SE453923B - Extraktionsforfarande for separering av en koboltprodukt, som er mycket ren fran nickel, ur vattenlosningar av kobolt och nickel - Google Patents

Description

453 923 2 till trivalent form, i båda fallen erhålles en tillräcklig skillnad i det kemiska uppförandet av kobolt och nickel för separering av dessa metaller med hjälp av förfaranden kända för en metallurg. Dylika avskiljningsförfaranden innebär emellertid en avsevärd processbelastning, ifall icke också lakningen av kobolt/nickelmalmen eller -koncentratet som behandlas fördelaktigen kan utföras på kloridbas respektive ammoniakaliskt.

För flera processlösningars del vore det ur helhetssynpunkt fördelaktigare ifall man kunde avskilja kobolten som katjon ur ifrågavarande kobolt/nickellösning, varvid avskiljningen vore möjlig oberoende av lösningens anjonslag. Denna kunde härvid t.ex. vara en sulfat, vilket skulle medge användningen av svavelsyra som fördelaktig lakningskemikalie. I US-patent- skriften 3 399 055 anges att kobolt kan avskiljas från nickel med användning av organofosforsyra som extraktionsmedel i form av dess alkali- eller ammoniumsalt. Som ett möjligt salt nämnes ammoniumsaltet av di-(2-etylhexyl)-fosforsyra, som fungerar som katjonbytare då den binder metallen som extrahe- ras och avger i vattenlösningen en ekvivalent mängd ammonium- gon.

I den finska patentskriften 51 110 har det visats att kobolt/- nickelavskiljningen förbättras vid användning av en organisk fosforsyra som extraktionsmedel, ifall åtminstone 5 g/1 mag- nesium tillförs kobolt/nickellösningen före extraktionen.

Magnesiumet extraheras tillsammans med kobolten vid ett pH något lägre än för nickel och undantränger nickel från extrak- tionslösningen då extraktionslösningens metallhalt växer. Som slutresultat erhålles en bättre avskiljning av kobolt och nickel. Under de angivna förhållandena medextraheras emeller- tid en stor del av det tillförda magnesiumet med kobolten som skall avskiljas.

Användningen av en fosforsyraester som kobolt- och nickelsepa- rerande extraktionsmedel nar även angivits i finska patentan- 453 923 3 sökan 780072. Enligt detta förfarande extraheras kobolt vid förhöjd temperatur, den nedre gränsen är 40°C, samtidigt som extraktionslösningens kobolthalt höjs till ll-16 g/1. För reglering av kobolt/nickellösningens pH har ifrågavarande fos- forsyraester, di-(2-etylhexyl)-fosforsyra använts 1 natrium- saltform.

Enligt den tyska ansökningen 2820841 används som extraktions- medel alkylfosfonsyramonoalkylester för avskiljning av kobolt och nickel. Med ifrågavarande extraktionsmedel, som anges använd i ammoniumsaltform, har man kunnat extrahera kobolt från kobolt/nickelsulfatlösningar mera selektivt än det är möjligt med motsvarande extraktionsmedel av dialkylfosforsyra- typ.

Det centrala ändamålet med föreliggande uppfinning är att av- sevärt förbättra kobolt/nickelseparationen över nivån av tidi- gare kända förfaranden och de huvudsakliga kännetecknen av uppfinningen framgår ur bifogade patentkrav l.

Enligt uppfinningen extraheras kobolt från magnesiumhaltiga kobolt/nickellösningar under sådana förhållanden, att kobolten samtidigt som det avskiljs från nickel även avskiljs från den största delen av magnesiumet. Eftersom det har ansetts viktigt att kobolten kan extraheras som katjon oberoende av anjonen förekommande i kobolt/nickellösningen, kommer endast sådana katjonbytare ifråga hos vilka DCo>I%k1>DNi. Med be- teckningen D avses i detta fall fördelningsfaktorn för ifrå- gavarande metall, som för den betraktade metallens del bety- der förhållandet Corq/Caq av två lösningsfaser försatta i jämvikt. Beteckningen org är förkortning på organisk fas och beteckningen aq är förkortning på vattenfas, medan be- teckningen I> betyder "större än".

Extraktionsmedlet kan anses användbart för ändamålet av före- liggande uppfinning förutsatt att för det betraktade extrak- tionsmedlet kan finnas tekniskt realiserbara förhållanden. vid vilka kobolten vid höjning av pH-värdet på kobolt/magne- 453 923 4 sium/nickellösningen börjar extraheras kraftigare än magne- siumet, som extraheras kraftigare än nickel. Avskiljnings- faktorn ScO'Mg förhållandet av fördelningsfaktorerna av kobolt och magne- av kobolt och magnesium, varmed betecknas sium, borde vara minst 1,5 för att största delen av magne- siumet icke skulle extraheras i en teknisk motströmsextrak- tion av kobolt i flera steg. Ett större -värde vore SCo,Mg fördelaktigare, ifall SCO Ni-värdet vore i motsvarande grad I större. Då SCO Mg stiger till värdet 10 vore det exempelvis I fördelaktigt, ifall S steg till 100 eller mera.

Co,Ni Användbara extraktionsmedel är t.ex. di-(alkyl)-fosforsyror med den allmänna strukturformeln R - O 0 >P f eller (l) R - O \\OH alkylfosfonsyramonoalkylestrar med den allmänna formeln R /o >P / eller (2) R - o \on alkylfosfinsyramonoalkylestrar med den allmänna formeln R O \1= æ <3) R/ \oa I de illustrerade föreningarna kan de organiska radikalerna R vara likadana eller olika alkylgrupper innehållande åt- minstone fem kolatomer, så att föreningarna icke anmärknings- värt löser sig i vattenlösningarna. Motsvarande alicykliska eller aromatiska föreningar, som i stället för den ena eller båda alkylgrupperna innehåller en cyklisk kolväte- respektive arylradikal är användbara i förhållanden där DCO>-DMg> DNi.

Det har inte ansetts ändamålsenligt att uppräkná ett tiotal exempel ur varje föreningsgrupp, motsvarande alicykliska och aromatiska föreningar medräknat, utan det konstateras att tillsvidare är den fördelaktigaste radikalen 2-etyl-l~nexyl-, emedan allmänt tillgängliga föreningar av denna struktur till .ital- í.__..._.__. 453 923 I' 5 sina egenskaper som extraktionsmedel ligger på en nivå som är genomsnittlig eller ovanför genomsnittet.

Det använda extraktionsmedlet utspäds med ett organiskt lös- ningsmedel med vars hjälp extraktionslösningens fysikaliska egenskaper regleras lämpliga för ifrågavarande brukstempera- tur. Som utspädningsmedel kan man använda alifatiska, alicyk- liska, aromatiska eller klorerade kolväten, vilkasviskositet är så låg, att den inte på ett ofördelaktigt sätt retarderar separeringen av de blandade lösningsfaserna efter extrak- tionskontakten, och vilkas flampunkt är på betryggande av- stånd från den använda brukstemperaturen. Ändamâlsenliga är kolväten, som destillerar över vid 190-250°C och vilkas vis- kositet vid rumstemperatur är av storleksordningen l-2 cP.

Ofta är det nödvändigt att tillföra 0,5-15 volym-% av något medel som sänker tendensen för emulsionsbildning. Som sådana fungerar högre alkoholer som isodekanol eller dodekanol samt organiska fosfater och fosfonater, såsom tri-n-butylfosfat och tri-n-butylfosfonat.

Det är fördelaktigast att avskilja kobolt från en kobolt/- magnesium/nickellösning, i vilken kobolt/magnesiumviktför- hållandet är 1-2. En magnesiummängd på 1 g/l förbättrar redan tydligt kobolt/nickelseparationen, ehuru det i allmänhet är fördelaktigare att använda magnesiumhalter över 3 g/l. Tack vare magnesiumet stiger kobolt/nickelförhållandet i den sepa- rerade koboltprodukten lätt tiofaldigt i förhållande till vad det skulle stiga till vid avskiljning av kobolt ur mot- svarande lösning, som inte innehåller magnesium praktiskt taget alls.

Kobolt/nickelmalmer och -koncentrat innehåller i allmänhet inte så mycket lösligt magnesium att man som resultat av deras lakningsbehandling direkt skulle få en lösning, i vilken magnesiumhalten vore tillräckligt hög för separationen enligt föreliggande uppfinning. Magnesiumnivân kan fördelaktigen höjas genom att som neutraliseringsmedel använda magnesium- 453 923 6 oxid i lämplig mängd antingen i koboltextraktionen eller i något processteg före denna. Alternativt kan extraktionsmed- let som skall ledas till koboltavskiljningen partiellt på förhand omvandlas till maqnesiumsaltform, varvid magnesium behövs i motsvarande mängd mindre eller inte alls i kobolt/- nickellösningen av ifrågavarande process.

Genom att utföra kobolt/nickelavskiljningen med en magnesium- tillsats enligt föreliggande uppfinning får man lätt separe- rat en koboltprodukt vars nickelhalt är under O,l % beräknat Co'Ni till l00-500 varvid det är möjligt att vid behov minska kobolt- på kobolt. I bästa fall stiger separationsfaktorn S produktens nickelhalt under 0,01 %. För att lyckas kräver kobolt/nickelseparationen inte en lika nogrann övervakning av avskiljningsförhâllandena än kobolt/magnesiumavskiljningen som samtidigt målsats. Den sistnämnda :mängden är den vid vilket pH och vid vilken lösningsvolymströmning ifrågavarande separa- tion bör utföras. Dâ lösningens kobolt/magnesiumviktförhål- lande är l-2 inverkar lösningens nickelhalt praktiskt taget inte alls på koboltets extraktion. Då koboltproduktens kobolt/magnesiumviktförhållande ställer sig mellan 50-100 stiger motsvarande kobo]t/nickelviktförhâllande enligt test- resultaten i allmänhet till 5000-30 000.

I teknisk skala utförs avskiljningen av kobolt från magne- sium och samtidigt nickel enligt den kända motströmsextrak- tionsprincipen genom att leda ifrågavarande kobolt/magne- sium/nickellösning i motström i förhållande till extraktions- lösningen på lämpligt sätt i kontakt därmed. Extraktions- lösningen leds därefter i motsvarande motströmskontakt med tvättlösningen i avsikt att avlägsna största delen extrahe- rat magnesium och nickel från extraktionslösningen innan denna i motströmskontakt med syralösningen fås att avge kobolt till ifrågavarande syralösning. Det är ändamålsenligt att höja pH i en del av den erhållna återextraktionslösningen till ett värde mellan 3,5-5,0 och använda denna neutraliserade lös- ning som tvättlösning för ovan rekommenderad rening av ext- raktionslösningen. Den här erhållna magnesium- och nickel- 453 923 f haltiga lösningen förenas lämpligen med den till kobolt- extraktionen matade kobolt/magnesium/nickellösningen. Res- ten av àterextraktionslösningen behandlas för återvinning av kobolt med användning av kända hydrometallurgiska för- faranden.

En extraktionsanordningstyp som är att rekommendera är mixer-settlernsom utöver en ändamålsenlig lösning/lösning- kontakt ger goda möjligheter att reglera koboltens aVskilj~ ning från magnesiümet och samtidigt från nickeln. Genom att använda pH-regleringsförfarandet beskrivet i finska patent- skriften 49 185, som baserar sig på en direkt dosering av neutraliseringsmedlet i mixern med ledning av mätningsimpul- ser givna av pH-elektroder placerade i dispersionen i mixern, kan ifrågavarande metallsepareringar Qyrasi önskad riktning genom att välja lämpliga pH-riktvärden för de mixer-settler- celler vilka fordrar tillsats av neutraliseringsmedel. En dylik direkt pH-reglering förbättrar styrbarheten av ifråga- varande separeringsprocess samtidigt som man här på ett för- delaktigt sätt kan använda extraktionsmedlet i syraform så- dant som extraktionsmedlet är efter återextraktion utförd med syralösning. Extraktionsmedlet behöver inte omvandlas i natrium- eller ammoniumsaltform såsom ovan beskrivna separe- ringsförfaranden förutsätter. Enligt det fördelaktigaste se- parationsförfarandet höjs vattenlösningens pH till 4,5-5,5 i den sista extraktionscellen till vilken extraktionslös- ningen leds efter återextraktionen. Som bas för förhindrande av pH-sänkning kan lämpligt neutraliseringskemikalie användas, såsom natriumhydroxidlösning, natriumkarbonatlösning eller -slamm, ammoniakvatten eller -gas, kalciumhydroxid- eller magnesiumoxidslamm. Med motsvarande enkelriktade pH-regle- ring förhindras en pH-sänkning under fastställda riktvärden även i det nästsista extraktionssteget och vid behov i det tredje extraktionssteget från slutet. I övriga extraktions- steg, i vilka pH-sänkningen inte mera är kraftig, behövs någon pH-reglering i allmänhet ej. I en eller två tvättsteg kan pH vid behov höjas för förbättrande av avskiljnings- 453 923 resultatet genom användning av motsvarande enkelriktade pH-reglering. Fördelaktigare är att låta vattenlösningens pH i tvätten fritt sjunka nära pH 4,0 eller något under detta, varmed man bäst undviker en för kraftig viskositet- höjning av extraktionslösningen.

Vid användning av mixer-settlerceller får extraktionslös- ningens viskositet inte stiga till utslag av flera tiotals centipoise, eftersom detta på ett ofördelaktigt sätt retar- derar fassepareringen. Även vid tvättningen, 1 vilken ext- raktionslösningens viskositet tenderar att stiga mest, fås viskositeten att stanna under värdet 15 cP, ifall pH får fritt sjunka i de första extraktionsstegen och tvättstegen.

En tillräcklig tvätteffekt åstadkoms genom att använda i förhållande till kobolt koncentrerad tvättlösning innehål- lande över 50 g/l kobolt.

Enligt ett alternativ utförs återextraktionen utan pH-regle- ring genom att som återextraktionslösning använda en syra- lösning innehållande 100-200 g/l svavelsyra och ett i för- hållande till denna halt lämpligt fasförhållande mellan extraktionslösningen och återextraktionslösningen. För styr- ning av återextraktionen är det även möjligt att använda pH- rcglcring, varvid en relativt koncentrerad syralösning dose- ras åtminstone till ett återextraktionssteg. I detta fall leds en del av den bildade âterextraktionslösningen till- sammans med vattentillsatsen åter till återextraktionskret- sen för förbättrande av kontakten mellan lösningarna som blandas. pH-reglering kan även användas för selektiv återextraktion av kobolt för framställning av en renare koboltprodukt i sådana fall där kobolt bör separeras från lösningar, som trots en eventuell lösningsrening innehåller små halter metaller som extraheras vid ett pH lägre än kobolt, såsom järn, molybden, zink, aluminium, bly, kalcium, mangan eller koppar. En dylik återextraktion som separerar kobolt från nämnda metaller 453 923 utförs genom att använda pH-inställningsvärden mellan pH- gränserna 2,0-3,5. Ifrågavarande separationsuppgift bestäm- mer det noggrannare värdet.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hjälp av exempel.

Exempel l ü En serie extraktionsförsök utfördes med användning av di-(2- etylhexyl)-fosforsyralösning som extraktionsmedel, genom att blanda denna och en lösning innehållande kobolt och nickel eller kobolt, nickel och magnesium. I skilda extraktionsför- sök höjdes sulfatlösningarnas pH till 3,5-5,5 antingen vid rumstemperatur eller vid förhöjd temperatur 55°C; Metall- halterna av den ena sulfatlösningen var kobolt 11,0 g/1 och nickel 10,5 g/1 samt den andra kobolt 11,0 g/1, nickel 10,2 g/1 och magnesium 10,2 g/1. Kompositionen av den använda extraktionslösningen var di-(2-etylhexyl)-fosforsyra 20 volym-%, tri-n-butylfosfat 5,0 volym-% och 20 vikt-% aromat- haltig fotogen 75 volym-%. Blandningsförhållandet Vorg/Vaq var före pH-höjningen 1,33. pH höjdes med 120 g/l NaOH-haltig lutlösning. pH av ifrågavarande sulfatlösning höjdes stegvis med användning av 10 minuters blandningstid efter varje höj- ning, innan ett prov för kemisk analys togs ur den blandade dispersionen.

Resultaten samlade i tabell 1 visar, att magnesiumtillsatsens verkan på kobolt/nickelseparationen kraftigt beror på tempera- turen. Vid rumstemperatur 20°C höjer en magnesiumtillsats mot- svarande l0,2 g/1 magnesium separationsfaktorn S från intervallet 1,6-2,5 till intervallet 2,1-3,2 medš:'äàtsvaran- de stegring vid en temperatur på 55oC är från intervallet 5,9-8,0 till intervallet 10-98. Motsvarande höjning av sepa- rationsfaktorn SCo'Mg är i sin tur från intervallet 0,39-1,6 till intervallet 1,80-1,72. Det konstateras att magnesiumtill- satsen är speciellt fördelaktig vid förhöjd temperatur vid höj- ning av pH till 5,0-5,5. Härvid förbättras även koboltavskilj- ningen från magnesium till den grad, att största delen av magnesiumet förblir oextraherat i en motströmsseparation i flera steg av kobolt och nickel. 453 923 10 g mmxoxozn ~ T'I\DÜ\FÜ §~§§§ m8 ooofl w fu *H .fl c: z mmææu: N-low-H ïommm ß ~QB§ §§kå§ äfiflh 3 8 oYN-n-a-c mmmww ßcoßwm -U a, m . > " nova-NN U Üܶ¶É fu E' 00000 lß m Nm g .J 63:28 sasse 26266 ...__ ___.. ___..

D '“ oofifm ooooo ooo-w M m . w É 8 G3I$$ SÃSÉS oåfißfl om mm m Qåßïmê ooooo Anm-mm I? U E 5.4 ' U U 0 \ \ g s? n EH uamwwß o O m \ ___ o O, H m uouzmmv 2 0 ' U U ' ._ vn-i ßo-aøoo Hmßßo mrïznoow u f: gzš ßxcwïwßï aïcoßxou; www-fm m ~ 0 se S ° OH 01mm *fiwrißbe Qfafiftfl: H GUD* " väx xšwmfcf-l aaßwnnv LnNHHQ H U . 111 ,Q ll m __ ' “i L! _ O* -U ,_\ Nmmmm 2 x 01 _ ~ n: 8 'H W rn m mooovo æäfïwäï mwqløow ___.. ____ __ __ OO m r-Iflwrznu: OO-I-IN u-íNmw-m nu c 'a Q-r mnowmo Noommuo ow-Ocooo ___.. ..___ _____ m g' fu Um mwraomß f-af-zmm :nwßßß H - 0 H :O U Z u-x “_ ”_ .. a “Qfzqm “LQQQQ “zqflqfl E U\ Mvvmm mv-:rmnn Mvvmm H o O O s z -~ - H GJH U U Q gg m *J E” 8 8 m A4 'UKU H fu en LH rn 0 -1 :P62 5 9%: '“~ -a --« JJ c m O 9 O II Ü -É 6 'H q H1 'i “i n. w-H å' 0) 21251 94 9! v-o-l u, . _ .m o || m .-< Q Q Q U 4JO\ H - -4 .-| V2 U! DUO* 1-4 l-I v-l 10 20 31 55 98 0,28 0,027 0,35 0,66 0,034 0,50 1,23 0,040 0,74 1,47 0,027 0,66 1,61 0,016 1,12 55 11,0 10,2 10,2 453 923 ll Exempel 2 Effekten av magnesium på separationen av kobolt och nickel vid användning av 20 volym-% 2-ety1hexyl-fosfonsyra-mono-2- etylhexylester - 5 volym-% tri-n-butylfosfat - 75 volym-% alifatisk fotouen som extraktionslösning har påvisats genom att extrahera kobolt i växlande mängder från en magnesium- haltig nickelsulfatlösning. Metallhalterna av sulfatlös- ningarna använda i extraktionsförsöken var kobolt 10,0-10,3 g/l, nickel 9,5-9,8 g/l och magnesium 0-18,6 g/l. Blandnings- förhållandet V /V org aq varande metallsulfatlösning börjades stegvis höja med en lut- var 1,33, då i försöken pH av ifråga- lösning innehållande 120 g/l natriumhydroxid. Då pH stigit till inställningsvärdet fortsattes omrörningen 10 minuter innan ett dispersionsprov togs för metallanalys av faserna och pH-stegringen fortsattes till följande inställningsvärde.

Försöken utfördes vid rumstemperatur. vid granskning av resultaten illustrerade i tabell 2 konstate- ras, att en relativt liten magnesiumtillsats på 4,5 g/l är tillräcklig för att höja separationsfaktorn SCo'Ni från 61-74 till intervallet l05-190 inom det pH-område 4,7-5,5, vid vil- ket koboltextraktionen förstärks, varvid en större magnesium- tülsattspå 9,8 g/l höjer denna separationsfaktor till 135-450.

En separationsfaktor mellan kobolt och nickel som stiger över 100 ger goda möjligheter till en skarp koboltextraktion i en teknisk flerstegsseparationsprocess utförd motströms. Samtidigt erhålls en nöjaktig separation mellan kobolt och magnesium, emedan separationsfaktorn S visade sig överraskande klart Co,Mg större än vid användning av di-(2-etylhexyl)-fosforsyralösning som extraktionslösning. S -värdena 7,6-9,9 medger relativt co Mg lätt en höjning av kobolt/magnesiumviktförhâllandet i den se- parerade koboltprodukten till 50-100.

C0,Mg SCo,Ni Tabell 2 aa org pH Utgångslösning 453 925 12 P4mruwaunv mrflmu1>n1H Na\Ofl1mo\O \~~~\s§ ssun~~a ssn~suy VWKDWWNRD Fïfllbææmæ ffifißmßfliæ mo1vf4m-w «nmNLnO<3O Orvwu1m(3O Ofawwømufio H<¶m\oßr\ß fHum()wc\N N H-flfim ~1N~w1 Hcwfilw æ N -im Offlwrwmcwm 0f4HcvvLnw O()Hf4NtwN \§\~§§\ \\\§§§\ \\§~§§§ E O<30<30f4H O<30(30(3O OC)O u) 03!!! 003 ßflww mfunmuhflm mnnflßunflm \o0rHvæo\H Hflwß-4Hcuw Puwmcwmuwv 0rvN«4~n4O 0f4H~40c>H H OC)O-4NOC7OC)O z s~~~~~~ ~~~~~~n ~_~~~~~ ~n~\~~~ OCJOCDOCDO OCDOCDOCDO OIDOCDOCDO OCDOCDOCDO xnæ OF4 ßow mcum 0 Nhflnm U ~~~~ ~~~\\~ ~~\§~~~ nsnss~s Oorvwunqw 0<3~Hfiwo\O c3O«4Nfl1eu1 Q()Q-4HrwN Hrnm OßNcnwOw wcnvxoßlnO Occcnxonncnø C191 .l s~~s~~~ \~~~~~~ ~\~~.~~~ 2\\ wrfimrwNcflH ær\ß\nunnm ßuwvflamvem U! f-(Hv-l-h-(r-I-I ~nnmr~Qcum wcxßuwvcnæ m<3mLnQrnN Ncnwcuorvß .Fgfi ~s~~~~~ ~~~~~~~ ~~~s~ns ns~~~~~ z*\ ownmr~ßwov mcomcnmr~> moxmcamaoæ muaæaamaam m H vf4«u3$ɧ: ßLomn4Nr\ß ær\æ\om\ov Nxøawvøcnm Q\ ~.~~~~~_ ~~~~\~~ ~\~\~~~ ~~~~~~~ L)m rwnnn40(3o wLnmcuH(:0 ßu1mc¶H-4H æxowwnmcvw Ow-lv HBO O ' ~nnßf4ærwm vo\Nr~vc\v ßfl1ßu:Oa:n UM-J ~\\\~~~ _~\§~\~ ss~ns~s :Fä OCJQ-flfnvw Q(3Hf4mcvm O-4Hcumrum O 010 013 moxoua vø\w~m(3w w()æ~rNcnm mo\H()ßuam -aH Hcwmcnvxøw H-4NcuN~m 0cvH«4fuDO O<3H-40<30 z\ §~\\~~~ ~~~~~~~ ~n~ssnn \\~§§s\ m OCJO Høxm OO<3O OC)O<3OCDO H m(3mcuv<3æ m Q\ ~~~~~~~ ~\~~~\~ ~~~~~~~ n~snn~~ UU! Hwmßßmß Hmunuoßbß Hmvnnuoßß HNvLnmwm mo\mr~Hu1m mo\mr\-una mø\mr~Hu1m mc\mr~Hu1m \~s~§§\ \\§~~~\ §\~~§\\ \~~§§\s fl1m m ln m ~ mH _ _ m Z\_ O v m H m m æ æ w HPI ~ ~ s ~ Z\_ m m m m O* O H O M r-í ~ _ _- _ 0\~ O O O O U m H H H H 453 923 13 Exempel 3 En kontinuerlig motströmsextraktion av kobolt utfördes vid rumstemperatur från en nickelsulfatlösning, vari även magne- sium hade upplösts. Som extraktionskontaktorer användes mixer-settlerceller av vilka fem Ul-U5 stod i extraktions- koppling, fyra Pl-P4 i tvättkoppling och två Tul och Tu2 i återextraktionskoppling. Den använda extraktionscellkopp- lingen framgår ur tabell 3 vari även driftförhâllandena har visats och separationsresultaten som motsvarar dessa. Ext- raktionslösningen var en 20 volym-%:ig 2-etylhexylfosfonsyra- mono-2-etylhexylester - 5 volym-%:ig tri-n-butlyfosfat - 75 volym-%:ig fotogen, av vilka den förstnämnda komponenten i syraform inleddes i extraktionen direkt från återextraktionen. pH hölls vid inställningsvärdet 5,0 i steg U5 och i inställ- ningsvärdet 4,9 respektive 4,7 i steg U4 och U3 genom att an- vända från ifrågavarande mixerdispersion erhållna pH-mätimpul- ser för automatisk tillförsel av neutraliseringsmedel. Neut- raliseringsmedlet var en lutlösning innehållande 200 g/l nat- riumhydroxid. pH i de övriga stegen fick fritt sjunka.

Som tvättlösning användes en återextraktionslösning som neut- raliserats till pH-värdet 4,0 med natriumhydroxid och vars analys var kobolt 81,0 g/l, nickel 0,002 g/l och magnesium 1,09 g/l. I tvätten sjönk lösningens kobolthalt till 25,3 g/l, medan nickelhalten steg till 0,43 g/l och magnesiumhalten till 27,4 g/l medan pH förblev 1 stort sett oförändrat.

Den använda tvättlösningen kombinerades med kobolt/magnesium/- nickellösningen som matats till extraktionen. Med en charge som innehöll kobolt 7,0 g/l, nickel 4,46 g/l och magnesium 6,0 g/l som utgångspunkt, erhölls som produkt en lösning in- nehållande över 100 g/l kobolt vars kobolt/nickelförhâllande var 25 000 och kobolt/magnesiumförhållande 60 samt en nickel- lösning innehållande 0,026 g/l kobolt vars nickel/koboltför- hållande var 160. Med detta driftsätt stannade extraktionslös- ningens dynamiska viskositet även vid tvättningen under nivån 12 CP. oaflcwooowxuflc . ocflcwoflpflonox wmumuswoum mmumsu . wmumusøonm = ~.« EQ ._ o.o ëé ._ oß; oz = o.< oz = oo.« oz = _\mm~o.o oo H\o o.~ oo o\w Noo oo oá :o _ _ ._ o q :o o o :o o =mo»m> \» =\H m.~o \ <_o.oo à _ .ooaæ . = ~.o 7 = m.o oz = «.o M: = «.o M: = «.- oz.. m.o~ ms = o.o_ oz = ~.o w=.o»aoo7 =o«o.o oz = H«.« M2 = o«.o o=r= m~.< oz = o~.« oz = fl«.o oz = H ofiooz ._ æx»ooz = qoqo o=_\w_o.« ..no.o oz H\wmH.o °oH\ooo.o oo \woo.~ °o.\w H.o_°o _\m~.o~ qo.\mo.- °oH\w~.o< °oH\w~.oo oo o.< =n .\wß~.~ oo o.o mo o.< :Q ~.« :Q ß.< :Q H.< =o o.n :Q o.« :Q o.m =o"m°=oo . Q csmum N o: _: o x ~ \ J \ ofl »w A a . . .S man.. B vill 4 =o«z =omz =o«z rmmm|. qom~= l 1 1 . . ~ . w . 1 . ._ 1 . 1 . . . . w . . .a_m.om _ = o«.< ww.. mono wo.. oo.o of = oo.~ ow o\w oo.~ om = oo.H ow..~o.o om _. o«_o »W = m_.o oz = moo.o 3. _ . ._ oßoo å ._ Qo o S _. Zoo E ...Lo o S io 2o.o E _. oooó E Looovom .Looóvfl ._ Hooávš ._ Eodflm \ H\w «m»o°mH\o o.~ °n~\o ~.o om~\o «.o w o\w o.o om fi\o o.m °mH\w~.o om ommouoo on ~\o m,oH om _\mq~.o om _ ou o.~ m ou m.« W oo o.o m oo m.o m ou o.o~ m ou o.H_ mou o.oH »_o. M oo w ou «.m o oo o.~ m oo oo ao. No wo .. oo No om om H=@ Nos .á So So... om 2 .Im .ooov å O; ïw Soo om Lu w.N C 3 u 4 _ . .. Du L . .Lnllvilv > 1 1 .rllh x P. ..- L I ._ -.. r Å I . ~.l CJ cm muvmfl u 2 P02 uwflnw .WZ .Oo n X “uflmzflfifluwñ wcwwmwcwuuäf H E “uamAÄHBmE wcwmcflcmßamfiofiuxmuuä H å Afi «uwuflmOxmfl> mxmwëmcæw mcmocflcmnfimcøfiuxmuuxm u W NEmuummvcflcwwamcofluxmuuxm H Atïi “øflQumwmcflcm©Hcmuum> u *lll mlflfimnmo mwummcofluxmuuxwnwum n se "mmumuuw>u u Q nmwumwcofiuxmnuxw U D omcflcxuwumnmmw u II 453 923 15 Exemgel 4 I en serie extraktionsförsök vari som extraktionslösning an- vändes 20 volym-% 2-etylhexyl-fosfonsyra-mono-2-etvlhexyl- ester - 5 volym-% tri-n-butylfosfat - 75 volym-% fotogen, följdes hur andra metaller som extraheras kraftigare än kobolt som funktion av pH fördelas mellan ifrågavarande orga- niska fas och en metallhaltig vattenlösning som bringats i omrörningskontakt med den organiska fasen. För ifrågavarande metallers del illustreras i figur 1 pH-beroendet av den som resultat erhållna fördelningsfaktorn D. Härav ses, att en extraktions- respektive återextraktionsjämvikt inom pH-om- rådet 2,0-3,5 förhindrar den största delen av koboltet från att extraheras respektive tillåter största delen av koboltet att âterextraheras samtidigt som ifrågavarande metaller i be- tydande mängd övergår till extraktionslösningen respektive stanna i denna fas. Genom att använda selektiv återextraktion kan renhetsgraden hos den erhållna koboltprodukten höjas. Med ledning av det visade resultatet är det för en fackman möjligt att uträkna vilket pH det städse är fördelaktigt att använda vid selektiv återextraktion av kobolt. Vid pH 2,5-3,0 kan t.ex. kobolt separeras från kalcium och metaller som extraheras kraftigare än denna metall.

Claims (11)

453 925 16 Patentkrav

1. Förfarande för separering av kobolt från magnesium och nickel genom extraktion och en motströmstvättning, k ä n n e- t e c k n a t av att en magnesiumhaltig vattenlösning, som innehåller kobolt och nickel bringas i kontakt med en organisk extraktionslösning där extraktionsmedlet är mono-2-etylhexyl- estern av 2-etylhexylfosfonsyra eller mono-2-etylhexylestern av 2-etylhexylfosfinsyra, vilket extraktionsmedel utspädes med ett organiskt kolväte, varvid extraktionslösningen dessutom innehåller från 0 till 15 volym% av tri-n-butylfosfat eller tri-n-butylfosfonat, och temperaturen uppgår till från 200 till 80°C och vattenlösningens pH-värde är från 4,0 till 6,0; att man uppehåller fördelningskoefficienten för kobolt åt- minstone 1,5 gânger högre än fördelningskoefficienten för magnesium och samtidigt åtminstone 30 gånger högre än för- delningskoefficienten för nickel och att man justerar för- hållandet mellan kobolt och magnesium före eller under extrak- tionen till mellan 0,2 och 2 i vattenlösningen och därefter leder vattenlösningen och den organiska extraktionlösningen i motströms tvättkontakt.

2. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att man leder extraktionslösningen 1 motströms kontakt med en magnesiumhaltig vattenlösning innehållande kobolt och nickel och därefter i en motströms tvättkontakt med den neutraliserade delen av koboltlösningen som erhålles i efterföljande motströmskontakt mellan extraktionslösningen och syralösningen och håller extraktionslösningen under tvätt- kontakten vid ett pH hos koboltlösningen, som uppgår till från 0 till 1,0 pH enheter lägre än pH-värdet för den magne- siumhaltiga vattenlösningen innehållande kobolt och nickel under extraktionskontakten för att sänka viskositeten på extraktionslösningen.

3. Förfarande enligt kravet 2. k ä n D 8 t B C K H a C av att magnesiumhaltiga vattenlösningens pH som innehåller ko- bolt och nickel är 4,6 - 5,1 under extraktionskontakten och koboltlösningens pfl är 4,1 - 4,6 under tvättkontakten.

4. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e~c k n a t av 453 923 f 17 att magnesiumkoncentrationen i vattenlösningen, som inne- håller kobolt och nickel ökas under lakningen eller lös- ningsreningen, föregående koboltextraktionen, genom lak- ning av magnesiumhaltiga råmaterial eller respektive genom att tillsätta en löslig magnesiumförening.

5. Förfarande enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a t av att den lösliga magnesiumföreningen är magnesiumoxid.

6. Förfarande enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av magnesiumkoncentrationen i vattenlösningen, som innehål- ler kobolt och nickel ökas under koboltextraktionen.

7. Förfarande enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionsmedlet användes i syraform och protoner som frigörs under koboltextraktionen neutraliseras medelst magne- siumoxid.

8. Förfarande enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionsmedel som användes för koboltextraktionen del- vis omvandlas till ett magnesiumsalt före extraktionen.

9. Förfarande enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a t av att extraktionsmedel som användes är i syraform och att för att neutralisera protonerna som frigöres under extraktionen ett alkalimedel tillsättes till åtminstone de två sista extrak- tionsstegen.

10. Förfarande enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a t av att alkalimedlet utgöres av natriumhydroxid eller ammoniak.

11. Förfarande enligt kravet 2, k ä H H 8 ü 6 C k U 3 C flV att motströmskontakten mellan extraktionslösningen och syra- lösningen åstadkommas vid ett pH av 2,0 - 3,5 för att åter- extrahera kobolten selektivt.