RU2617471C1 - Способ извлечения кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для разделения Ni и Со в растворах, образующихся при выщелачивании Ni-Co сырья. Способ включает предварительное приготовление экстрагента в солевой Ni-Co и Ni формах. Затем осуществляют противоточную экстракцию Со из сульфатного раствора с рН=5-6 при 30-50°С экстрагентом в двух солевых формах с получением Со экстракта и раствора сульфата Ni. При этом исходный сульфатный раствор вначале контактируют с экстрагентом в солевой Ni-Co форме с получением обедненного по Со раствора, который контактируют с экстрагентом в Ni форме. Экстрагент в Ni-Co форме подают на экстракционную ступень, предшествующую ступени, на которую подают исходный сульфатный раствор, а экстрагент в солевой Ni форме - на первую экстракционную ступень. Техническим результатом является снижение относительного содержания Ni в кобальтовом реэкстракте в 6,8-10 раз и повышение производительности процесса. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для разделения никеля и кобальта в сульфатных растворах, образующихся при выщелачивании никель-кобальтового сырья.

При сернокислотном выщелачивании никелевых концентратов, включая сульфидные никелевые штейны, получают концентрированные никелевые растворы, содержащие железо, медь и кобальт. После предварительного выделения из раствора железа и меди возникает проблема разделения близких по свойствам никеля и кобальта. Отделить кобальт от никеля можно его осаждением в виде гидроксида кобальта(III) в присутствии сильного окислителя. Однако при извлечении кобальта из концентрированных никелевых растворов образуются осадки, содержащие значительное количество соосажденного никеля. Для извлечения кобальта из сульфатных никелевых растворов широкое распространение получили методы, основанные на жидкостной экстракции с использованием разнообразных катионообменных экстрагентов, преимущественно фосфорсодержащих экстрагентов. Среди последних на практике чаще всего применяют ди-(2,4,4-триметилпентил) фосфиновую кислоту - «Cyanex-272», использование которой при оптимальных значениях рН позволяет отделить кобальт от никеля с высоким коэффициентом разделения. Недостатком данного экстрагента является узкий диапазон значений рН, при котором протекает селективная экстракция элементов. Применительно к кобальту величина рН раствора должна быть в пределах 5-6. Для обеспечения требуемой величины рН проводят его корректировку путем введения в раствор щелочного реагента. Это способствует повышению извлечения кобальта, но приводит к загрязнению раствора щелочным реагентом. Кроме того, поддерживать точное значение рН в непрерывном многоступенчатом процессе достаточно сложно, поэтому на практике используют экстракционную смесь на основе Cyanex-272 в солевой форме.

Известен способ извлечения кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт (см. Котухов С.Б., Грейвер М.Б., Юрьев А.И., Большаков Л.А. Экстракционная очистка сульфатного никелевого электролита от примесей // Тез. докл. XIII Российской конференции по экстракции, г. Москва, 19-24 сентября 2004 г. - М. 2004., Ч.2. - С. 229-230), включающий приготовление экстрагента в виде натриевой соли Cyanex-272 путем обработки 25% раствора Cyanex-272 в керосине раствором соды Na₂CO₃ с концентрацией 180-200 г/л. Нейтрализованный экстрагент перемешивают с никелевым рафинатом при соотношении органической и водной фаз (O:В), равном 2:1, с получением экстрагента в никель-натриевой форме. Затем осуществляют экстракцию кобальта из раствора, содержащего, г/л: Ni-130-136 и Со-1,68-1,75, при этом экстрагент подают на 1 ступень экстракционного каскада при соотношении фаз O:В=1:7,5, а исходный сульфатный никель-кобальтовый раствор подают на 4 ступень каскада. Полученный экстракт содержал, г/л: Со-9,32 и Ni-0,56. Далее экстракт направляют на противоточную промывку, которую проводят на 5 ступенях с использованием синтетического раствора состава, г/л: Со-23,2, Ni-0,015, H₂SO₄-6. После промывки экстракт содержал, г/л: Со - 9,8-10,2 и Ni - 0,005-0,010.

Недостатком данного способа является необходимость двухстадийного приготовления экстрагента Cyanex-272 в солевой никель-натриевой форме, что усложняет способ. Использование никелевого рафината для получения экстрагента в никель-натриевой форме уменьшает выход очищенного раствора сульфата никеля, что, соответственно, снижает производительность способа. К недостаткам способа следует также отнести отсутствие реэкстракции кобальта с регенерацией экстрагента и отсутствие утилизации промывного раствора. Это препятствует практической реализации способа.

Известен также принятый в качестве прототипа способ извлечения кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт (см. Шарандо Μ.Α., Касиков Α.Γ. Экстракционное извлечение меди и кобальта из растворов выщелачивания сульфидной никель-кобальтовой массы // Научно-практические проблемы в области химии и химических технологий: Материалы IX межрегиональной научно-техн. конф. молодых ученых, специалистов и студентов ВУЗов, г. Апатиты, 15-17 апреля 2015 г. - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2015. С. 143-148). Способ включает предварительное приготовление экстрагента в солевой никелевой форме путем смешения Cyanex-272 с никелевым раствором с концентрацией никеля 60 г/л. В образовавшуюся смесь вводят 11 M раствор щелочи. После разделения органической и водной фаз получают экстрагент в никелевой форме. Затем осуществляют многоступенчатую противоточную экстракцию кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт, при соотношении фаз O:В=1:(3-4) и температуре 50°С. Экстрагент подают на 1 ступень каскада, а исходный раствор - на 4 ступень. В результате получен кобальтовый экстракт и никелевый рафинат в виде раствора сульфата никеля, содержащего 7 мг/л кобальта. Промывку экстракта проводят на 3 ступенях кислым раствором сульфата кобальта с концентрацией 20 г/л, содержащим 5 г/л серной кислоты. Затем проводят противоточную реэкстракцию кобальта серной кислотой с концентрацией 150 г/л на 5 ступенях с получением кобальтового реэкстракта, содержащего 60 г/л кобальта и 0,5 г/л никеля, что соответствует отношению Co:Ni=120.

Недостатком известного способа является повышенное содержание никеля в кобальтовом реэкстракте и использование для получения никелевой формы Cyanex-272 специально приготовленного никелевого раствора. Кроме того, способ не предусматривает утилизацию промывного раствора. Все это снижает эффективность способа.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности способа за счет снижения содержания никеля в кобальтовом реэкстракте при одновременном увеличении производительности процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт, включающем приготовление экстрагента на основе Cyanex-272 в солевой никелевой форме с использованием щелочного и никельсодержащего растворов, многоступенчатую противоточную экстракцию кобальта экстрагентом в солевой никелевой форме с получением кобальтового экстракта и рафината в виде раствора сульфата никеля, противоточную промывку экстракта кислым раствором сульфата кобальта и реэкстракцию кобальта сернокислым раствором с получением кобальтового реэкстракта, согласно изобретению, приготовление экстрагента в солевой форме ведут с использованием раствора, содержащего никель и кобальт при их соотношении не менее 10, с получением экстрагента в никель-кобальтовой и никелевой формах, а экстракцию кобальта ведут с использованием экстрагента в двух формах, при этом исходный сульфатный раствор вначале контактируют с экстрагентом в никель-кобальтовой форме с получением обедненного по кобальту сульфатного раствора, который контактируют с экстрагентом в никелевой форме.

Достижению технического результата способствует то, что используют 20-30% раствор Cyanex-272 в инертном разбавителе.

Достижению технического результата способствует также то, что приготовление экстрагента в никель-кобальтовой форме ведут при соотношении экстрагента и раствора, содержащего никель и кобальт, равном 2-4:1.

Достижению технического результата способствует также и то, что экстракцию ведут из сульфатного раствора с рН=5-6 при температуре 30-50°С.

Достижению технического результата способствует и то, что экстрагент в никель-кобальтовой форме подают на экстракционную ступень, предшествующую ступени, на которую подают исходный сульфатный раствор, а экстрагент в никелевой форме - на первую экстракционную ступень.

Достижению технического результата способствует также и то, что промывку экстракта ведут кислым раствором сульфата кобальта, содержащим 20-30 г/л кобальта, на 3-5 ступенях при О:В=10-20:1.

Достижению технического результата способствует и то, что при промывке в качестве кислого раствора сульфата кобальта используют часть кобальтового реэкстракта.

Достижению технического результата способствует также и то, что раствор после промывки экстракта направляют на операцию экстракции кобальта.

Достижению технического результата способствует и то, что реэкстракцию кобальта ведут раствором серной кислоты с концентрацией 100-160 г/л.

Достижению технического результата способствует также и то, что ре-экстракцию кобальта ведут сернокислым раствором, содержащим 50-70 г/л кобальта.

На прилагаемой Фиг. представлена схема многоступенчатой противоточной экстракции кобальта согласно изобретению, где приведены каскады А - экстракции, В - промывки и С - реэкстракции.

Сущность изобретения заключается в следующем. При получении солевых форм Cyanex-272 с использованием сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт, в образовавшуюся при перемешивании эмульсию подают раствор гидроксида натрия. При этом протекают две обменные реакции:

где RH - исходная ди-(2,4,4-триметилпентил) фосфиновая кислота - Cyanex-272.

Так как Cyanex-272 лучше экстрагирует кобальт, чем никель, то вначале преобладает реакция (1). Поскольку в растворе присутствует преимущественно никель, при извлечении кобальта из раствора происходит соэкстракция никеля и Cyanex-272 переходит в никель-кобальтовую форму (R₄NiCo). После отстаивания эмульсии органическую фазу в виде никель-кобальтовой формы экстрагента отделяют от сульфатного никелевого раствора, содержащего сульфат натрия Na₂SO₄. Этот раствор контактируют при перемешивании с исходным экстрагентом Cyanex-272 при одновременной подаче в эмульсию раствора гидроксида натрия. В результате экстрагент переходит в никелевую форму согласно реакции (2). Далее экстрагент в никель-кобальтовой форме подают (см. Фиг. ) на экстракционную ступень 3 каскада А, предшествующую ступени 4, на которую подают исходный сульфатный раствор.

При этом экстракция протекает согласно реакции:

После извлечения основной части кобальта обедненный по кобальту сульфатный раствор контактирует с Cyanex-272 в никелевой форме, что обеспечивает доизвлечение кобальта по реакции:

Так как после экстракции кобальта экстракт содержит еще некоторое количество никеля, то для его удаления проводят противоточную промывку (см. Фиг. ) кислым раствором сульфата кобальта на ступенях 5-7Б каскада В. При этом никель вытесняется из органической фазы ионами водорода и кобальта в промывной раствор.

При проведении реэкстракции кобальта серной кислотой (см. Фиг. ) на ступенях 8-12Б каскада С получают раствор сульфата кобальта и одновременно происходит регенерация экстрагента согласно реакции:

После этого экстрагент направляют на приготовление солевых форм, а реэкстракт - на получение кобальтовой продукции.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Использование сульфатного никель-кобальтового раствора для приготовления экстрагента Cyanex-272 в солевой форме позволяет употреблять взамен специально приготовленного никелевого раствора технологические растворы, включая исходный раствор, поступающий на экстракцию, что повышает производительность процесса получения очищенного сульфата никеля. Обеспечение содержания никеля и кобальта в растворе в соотношении не менее 10 при получении солевой никель-кобальтовой формы позволяет осуществить глубокое удаление кобальта из сульфатного раствора и затем получить из сульфатного раствора никелевую форму экстрагента. При соотношении никеля и кобальта менее 10 не достигается достаточно полный переход кобальта в никель-кобальтовую форму, поэтому образующийся рафинат не может быть использован для получения никелевой формы.

Проведение экстракции кобальта с использованием экстрагента в двух формах, сначала в никель-кобальтовой форме с получением обедненного по кобальту сульфатного раствора, а затем в никелевой форме позволяет получить более чистый по никелю экстракт и обеспечивает глубокое удаление кобальта из никелевого раствора.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении эффективности способа за счет снижения содержания никеля в кобальтовом реэкстракте при одновременном увеличении производительности процесса.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие режимные параметры.

Использование в качестве экстрагента 20-30% раствора Cyanex-272 в инертном разбавителе позволяет получать экстракционные смеси в солевой форме, обладающие высокой экстракционной способностью и пониженной вязкостью. При содержании Cyanex-272 в смеси менее 20% снижается его экстракционная способность и емкость по кобальту, а при содержании более 30% значительно повышается вязкость смеси, что ухудшает гидродинамику процесса.

Приготовление экстрагента в никель-кобальтовой форме при соотношении 2-4:1 раствора Cyanex-272 и сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт, позволяет произвести глубокое извлечение из раствора кобальта и получить никелевый раствор, пригодный для последующего приготовления экстрагента в никелевой форме. Соотношение раствора Cyanex-272 и сульфатного раствора менее 2:1 не обеспечивает глубокого извлечения кобальта из сульфатного раствора, а соотношение более 4:1 приводит к получению избыточного количества экстрагента в никель-кобальтовой форме, что нетехнологично.

Проведение экстракции из сульфатного раствора с рН=5-6 при температуре 30-50°С способствует глубокому извлечению кобальта при одновременном обеспечении высокого коэффициента разделения никеля и кобальта. Проведение процесса при рН менее 5 приводит к резкому снижению извлечения кобальта. Проведение экстракции при рН более 6 ведет к снижению селективности процесса из-за повышения содержания в экстракте никеля. Уменьшение температуры при экстракции кобальта ниже 30°С ухудшает гидродинамику процесса и понижает коэффициент разделения никеля и кобальта. Проведение процесса при температуре выше 50°С делает процесс пожароопасным и ведет к неоправданно высоким затратам на подогрев всех растворов.

Подача экстрагента в никель-кобальтовой форме на экстракционную ступень, предшествующую ступени, на которую подают исходный сульфатный раствор, способствует снижению содержания никеля в экстракте. Подача экстрагента в никель-кобальтовой форме на ступень, в которую подается исходный сульфатный раствор, вызывает повышение содержания никеля в экстракте и, соответственно, в кобальтовом реэкстракте. При подаче экстрагента в никель-кобальтовой форме на другую, например, третью или четвертую ступень от начала контактирования исходного раствора с экстрагентом ведет к повышению остаточного содержания кобальта в никелевом рафинате или требует увеличения ступеней экстракционного каскада.

Подача экстрагента в никелевой форме на первую экстракционную ступень обеспечивает доизвлечение остаточного кобальта из обедненного сульфатного раствора в режиме противотока.

Промывка экстракта кислым раствором сульфата кобальта, содержащим 20-30 г/л кобальта, на 3-5 ступенях при О:В=10-20:1 способствует глубокому удалению из органической фазы остаточного никеля. Проведение промывки на ступенях менее 3 при заданном 0:В, а также увеличение соотношения O:В более 20 и использование раствора с концентрацией кобальта менее 20 г/л, не обеспечивает требуемой степени отмывки экстракта от никеля. Повышение количества ступеней промывки более 5 сопряжено с увеличением затрат на оборудование без существенного изменения степени отмывки экстракта от никеля. Проведение промывки при O:В менее 10 и использование для промывки раствора с концентрацией более 30 г/л ведет к значительному увеличению рецикла сульфата кобальта, что снижает производительность способа.

Использование части кобальтового реэкстракта при промывке обеспечивает эффективную отмывку экстракта от никеля и снижает необходимость использования дополнительных реагентов. Предпочтительно использовать не более 0,06 объемной части кобальтового реэкстракта.

Направление раствора от промывки экстракта на операцию экстракции кобальта обеспечивает эффективную утилизацию данного раствора и позволяет исключить потери кобальта и никеля.

Проведение реэкстракции кобальта раствором серной кислоты с концентрацией 100-160 г/л H₂SO₄ позволяет практически полностью извлечь кобальт из экстракта и получить достаточно концентрированный раствор сульфата кобальта. Снижение концентрации серной кислоты менее 100 г/л не позволяет провести глубокую реэкстракцию кобальта и полную регенерацию экстрагента. Использование серной кислоты с концентрацией более 160 г/л приводит к получению слишком кислых растворов сульфата кобальта и перерасходу серной кислоты.

Проведение реэкстракции кобальта сернокислым раствором, содержащим 50-70 г/л кобальта, позволяет использовать для реэкстракции не только серную кислоту, но и сернокислый кобальтовый анолит, образующийся при получении кобальта из кобальтового реэкстракта методом электроэкстракции, что практически исключает использование серной кислоты на операции реэкстракции.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения снижения содержания никеля в кобальтовом реэкстракте при одновременном повышении производительности способа.

Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены следующими Примерами осуществления изобретения.

Пример 1. Приготовляют экстрагент в солевых никель-кобальтовой и никелевой формах. Берут 1 л сульфатного раствора, содержащего 100 г/л никеля и 10 г/л кобальта (соотношение Ni:Co=10), с рН 5,5 и смешивают его с 30% раствором Cyanex-272 в инертном разбавителе Эскайд-100 при соотношении O:В экстрагента и сульфатного раствора, равного 4:1. В полученную эмульсию постепенно подают раствор натриевой щелочи NaOH с концентрацией 400 г/л до начала образования твердой фазы. При этом кобальт и часть никеля переходят в органическую фазу с образованием никель-кобальтовой формы экстрагента, содержащего 12,5 г/л никеля и 2,5 г/л кобальта. Далее разделяют водную и органическую фазы. Водную фазу, содержащую сульфат никеля, смешивают с 30% раствором Cyanex-272 при O:В=3,5:1 и одновременной подаче в эмульсию раствора натриевой щелочи с концентрацией 200 г/л до начала образования твердой фазы экстрагента в никелевой форме. После разделения фаз получают органическую фазу в виде Cyanex-272 в никелевой форме, содержащую 14,6 г/л никеля.

После приготовления солевых форм осуществляют многоступенчатую противоточную экстракцию кобальта в непрерывном режиме на лабораторном каскаде экстракторов с объемом ступени 0,4 л. Исходный сульфатный раствор при расходе 1 л/час подают на 4 ступень экстракционного каскада А (см. Фиг.), который контактирует с экстрагентом в солевой никель-кобальтовой форме, поступающим с 3 ступени. Экстракцию кобальта ведут при O:В=1:2,5 и температуре 40°С. После экстракции и разделения фаз на 4 ступени получают кобальтовый экстракт, который поступает на операцию промывки. Экстрагент в никелевой форме подают на 1 ступень каскада экстракции А при O:В=1:2,9, где он контактирует с рафинатом в виде обедненного по кобальту сульфатного раствора, который поступает из 2 ступени каскада. После разделения фаз на 1 ступени получают органическую фазу, которая поступает на 2 ступень экстракции, и водную фазу в виде никелевого рафината, представляющего собой раствор сульфата никеля с концентрацией 109 г/л. Этот раствор может быть использован для получения никеля методом электроэкстракции или его солей известными способами. Кобальтовый экстракт с 4 ступени, содержащий 13,5 г/л кобальта и 0,4 г/л никеля, промывают в противоточном режиме на 3 ступенях каскада В при О:В=10:1 раствором сульфата кобальта, содержащим 5 г/л серной кислоты и 25 г/л Со, который подают на 7 ступень каскада В. Промытый экстракт, содержащий 14 г/л кобальта и 0,015 г/л никеля, поступает на реэкстракцию, которую осуществляют раствором серной кислоты с концентрацией 160 г/л H₂SO₄ при O:В=7:1 на 7 ступенях (8-12Б) противоточного каскада реэкстракции С с получением кобальтового реэкстракта в виде раствора сульфата кобальта, содержащего 101 г/л кобальта и 0,11 г/л никеля, что соответствует отношению Co:Ni=918.

Пример 2. Берут 1 л сульфатного раствора, содержащего 100 г/л никеля и 3 г/л кобальта (соотношение Ni:Co=33,3), с рН 6 и смешивают его с 20% раствором Cyanex-272 в инертном разбавителе Эскайд-100 при O:В=3:1. В полученную эмульсию постепенно подают раствор натриевой щелочи NaOH с концентрацией 400 г/л до начала образования твердой фазы. При этом получают экстрагент в никель-кобальтовой форме, содержащий 9 г/л никеля и 1 г/л кобальта. Далее разделяют водную и органическую фазы. Водную фазу, содержащую сульфат никеля, смешивают с 20% раствором Cyanex-272 при O:В=3,5:1 и одновременной подаче в эмульсию раствора натриевой щелочи с концентрацией 200 г/л. После разделения фаз получают органическую фазу в виде Cyanex-272 в никелевой форме, содержащую 9,5 г/л никеля.

После этого осуществляют экстракцию кобальта аналогично Примеру 1, за исключением того, что процесс экстракции ведут при температуре 30°С, подавая никель-кобальтовую и никелевую формы при O:В=1:6,4 с получением экстракта, содержащего 9,3 г/л кобальта и 0,5 г/л никеля, и водной фазы в виде никелевого рафината, представляющего собой раствор сульфата никеля с концентрацией 103 г/л никеля. Промывку экстракта ведут на 4 ступенях при O:В=15:1, подавая на ступень 7А раствор сульфата кобальта, содержащий 5 г/л серной кислоты и 20 г/л кобальта. Затем из промытого экстракта, содержащего 9,6 г/л кобальта и 0,012 г/л никеля, осуществляют реэкстракцию кобальта раствором серной кислоты с концентрацией 100 H₂SO₄ г/л при O:В=6:1 на 5 ступенях (8-12) с получением кобальтового реэкстракта в виде раствора сульфата кобальта, содержащего 57,5 г/л кобальта и 0,07 г/л никеля, что соответствует отношению Co:Ni=821.

Пример 3. Берут 1 л сульфатного раствора, содержащего 100 г/л никеля и 3 г/л кобальта (соотношение Ni:Co=33,3), с рН 5 и смешивают его с 25% раствором Cyanex-272 в инертном разбавителе Эскайд-100 при O:В=4:1. В полученную эмульсию постепенно подают раствор натриевой щелочи NaOH с концентрацией 400 г/л до начала образования твердой фазы. При этом получают экстрагент в никель-кобальтовой форме, содержащий 11,2 г/л никеля и 0,75 г/л кобальта. Далее разделяют водную и органическую фазы. Водную фазу, содержащую сульфат никеля, смешивают с 25% раствором Cyanex-272 при O:В=3,5:1 и одновременной подаче в эмульсию раствора натриевой щелочи с концентрацией 200 г/л. После разделения фаз получают органическую фазу в виде Cyanex-272 в никелевой форме, содержащую 11,5 г/л никеля.

После этого осуществляют экстракцию кобальта аналогично Примеру 1, за исключением того, что процесс экстракции ведут при температуре 50°С, подавая никель-кобальтовую и никелевую формы при O:В=1:7 с получением экстракта, содержащего 10,7 г/л кобальта и 0,4 г/л никеля, и никелевого рафината, содержащего 103 г/л никеля. Экстракт промывают при О:В=20:1 на 5 ступенях, подавая на ступень 7Б раствор сульфата кобальта, полученный путем разбавления водой 0,058 объемных частей кобальтового реэкстракта и содержащий 5 г/л серной кислоты и 30 г/л кобальта. Раствор от промывки, содержащий 15,1 г/л кобальта и 16 г/л никеля, направляют в оборот, подавая на 4 ступень каскада экстракции А. Затем из промытого экстракта, содержащего 12 г/л кобальта и 0,006 г/л никеля, осуществляют реэкстракцию кобальта раствором серной кислоты с концентрацией 150 H₂SO₄ г/л при O:В=7,5:1 на 6 ступенях (8-12А) с получением кобальтового реэкстракта в виде раствора сульфата кобальта, содержащего 89,9 г/л кобальта и 0,075 г/л никеля, что соответствует отношению Co:Ni=1199.

Пример 4. Берут 1 л сульфатного раствора, содержащего 128 г/л никеля и 4,1 г/л кобальта (соотношение Ni:Co=31,2), с рН 5,5 и смешивают его с 30% раствором Суаnех-272 в инертном разбавителе Эскайд-100 при O:В=2:1. В полученную эмульсию постепенно подают раствор натриевой щелочи NaOH с концентрацией 200 г/л до начала образования твердой фазы. При этом получают экстрагент в никель-кобальтовой форме, содержащий 13,8 г/л никеля и 2 г/л кобальта. Далее разделяют водную и органическую фазы. Водную фазу, содержащую сульфат никеля, смешивают с 30% раствором Cyanex-272 при O:В=2:1 и одновременной подаче в эмульсию раствора натриевой щелочи с концентрацией 200 г/л. После разделения фаз получают органическую фазу в виде Cyanex-272 в никелевой форме, содержащей 13,8 г/л никеля.

После этого осуществляют экстракцию согласно Примеру 1, за исключением того, что процесс экстракции ведут при температуре 40°С, подавая никель-кобальтовую и никелевую формы при O:В=1:1,3, с получением экстракта, содержащего 11,5 кобальта и 0,8 г/л никеля, и никелевого рафината, содержащего 131 г/л никеля. Экстракт промывают при О:В=20:1 на 4 ступенях, подавая на ступень 7А раствор сульфата кобальта, полученный путем разбавления водой 0,06 объемных частей кобальтового реэкстракта и содержащий 5 г/л серной кислоты и 25 г/л кобальта. Раствор от промывки, содержащий 16 г/л никеля и 10,1 г/л кобальта, направляют в оборот, подавая на 4 ступень каскада экстракции А. Затем из промытого экстракта, содержащего 12,2 г/л кобальта и 0,03 г/л никеля, осуществляют реэкстракцию кобальта сернокислым раствором, содержащим 60 г/л кобальта и 60 г/л серной кислоты, на 5 ступенях (8-12) при O:В=3,3:1 с получением кобальтового реэкстракта в виде раствора сульфата кобальта, содержащего 99,8 г/л кобальта и 0,11 г/л никеля, что соответствует отношению Co:Ni=907.

Таким образом, приведенные Примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет существенно повысить качество реэкстракта. Так, относительное содержание никеля в кобальтовом реэкстракте в 6,8-10 раз ниже по сравнению с прототипом. Кроме того, заявляемый способ обеспечивает повышение производительности процесса за счет исключения использования никелевого рафината для приготовления солевой формы экстрагента и возврата промывного раствора на стадию экстракции. Предлагаемый способ может быть также эффективно использован при извлечении кобальта из хлоридных и других никель-кобальтовых растворов. Способ согласно изобретению относительно прост и может быть реализован в промышленных условиях с привлечением стандартного экстракционного оборудования.

Claims (10)

1. Способ извлечения кобальта из сульфатного раствора, содержащего никель и кобальт, включающий приготовление экстрагента на основе Cyanex-272 в солевой никелевой форме с использованием щелочного и никельсодержащего растворов, многоступенчатую противоточную экстракцию кобальта с получением кобальтового экстракта и рафината в виде раствора сульфата никеля, противоточную промывку экстракта кислым раствором сульфата кобальта и реэкстракцию кобальта сернокислым раствором с получением кобальтового реэкстракта, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют приготовление экстрагента в никель-кобальтовой солевой форме с использованием раствора, содержащего никель и кобальт при их соотношении не менее 10, а экстракцию кобальта ведут с использованием экстрагента в двух упомянутых солевых формах, при этом исходный сульфатный раствор вначале контактируют с экстрагентом в никель-кобальтовой форме с получением обедненного по кобальту сульфатного раствора, который контактируют с экстрагентом в никелевой форме.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют 20-30% раствор Cyanex-272 в инертном разбавителе.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что приготовление экстрагента в никель-кобальтовой форме ведут при соотношении экстрагента и раствора, содержащего никель и кобальт, равном 2-4:1.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут из сульфатного раствора с рН=5-6 при температуре 30-50°С.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстрагент в никель-кобальтовой форме подают на экстракционную ступень, предшествующую ступени, на которую подают исходный сульфатный раствор, а экстрагент в никелевой форме - на первую экстракционную ступень.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промывку экстракта ведут кислым раствором сульфата кобальта, содержащим 20-30 г/л кобальта, на 3-5 ступенях при О:В=10-20:1.

7. Способ по п. 1 или 6, отличающийся тем, что при промывке в качестве кислого раствора сульфата кобальта используют часть кобальтового реэкстракта.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор после промывки экстракта направляют на операцию экстракции кобальта.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реэкстракцию кобальта ведут раствором серной кислоты с концентрацией 100-160 г/л.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реэкстракцию кобальта ведут сернокислым раствором, содержащим 50-70 г/л кобальта.

Images