Dergelijke plaatse-40 lijke toenamen kunnen, zoals duidelijk zal zijn, resulteren in een 8105475 -r % -9- neerslag met een verminderde kobalt tot nikkelverhouding. Het rsutra-lisatiemiddel kan worden toegevoegd in reactie op afnamen in de pH, veroorzaakt door de toevoer van Caro’s zuur, door het toestromings-controle-orgaan te verbinden met een pH-detector. In de praktijk is 5 het soms geschikt standaard dubbele doseerpompen toe te passen, waarin de twee vloeistoffen toegeleverd worden in een vooraf bepaalde volume verhouding. Bergelijke apparatuur maakt het mogelijk de geleverde relatieve volumeverhouding binnen zeer ruime trajekten te regelen. Boor keuze van de geschikte volumeverhouding op basis van er-10varing of een proef, kan een in hoofdzaak constante, vooraf bepaalde pH gehandhaafd worden. Besgewenst bevat het primaire of supplementaire pH-regelingsapparaat éen pH-detector, die verbonden is met een alkalitoevoer,om deze te vragen wanneer de pH van de oplossing afwijkt buiten een vooraf bepaalde grens, bijvoorbeeld 0,05 of 0,1 15 pH-eenheden afwijkend van de ingestelde pH van bijvoorbeeld 4*2 of 4,5.

Twee bijzonder werkzame en geschikte neutralisatiemiddelen zijn natriumhydroxide en natriumearbonaat. Onder deze neutralisatiemiddelen verdient het de voorkeur natriumearbonaat toe te passen, wanneer 20 de aanvankelijke nikkel/kobaltverhouding in de sulfaatoplossing soortgelijk is, bijvoorbeeld 2 : 1 tot 1 : 2 of kobaltrijk, zoals 1 : 10 tot 1 : 80 nikkel : kobalt en kobalt bevat in een concentratie van bijvoorbeeld 0,5 - 30 g/l tezamen met een overeenkomstig· soortgelijke hoeveelheid nikkel. Boor aldus te doen is gebleken, dat.

25 het verkregen neerslag een hogere verhouding kobalt tot nikkel blijkt te hebben dan wanneer natriumhydroxide werd toegepast in het bijzonder na het wassen van het neerslag volgens later hierin beschreven methoden, maar in beide gevallen kan het neerslag een hogere verhouding kobalt tot nikkel hebben, dan verkregen zou worden uit een be-50 staand Outokumpu-proces. Wanneer de aanvankelijk in de oplossing aanwezige verhouding van nikkel tot kobalt hoog is, zoals in de eerst vermelde kategorie oplossingen, worden de verschillen tussen natriumhydroxi de en natriumearbonaat neutralisatiemiddelen minder waarneembaar, mogelijk vanwege de vergelijkenderwijze kleine hoe-35 veelheid toegevoegd oxydatiemiddel met betrekking tot het totale me-taalgehalte van de oplossing.

Oplossingen, die een hoge concentratie nikkel bevatten, bijvoorbeeld 60 g/l of meer en slechts een lage concentratie aan kobalt, bijvoorbeeld 1-4 g/l* kunnen op geschikte wijze behandeld worden 40 bij elke temperatuur van 10 - 80°C, maar oplossingen, die in hoofd- 8105475 0 A.

-10- zaak gelijke hoeveelheden nikkel tot kobalt bevatten, bijvoorbeeld in de molverhouding 2 : 1 tot 1 ; 2, worden bij voorkeur behandeld bij een temperatuur van 10 - 60°C en in het bijzonder van 15 - 50°C, in het bijzonder wanneer de kobalt concentratie ten minste 8 g/l is.

5 In een modificatie van de hiervoor vermelde werkwijze wordt als neutralisatiemiddel ammoniumhydroxide, -waterstofcarbonaat of -carbonaat toegepast en de nikkel en kobaltoplossing wordt behandeld bij een pH, die in het trajekt van 4? 3 - 4»7 gehandhaafd wordt. Ver-rassenderwijze werd gevonden, dat wanneer ammoniumhydroxide wordt T0 toegepast als neutralisatiemiddel, niet alleen het rendement van kobaltverwijdering uit de oplossing snel afneemt wanneer de pH, waarop de oplossing gehandhaafd wordt, toenemend lager dan'4»3 is, waarbij de mate van vermindering duidelijk groter is dan voor de al-kalimetaalneutralisatiemiddelen zoals natriumhydroxide of natrium-15 carbonaat, maar bovendien werd gevonden, dat de mate van kobaltverwijdering eveneens afneemt wanneer de pH, waarop de oplossing wordt gehandhaafd, toeneemt boven 4>7· Het laatste verschijnsel wordt verondersteld te ontstaan uit de vorming in oplossing van een pentamino-aqua-kobalt (lil) sulfaatcomplex, dat in water oplosbaar is. öm de 20 mate van vorming van het complex zo klein mogelijk te maken, is de concentratie aan ammoniumion in oplossing, berekend als ammoniumsul-faat, bij voorkeur niet groter dan 20 g/l, wanneer de kobaltconcen-tratie in de oplossing bij discontinue werkwijzen op een relatief hoog niveau of bij continue werkwijzen op» 'een blijvend niveau is.

houden 25 Daarom is onder . omstandigheden die verbandAmet het totale nikkelex-traktieproces, dié het wenselijk maken bijvoorbeeld ammoniumhydroxide toe te passen en waarby de oplossing voorafgaande aan de kobaltverwijdering ammoniumsulfaat bevat/oordeelkundig om de werkwijze

. I

discontinu uit te voeren-om de mate van ' . precipitatie van het 30 kobalt, die plaats heeft bij de lagere concentratie ammoniumionen in oplossing, die de voorkeur verdient, te maximaliseren. Vanzelfsprekend kan onder toepassing van een veelvoud vaten om de vatvul-lings-, behandelings- en filtraationtrappen te scheiden, een continue toevoer van nikkel/kobaltoplossing behandeld worden. Een werk-35 wijze onder toepassing van een ammoniumneutralisatiemiddel wordt bij voorkeur uitgevoerd bij 75°C 'of hoger.

Een verdere verbetering in de kobalt tot nikkelverhouding in het neerslag kan bereikt worden na de afscheiding ervan uit de water bevattende fase door daarop volgende wastrappen. Deze wastrappen 40 kunnen één of meer water- en/of zuurwastrappen omvatten onder de be- 8105475 -11- kende omstandigheden van pH en temperatuur om de voorkeurs oplosbaar making van nikkeloxide/hydroxide te bewerkstelligen. Boor wassen met water kan de kobalt/nikkelverhouding vergroot worden met een faktor, die veelal ligt in het trajekt van 1,5 : 1 tot 2 : 1 en door wassen 5 met warm zuur (veelal bij een pH 3) en wassen met water met een faktor, die veelal ligt in het trajekt van 6 : 1 tot 20 : 1. Be wastrappen kunnen uitgevoerd worden door hetzij opnieuw suspenderen van het neerslag bij een pulpdichtheid van 10 - 50% hetzij door de wasvloeistof door de vaste neerslagkoek te leiden. In de praktijk betekent 10 de combinatie van de precipitatietrap en de daarop volgende wastrap-pen dat een uiterst doelmatige scheiding van kobalt en nikkel kan plaats vinden. Het is derhalve bijvoorbeeld mogelijk door toepassing van technieken, zoals hier beschreven, en natriumcarbonaat-neutrali-satiemiddel uit een oplossing, die aanvankelijk kobalt en nikkel be-15 vat in nagenoeg gelijke hoeveelheden, zoals 10-30 g/l, een nikkel-oplossing te verkrijgen, die slechts enkele delen per miljoen kobalt bevat, dat wil zeggen een gezochte nikkelsulfaatoplossing, en een kobaltneerslag, waarin de kobalt/nikkelverhouding groter is dan 50 : 1, dat wil zeggen opnieuw een gezocht produkt. Toorts zal het 20 duidelijk zijn, dat door een dergelijke doelmatige scheiding uit te voeren, de effektieve verliezen aan zowel kobalt als nikkel geminimaliseerd kunnen worden.

Voorbeelden.

In de voorbeelden en vergelijkingsvoorbeelden werden.de concen-. 25traties van kobalt en nikkel in oplossing en de verhouding van kobalt en nikkel in het neerslag gemeten onder toepassing van gebruikelijke atoomabsorptiespectrofotometrische technieken onder toepassing van matrixaanpassing om rekening te houden met eventuele.andere verontreinigingen, die aanwezig zijn. Bergelijke technieken zijn be-30 schreven door W.T. Elwell en J.A.F. Gridley in "Atomic Absorption Spectrophotometry" tweede druk, gepubliceerd door Pergammon Press.

Wanneer de uitdrukking dpm wordt gebruikt, geeft dit gewichts-delen per miljoen aan, tenzij anders aangegeven.

Voorbeelden I - 17.

35 In de voorbeelden I - IV werd de te behandelen nikkel/kobalt-oplossing verkregen door oplossing van een nikkelprodukt in zwavelzuur en deze bevatte 80 g/l nikkel en 2 g/l kobalt, als metaal en 120 g/l natriumsulfaat. In elk van de voorbeelden werd een monster van de oplossing van 250 ml op de gewenste pH ingesteld onder toe-40 passing van de gespecificeerde concentratie van de water bevattende 8105475 w -12- natriumhydroxide-opïossing, zoals aangegeven in tabel A. Sen Caro's zuur-oplossing werd vervolgens continu en gelijkmatig gedurende een periode van 2 uren toegevoegd tot een totale hoeveelheid van 3X» dat wil zeggen 300% van de stoechiometrische hoeveelheid peroxomono-5 zwavelzuurgehalte vereist voor de oxydatie van het kobalt. De Caro's zuuroplossing werd bereid door reactie tussen ongeveer 70-procents water bevattend waterstofperoxide en 98τρζοcents zwavelzuur in een molverhouding zwavelzuur tot waterstofperoxide van 5 ! 1 en daarna verdund'met gedemineraliseerd-water tot een concentratie van 10% 10 peroxomonozwavelzuur en ongeveer 0,3% waterstofperoxide. Gedurende de toevoegperiode van het Caro's zuur en daarna van de nikkel/kobalt-oplossing werd de temperatuur op omgevingstemperatuur (ongeveer 22°C) gehouden en de pH werd door een inrichting voor het handhaven van een constante pH gevolgd, welke inrichting de toevoer van verdere 15 hoeveelheden, indien noodzakelijk, van het gespecificeerde neutrali-satiemiddel regelt om de gewenste pH in stand te houden. De nikke-1-oplossing werd nog 2 uren geroerd tot een totale verblijftijd in het reactievat van 4 uren. Aan het einde van de contactperiode werd het neerslag afgefiltreerd van de nikkelsulfaatoplossing en werd vervol-20 gens het restkobaltgehalte van de oplossing gemeten. Daarna werd de filterkoek gewassen met een kleine hoeveelheid warm (70,OC) zwavelzuur bij een pH. van 3» gevolgd door een klein volume water bij omgevingstemperatuur en het nikkel·· en kobaltgehalte van de koek werden daarna opnieuw gemeten, behalve in voorbeeld X, waarin slechts de 25 wastrap met water werd uitgevoerd. De resultaten zijn in tabel A samengevat.

Tabel A.

Voorbeeld pH Neutralisatie- Kobalt in 0o:Ni nr. middel en con- het fil- molverhou- 30 centratie traat ding in de dpm filterkoek I 4,2 5ÏÏ NaOH 7 0,67:1 II 4,2 2N NaOH 5 4,7 *1 III 4,2 5N NaOH 5 21,8:1 35 IV 3,8 5N NaOH 6 22,5:1.

Dit tabel A blijkt, dat een uiterst doelmatige verwijdering van kobalt uit de oplossing bereikt kan worden en in de tweede plaats dat zelfs hoewel de oorspronkelijke verhouding nikkel tot kobalt in de oplossing 40 : 1 was, het mogelijk was een filterkoek te verkrij-40 gen onder toepassing van deze werkwijze, die een verhouding kobalt 8105475 -15- tot nikkel had van meer dan 20 : 1, hetgeen een selectiviteit voorstelt van ongeveer 800.

Toonbeelden 7 - X.

De voorbeelden 7 - X werden uitgevoerd onder toepassing van de-5 zelfde algemene werkwijze, nikkel/kobaltoplossing, Caro's zuur van dezelfde samenstelling en dezelfde werkwijze voor de bereiding ervan zoals in de voorbeelden I - 17. Het toegepaste neutralisatie-middel was natriumhydroxide bij een concentratie van 2ÏÏ. Het Caro's zuur werd op twee verschillende wijzen toegevoegd. In de voorbeel-10 den 7, TIE en IX werd het zuur toegevoegd in ongeveer 20 gelijke hoeveelheden, gelijkmatig verspreid over de toevoegperiode van 2 uren, zoals aangegeven door I in tabel B. In de voorbeelden 71, 7III en X werd de Caro's zuuroplossing gelijkmatig en continu toegevoegd gedurende een toevoegperiode van 2 uren. In alle voorbeelden werd de op-15 lossing 2 uur langer geroerd en daarna gefiltreerd.De reactie-om-standigheden en het eindkobaltgehalte in de oplossing na 4 uren verblijftijd zijn samengevat in tabel B.

label B.

Toorbeeld pH Temperatuur Wijze van Kobalt in 2Ö nr. °C toevoeging oplossing dpm V 4,5 25 I 89 71 4,5 25 C 2 711 4,5 70 I 54 25 TEII 4,5 70 C 2 IX 5,7 25 I 1015 X 5,7 25 C 6.

ïïit tabel B blijkt, dat een aanzienlijke verbetering in het rendement van verwijdering van kobalt uit oplossing kan worden ver-50 kregen, wanneer de Caro's zuur-toevoeging continu werd uitgevoerd in plaats van in gelijke hoeveelheden, wanneer elke hoeveelheid ongeveer 5% voorstelde Van de totale hoeveelheid toegevoegd Caro's zuur, of anders 15% van de stoechiometrische hoeveelheid om alle kobalt te oxyderen. Bij een pH van 4,5 was de hoeveelheid kobalt, die 55 in oplossing achterblijft, ongeveer 4,5 respectievelijk 2,7% van de uitgangsconcentratie, zodat de scheiding grensde aan commercieel aanvaardbare niveau's. Wanneer het aantal hoeveelheden werd vergroot tot ongeveer 100 of meer, benaderde het restkobaltniveau veel dichte: het niveau, dat verkregen werd bij het continue toevoegsysteem. 40 Bovendien kan de wijze van toevoeging van het Caro's zuur meer kri- 8105475

Ψ V

-14- tisoh beschouwd worden "bij lagere ρΞ-niveau's.

Voorbeeld XI ett vergeli.lkingsvoorbeelden 12 - 14«

Voorbeeld XI en vergelijkingsvoorbeelden 12 - 14 laten het ef-fekt zien van vergroting van de waterstofperoxide tot peroxomono-5 zwavelzuurverhouding in het gebruikte Caro’s zuur. Elk van de voorbedden en vergelijkingsvoorbeelden werd uitgevoerd door continu gedurende een periode van 2 uren een Caro’s zuur-oplossing van de gespecificeerde samenstelling toe te voeren, De nikkel/kobalt-oplos-sing bezat een concentratie van 95 g/1 nikkel, 2 g/l kobalt en 20 φ. 10 ammoniumsulfaat. De pH van de oplossing werd op 4,5 ingesteld en op die pH gehandhaafd door indien noodzakelijk ammoniumhydroxide toe te voegen. De reactietemperatuur was 80°C. De totale verblijftijd voor het systeem was 4 uren, waarna het kobaltgehalte van de oplossing werd gemeten, De resultaten zijn samengevat in tabel C.

15 Tabel C,

Voorbeeld/ Caro’s zuur samenstelling Kobalt in vergelijkings- „ ïï n oplossing voorbeeld Ü2ÖU5 *2υ2 dpm nr. gëw.% ge w.$ ____ 20 XI 10 0,35 48 vergelijking 12 9,3 0,70 380 vergelijking 13 8,8 1,10 640 vergelijking 14 9>7 2,01 2000.

ïïit tabel C blijkt, dat een zeer opmerkelijke verbetering werd 25 verkregen door het waterstofperoxide van de oplossing te verminderen van 0,7^0,35%» doordat de kobaltverwijdering toenam van ongeveer 80$ tot meer dan 97%· Opgemerkt zal worden, dat de samenstelling van het Caro’s zuur van voorbeeld XI in hoofdzaak dezelfde is als toegepast in de voorafgaande voorbeelden. Verdere onderzoekingen gaven 30 dat het restkobalt in voorbeeld XI in hoofdzaak aanwezig was in de kobalt (lil) oxydatietoestand en zoals verondersteld wordt in een aminecomplex met de benaderde formule (CoCM^^.H^O^CSO^)^. Wanneer het ammoniakgehalte in de oplossing werd verhoogd door handhaving van een vrije reactie-ρΞ van 5 onder overigens dezelfde omstandighe-35 den werd een veel hoger kobaltrestgehalte in oplossing verkregen, dat opnieuw aanwezig was in de kobalt (lil) oxydatietoestand. Voorbeelden XV - XVIII en XX en vergelijkingsvoorbeeld 19.

In de voorbeelden XV - XVIII, vergelijkingsvoorbeeld 19 en voorbeeld XX bevatte de te behandelen kobalt/nikkel-oplossing kobalt en 40 nikkel elk in een concentratie van 10 g/l, berekend als metaal, bij 8105475 -15- aanwezigheid in een zwavelzuuroplossing, met uitzondering van voorbeeld XX, waarin de kobalt- en nikkeloonoentraties aanvankelijk elk 30 g/1 waren. In elk van de voorbeelden en het vergelijkingsvoor-beeld hield de experimentele methode de toevoeging van Caro's zuur-5 oplossing in, die verkregen werd uit 98% zwavelzuur en 70% waterstofperoxide in een'molverhouding 3:1, zoals bereid volgens de werkwijze beschreven voor de voorbeelden I - 17 en met gedeminera-liseerd water verdund tot een produkt met een eindanalyse van 10,32 gew.% peroxomonozwavelzuur en 0,16 gew.% waterstofperoxide. De toe-10 voegperiode van het Carofs zuur bedroeg in elk geval 4 nren en de totale toegevoegde hoeveelheid was 1,5X. De oplossing werd op de in tabel D gespecificeerde temperatuur gehouden en het neutralisatie-middel, eveneens zoals gespecificeerd, werd onder regeling van de pH voor het in stand houden van een vooraf bepaalde pH toegevoegd.

15 Aan het einde van de toevoegperiode werd de oplossing onder zwaartekracht gefiltreerd en het kobaltgehalte van het filtraat werd bepaald.

Het neerslag werd gedurende een periode van 2 uren met warm zwavelzuur gesuspendeerd, opnieuw gefiltreerd en het kobalt- en nikkel-20 gehalte werd bepaald. De resultaten zijn in tabel D samengevat.

label D.

Yoorbeeld/ pH Tempera- Ueutrali- Co-gehalte Co:Ui vergelijkings- tuur satie- in het molver- voorbeeld °C middel filtraat houding 25 nr. dpm in de fil terkoek XV 3,5 25 HaOH 10 16:1 XVI 4,0 25 Ha2C05 3 63:1 XVII 3,2 25 Ha^CO^ 45 72:1 30 XVIII 4,5 40 NagCOj 2 19:1 vergelijking 19 5,2 40 NagCO^ 2 3:1 XX 4,5 40 NaOH 3 11:1.

ïïit tabel D blijkt, dat de werkwijze van de onderhavige uitvinding het kobaltgehalte van oplossingen, die aanvankelijk zelfs 30 g/l 35 kobalt bevatten, tot een eindconcentratie beneden 10 delen per miljoen kan verminderen. Bovendien kan de verkregen filterkoek, na een wasbehandeling met zuur een zeer gering nikkelgehalte hebben, aanwezig in een molverhouding tot kobalt van minder dan 1 : 50, waarbij voor het systeem bijzonder geschikte resultaten verkregen worden bij 40 een pH van 4·

Wanneer een werkwijze, soortgelijk aan die van de voorbeelden 8105475 -16- XV - X?III werd uitgevoerd, evenwel het Caro's zuur in grote toenemende hoeveelheden werd toegevoegd, die elk ruwweg 3% van de totale toegevoerde hoeveelheid voorstellen, hij een pH, die in het trajekt van 3>5 - 4,5 werd gehandhaafd, werden aanzienlijk slechtere resul-5 taten verkregen, waarbij de restkohaltgehalten in oplossing in het trajekt van 240 - ' 640 dpm waren. Wanneer dergelijke resultaten vergeleken worden met de resultaten verkregen onder toepassing van soortgelijke toenemende hoeveelheden, evenwel voor kobaltoplossingen van slechts 2 g/l, blijkt, dat het kritischer wordt om dicht de continue 10 toevoegingswijze te benaderen naarmate de concentratie van het kobalt toeneemt.·

Voorbeelden XXI en XXII.

In de voorbeelden XXI en XXII werd de Caro's zuur-oplossing bereid volgens de algemene methode en onder toepassing van de reagen-15-tia en molverhouding van ongeveer 3 : 1 beschreven voor de voorbeelden I - VIII. De oplossing werd gebruikt zonder enige verdunning, dat wil zeggen 33% per oxomono zwavel zuur in voorbeeld XXI en na verdunning tot λ0% in voorbeeld XXII. In elk voorbeeld werd het Caro'szrar druppelsgewijze toegevoegd gedurende een periode van 2 uren aan een 20 oplossing verkregen zoals in de voorbeelden I en IV en die 80 g/l nikkel, 2 g/l kobalt en 120 g/l natriumsulfaat bevatte . in een totale hoeveelheid van 2,5 X· De oplossing werd voortdurend op omgevingstemperatuur gehouden en op een pH van 4>2 door toevoeging van een natriumhydroxide-oplossing, geregeld door een inrichting voor 25 het constant houden van de pH. De water bevattende fase en het neerslag werden nog eens 2 uren met elkaar in.contact gehouden, werden aan het einde daarvan gescheiden en het restkobaltgehalte in de oplossing werd gemeten. In voorbeeld XXI was het restgehalte 105 dpm en in voorbeeld XXII 11,5 dpm.

30 ïïit een vergelijking van de voorbeelden XXI en XXII zal worden waargenomen, dat een aanzienlijke Verbetering in het restgehalte van kobalt in oplossing werd verkregen door het Caro's zuur voor het gebruik ervan te verdunnen. Door vergelijking tussen voorbeeld XXI en de vroegere voorbeelden I - IV zal worden waargenomen, dat een 35 restkobaltgehalte van voorbeeld XXI ook zou kunnen worden verminderd door vergroting van de hoeveelheid toegevoegd Caro's zuur tot 3X· Voorbeeld XXIII - XXV.

In deze voorbeelden werd de precipitatie van kobalt uit een water bevattende oplossing continu uitgevoerd met een constante snel-40 heid, zoals gespecificeerd in tabel E, door een toevoer van nikkel/- 8105475 -17- kobaltoplossing nabij de bodem van een groot vat, dat voldoende oplossing bevat om een verblijftijd zoals gespecificeerd in tabel E te geven, toe te voeren en oplossing te onttrekken nabij de bovenzijde van het vat met een geschikte snelheid om het volume voor fil-5 tratie constant te houden. Aan het einde van de kontinue proef in voorbeeld XXIII (13 uren) was de stromingssnelheid van de toevoer vergroot zodat de verblijftijd dienovereenkomstig was verminderd. Op Soortgelijke wijze was aan het einde van de proef van 10 uren in voorbeeld XXIY de snelheid van de toevoer enigszins verminderd, waar-10 bij dienovereenkomstig de verblijftijd was vergroot.

De gebruikte nikkel/kobalt-oplossing was dezelfde als die van de voorbeelden I - IY. De gebruikte Caro's zuur-oplossing was eveneens bereid uit de reagentia en molverhoudingen zoals gespecificeerd in de voorbeelden I - IY verdund tot de waarde in de tabel met 15 DMV en werd continu gedoseerd met een vooraf vastgestelde snelheid met betrekking tot de toevoersnelheid van nikkel/kobalt-oplossing in een hoeveelheid van 1,8X, bij een toevoerpunt, dat grenst aan dat van het nikkel/kobalt-toevoerpunt. De pH van de oplossing werd constant gevolgd en water bevattende natriumhydrozide-oplossingen (SN) 20 werden automatisch, indien noodzakelijk,, toegevoerd onder regeling van een ρΞ-regelingsinrichting om de pH op 4»2 te handhaven. De oplossing werd geroerd en de temperatuur ervan werd voortdurend op 25°C gehouden. Teneinde te controleren of de osydatie-omstandigheden in stand worden gehouden, werd de Emf van de oplossing gevolgd onder 25 toepassing van een platina/calomel-elektrodesysteem. De niet ingestelde waarde van de Emf, dat wil zeggen zoals gemeten, wordt hierin gegeven. De restkobaltniveai*s werden periodiek gemeten op het aangegeven tijdstip na het begin van de continue uitvoering in dat voorbeeld (monstertijd). De resultaten en omstandigheden zijn in ta-30 bel E samengevat.

Tabel B,

Yoor- Ni/Co Oxydatie- Emf Yerblijf- Hest Monster- beeld toevoer middel mY tijd in Co tijd nr. ml/min. HpSO,- h dpm (in h) 35 gew.% XXIIIa 2 7,75 960 10 3,4 4,5 XXIIIb 2 7,75 1020 10 1,2 8,5 XXIIIc 2 7,75 1040 10 4,2 12 XXIYa 2,5 10,1 1020 8 7,0 4 40 XXIYh 2,5 10,1 1090 8 12,8 8 XXIYc 2,5 10,1 1060 8 28,5 10 8105475 < -18- T abel E. (vervoIg)

Yoor- Ni/Co Oxydatie- Emf Verblijf- Rest Monster- beeld toevoer middel mV tijd in Co tijd nr. ml/min. H-SO,. h dpm (in h) 5 gev.% XXVa 2,33 10,1 1050 8,5 13,3 5,7 XXYb 2,33 10,1 1100 8,5 7,8 8,5 XXV c 2,33 10,1 . 1040 8,5 4,8 12,5 XXVd 2,33 10,1 960 8,5- 2,7 21.

10 ïïit tabel E blijkt, dat bijzonder goede resultaten in voorbeeld XXIII werden verkregen, dat een verblijftijd van 10 uren had. Wanneer de toevoersnelheid van de nikkel/kobalt-oplossing in het vat werd verhoogd om een verblijftijd van 8 uren te geven dan werd na een periode van continu bedrijf een hoger evenwichtsniveau aan ko-15 balt benaderd. Wanneer de toevoersnelheid enigszins werd verminderd ter verhoging van de verblijftijd tot 8,5 uren dan viel het rest-kobaltgehalte geleidelijk terug tot ongeveer het oorspronkelijke gehalte .

Voorbeeld XXVI.

20 In dit voorbeeld was de algemene methode dezelfde als toegepast in de voorbeelden XV - XX, evenwel onder toepassing van een t.oevoer-oplossing van kobalt/nikkelsulfaten in een totale metaalconcentratie van 10 g/l en een kobalt smikkel gewichtsverhouding van 10 : 1. De pH van de reactie werd op 3»5 gehouden onder toepassing van natrium-25 carbonaat en een totaal van 3X Caro’s zuur werd gebruikt. De verkregen oplossing bevatte 253 dpm kobalt en het neerslag bevatte 39,2% van de oorspronkelijke hoeveelheid. Het neerslag bevatte na een enkelvoudige wasbehandeling met water slechts een kleine hoeveelheid nikkel, 1 gew.dl op 184 delen kobalt, en na wassen met verdund zwavel-30 zuur bij 75°C op een pH van 3 gehouden was de zuiverheid toegenomen tot 1 deel in 394 delen.

Wanneer het voorbeeld werd herhaald bij een pH van 4,5 onder toepassing van hetzij natriumcarbonaat hetzij natriumhydroxide, daalde het restgehalte van kobalt in de oplossing tot beneden 10 dpm, 35 zelfs wanneer 1,1X of 1,5X Caro's zuur werd gebruikt, maar de gewassen eindneerslagen bleken een hoger nikkelgehalte te hebben bij de hogere pH en als wanneer de X-faktor werd verminderd en wanneer het hydroxide werd gebruikt.

Voorbeeld XXVIlJ

40 In dit voorbeeld werd de methode van voorbeelèL XXVI gevolgd on- 8105475 / ' -19- der toepassing van een toevoeroplossing van kobalt/nikkelsulfaten bij een kobalt:nikkel gewichtsverhouding van 80:1 en een totale concentratie aan metalen van 10 g/l. Bij een pH van dé reactie van 3,5 met natriumcarbonaat, een temperatuur van 50°C en een toevoeging van 5 Caro's zuur van 1,5¾ werden 99,3 gew.% kobalt neergeslagen en het nikkelgehalte in het neerslag was 1 deel op 540 delen kobalt na een enkelvoudige wasbehandeling met water en 1 deel op 1080 delen na een wasbehandeling met zuur zoals in voorbeeld XXVT.

8105475

Claims (19)

1. Werkwijze voor de scheiding van kobalt én nikkel uit' een water bevattende zure sulfaatoplossing daarvan, waarbij aan de water bevattende oplossing ten minste een stoechiometrische hoeveelheid Caro1s zuur betrokken op de hoeveelheid peroxomonozwavel-5 zuur, die theoretisch vereist is om alle kobalt in oplossing tot kobalt (lil) te oxyderen wordt toegevoerd en daarna het neerslag van de water bevattende fase wordt gescheiden, met het kenmerk, dat men het Caro’s zuur successievelijk toevoert, welk 10 zuur niet meer dan 1 mol waterstofperoxide per 8 mol peroxomonozwavelzuur bevat en de water bevattende oplossing van kobalt en nikkel handhaaft op een pH van ten hoogste 4,7 op een minimum, dat varieert van 3,1, wanneer de nikkel tot kobalt molverhouding in de oplossing voorafgaande aan de toevoeging van Caro’s zuur 1 j 1 of la-15 ger is, tot een pH van' 3,5, wanneer deze molverhouding 40 s 1 of hoger is, door daaraan een alkalimetaalhydroxide of -carbonaat toe te voeren gedurende een periode van ten minste 2 uren nadat de toevoe-ring van de Caro's zuur-oplossing begonnen is, gedurende welke periode kobalthydroxide uit de oplossing neerslaat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het Caro's zuur continu of in gedeelten elk van minder dan 1% van de totale toegevoegde hoeveelheid toevoert.

3· Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men het gebruikte Caro's zuur be-25 reidt door reactie tussen 93 - 98 gev.% zwavelzuur en 65 - 72 gev.% water bevattende peroxide-oplossing in een molverhouding van HgSO^:" HgOg van 2,7:1 tot- 3,5:1.

4. Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men het Caro's zuur verdunt tot 30 een concentratie van peroxomonozwavelzuur beneden 15 gew.% voordat toevoering aan de kobaltoplossing plaats heeft.

5· Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men als neutralisatiemiddel het natriumzout toepast.

6. Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de nikkel-kobalt-oplossing op een pH van 3,9 - 4,5 handhaaft.

7. Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een nikkel-kobaltoplossing toe-40 past met een hoge nikkel·· en een lage kobaltconcentratie en behandelt 8105475 mee** -— -21- met 2,3 - 3f5 maal een stoechiometrische hoeveelheid Caro's zuur betrokken op het kobalt bij een discontinue werkwijze.

8. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men een nikkel/kobalt-oplossing 5 toepast die soortgelijke nikkel- en kobaltconcentraties heeft of ko-balt-rijk is en behandelt met ten hoogste 1,8 maal een stoechiometrische hoeveelheid Caro's zuur bij een discontinue werkwijze.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men als neutralisatiemiddel natriumcarbonaat gebruikt.

10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het Caro's zuur successievelijk toevoert gedurende een periode van ten minste één uur bij een discontinue werkwijze.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat men een verblijftijd toepast van 3-6 uren.

12. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men een nikkel/kobalt-oplossing toepast met een hoge nikkel- en een lage kobaltconcentratie en behandelt met 1,6 - 2,3 maal een stoechiometrische hoeveelheid Caro's zuur bij een continue werkwijze. 20

13· Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men een nikkel/kobalt-oplossing toepast met een soortgelijke nikkel- en kobaltconcentratie en behandelt met 2-2,5 maal een stoechiometrische hoeveelheid Caro's zuur bij een continue werkwijze. 25

14· Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1 - 6 of 12 of 13» met het kenmerk, dat men een verblijftijd toepast van 8,25 - 12 uren.

15· Modificatie van de werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-4 of 7, met het kenmerk, dat men de ρΞ 30 van de oplossing handhaaft, op 4,3 - 4,7 en dat men als neutralisatiemiddel ammoniumhydroxide, -waterstofcarbonaat of -carbonaat toepast.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat men het grootste deel van het kobalt neerslaat uit een 35 oplossing, die minder dan 20 g/l ammoniumsulfaat bevat.

17· Werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat men het neerslag zuur wast.

18. Een van kobalt bevrijde nikkelsulfaatoplossing verkregen met een werkwijze volgens één of meer van de voorafgaande conclusies. 40

19· Een kobaltneerslag verkregen met een werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1 - 17· 8 1 0 5 4 7 5 ““