SU1766993A1 - Способ получени кристаллического сульфата кобальта - Google Patents

Abstract

Использование: металлурги  цветных металлов и химическа  промышленность. Сущность: исходный гидроксид кобальта репульпируют ум гченной водой при соотношении Т:Ж 1:4-6, затем провод т растворение гидроксида кобальта в серной кислотев присутствии диоксида серы, после чего осуществл ют операцию железоочист- ки раствора окислением железа (II) с использованием кислорода воздуха и кобальта (III) в виде гидроксида при их массовом соотношении 1:{0.6-1,2) и расходе 1.2-1,Зотстехи- ометрически необходимого. Полученный раствор упаривают и кристаллизуют сульфат кобальта. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относитс  k металлургии и химической промышленности.

Известен способ получени  сульфата кобальта взаимодействием оксида, гидроксида или карбоната кобальта с серной кислотой (Кратка  химическа  энциклопеди  Издательство Советска  энциклопеди , М., 1963).

В промышленности этот способ не нашел практического применени  из-за невозможности удалени  по ходу технологического процесса щелочных металлов, содержащихс  в исходном сырье. По этой причине в получаемом продукте массова  дол  основного вещества (CoS04 7Н20) занижена ( 96 %) и не соответствует требовани м потребителей этой соли.

Другим недостатком способа  вл етс  использование в процессе сернокислотного растворени  остродефицитного реагента-переписи водорода.

При этом причинам на предпри ти х СССР кристаллический сульфат кобальта получают растворением металлического кобальта марок К-1, К-1А, К-1Ау (конечной продукции металлургического производства ) в азотной кислоте с осаждением кобальта (II) основного углекислого раствором карбонатом кали  и последующим растворением соли в улучшенной технической серной кислоте.

Технологи  не  вл етс  экологически чистой, так как св зана с образованием токсичных газовых выделений, содержащих N0, в процессе растворени  металлического кобальта в азотной кислоте рСо+8НМОз ЗСо(МОз)2+2МО+4Н20. сопр жена с увеличенным расходом химикатов , сложностью схемы и высокой себестоимостью выдаваемой продукции.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности известного способа , извлечение кобальта в товарную

VJ

О

о ю

Ч)

со

продукцию, снижение удельных норм расхода реагентов, упрощение технологии получени  соли и снижение ее себестоимости, создание экологически чистого процесса. Одновременно устран етс  дефицит сульфата кобальта в стране без существенных капитальных затрат.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что предлагаетс  использовать в качестве исходного сырь  дл  произвбдства соли не конечную продукцию металлургического производства - металлический кобальт, а промпродукт производства - гидроксид кобальта , полученный в основной метэллурги- ческой технологии кобальтового производства.

Гидроксид кобальта, содержащий, мас.%: 57.5-59,0 кобальта; 0,08-0,20 никел ; 0,002-0.014 меди; 0,02-0.04 железа; 0,01-0,03 цинка: 0,01-0,4 кальци ; 0,3-0,6 натри ; 0.1-0,4 кали . 0,002-0,01 кремни , подвергают репульпации в ум гченной воде с жесткостью не выше 10 мг - экв/л при соотношение Т-Ж 1-4-6 дл  отмывки солей щелочных металлов. Содержание щелочных металлов после этой операции снижаетс  на 87-95%., „ . ,% ,

Отмытый гидроксид кобальта раствор ют в серной кислоте. Дл  восстановлени  трехвалентного кобальта до двухвалентного примен ют диоксид серы.

Содержание регламентированных примесей в растворе за исключением массовой доли железа обеспечивает получение кондиционного технического сульфата кобальта .,

Операци  железоочистки растворов ведетс  при 75-80°С с окислением двухвалентного железа с использованием кислорода воздуха и при необходимости кобальта (III) в виде гидроксида. Весовое соотнршение кобальта (III) в виде гидроксида к кислороду воздуха равно (0,6-1,2) 1 в количестве 1,2-1,3 от стехиометрически необходимого.

Одновременно с окислителем в агрегатах подаетс  раствор кальцинированной соды . Процесс заканчивают после достижени  рН среды 4,5-5,2.

Пульпу отфильтровывают от железистого кека и механических примесей Фильтрат выпаривают при 95±5°С до плотности 1,30- 1,52 г/дм , затем охлаждают. Выпавшие кристаллы сульфата кобальта отдел ют от маточника и сушат осушенным воздухом, подогретым до 75-100°С, при перемешивании в сушильном барабане.

По химическому составу сульфат кобальта может быть описан стехиометриче- ской формулой СоЗОл 7Н20 По содержанию регламентированных примесей выданный продукт соответствует техническим услови м ТУ 6-09-3800-75 на кобальт

(II)сернокислый семиводный дл  электротехнической промышленности.

5Реализаци  способа может быть осуществлена в ПО Уфалейникель без существенных капитальных затрат.

Экспериментальна  проверка за вленного способа осуществл лась в лаборатор10 ных и промышленных услови х ПО Уфалейникель .

Получение сульфата кобальта в лабораторных услови х.

Сульфат кобальта в лабораторных усло15 ви х получали из сульфатных кобальтсодер- жащих растворов гидрометалпургического цеха. Испытано несколько типов растворов; от растворени  гидроксида кобальта в лабораторных и промышленных услови х и про0 мышленный раствор после гидролитической очистки от примесей перед осаждением Со (ОН)з

Экспериментами установлено, что применение неотмытого от щелочных металлов

5 гидроксида во всех случа х приводит в заниженной массовой доле основного вещества (ниже 96%) в конечном продукте (табл. 1)

Остаточное содержание в нем суммы 0 К+Ма определ етс  соотношением Т Ж при проведении репульпации исходного продукта в ум гченной воде. При проведении операции железоочистки испытано несколько типов окислителей дл  двухвалент- 5 ного железа1 кислорода воздуха, кобальта

(III)в виде гидроксида и комбинированного варианта.

В табл. 2 приведены средние результаты за 15 опытов. Во всех экспериментах 0 суммарный расход окислител  составил 1,2% от стехиометрически потребного.

Комбинированное применение двух окислителей позвол ет повысить извлече- 5 ние кобальта в товарную продукцию, сократить врем  окислени  железа, вызывает благопри тные структурные изменени  типа осадка, вследствие чего уменьшаетс  врем  фильтрации кеков и тем самым созда- 0 ютс  услови  дл  повышени  производительности передела.

Промышленные испытани . Испытани  проводились в промышленных услови х ПО Уфалейникель Сущность 5 испытанной технологии заключалась в следующем .

Гидроксид кобальта состава, %: 57,7059 ,00 кобальта; 0,08-0.20 никел ; 0,0020 ,014 меди; 0,02-0,04 железа; 0,01-0,03

цинка; 0,01-0,04 кальци ; 0,3-0,6 натри ;

0,1-0,4 кали ; 0,005-0,01 марганца; 0,002- 0,01 кремни , отмывали от солей щелочноземельных металлов методом репульпации в ум гченной воде.

Репульпацию вели в реакторе емкостью 6 м с механическим перемешиванием при соотношении (3-9) в течение 1-1.5 ч. Полученную пульпу гидроксида кобальта раствор ли в технической серной кислоте с подачей в реактор диоксида серы. После растворени  раствор подвергали тонкой очистке от железа окислением элемента до высшей валентности с использованием кобальта (III) в виде гидроксида и кислорода воздуха.

Осадителем служил раствор кальцинированной соды. Операцию заканчивали при рН 4.5-5,2. Контроль вели по остаточному содержанию железа.

Полученный раствор направл ли на фильтрацию дл  отделени  железистого ке- ка и механических примесей. Фильтрат упа- ривали в реакторе с механическим перемешиванием, оборудованным паровым змеевиком, до плотности 1,30-1,40 г/см . С целью увеличени  выхода сульфата кобальта в паровой змеевик, после достижени  требуемой плотности подавалась холодна  вода дл  охлаждени  пульпы солей до 35-40°С. После фильтрации раствор передавалс  в основное производство ГМЦ, а сульфат кобальта на подсушку и затаривание .

8 табл. 3 проведены результаты вли ни  водной репульпации гидроксида кобальта в ум гченной воде на изменение степени отмывки щелочных металлов.

В ходе промышленных испытаний подтверждено , что предлагаемый способ обеспечил получение сернокислого кобальта, соответствующего требовани м ТУ 6-09-3800- 75 Кобальт сернокислый, семиводный (двухвалентный), следующего состава. %: Массова  дол  основного вещества

0

5

0

5

0

5

(СоЗСм . 7Н2О) Железо Цинк Кремний Медь Магний Кальций Азот

Claims (2)

1.Способ получени  кристаллического сульфата кобальта, включающий растворение гидроксида кобальта в серной кислоте, отличающийс  тем. что, с целью снижени  содержаний щелочных металлов в конечном продукте, увеличени  извлечени  кобальта в него и снижени  себестоимости , исходный гидроксид кобальта перед растворением в серной кислоте репульпиру- ют ум гченной водой при соотношении Т:Ж 1;4-6, а растворение в серной кислоте ведут в присутствии диоксида серы, после чего производ т операцию железоочистки окислением двухвалентного железа с использованием кислорода воздуха и кобальта (111) в виде гидроксида, полученный раствор упаривают и кристаллизуют сульфат кобальта.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем. что окисление двухвалентного железа ведут при массовом соотношении кобальта (И) в виде гидроксида к кислороду воздуха, равном (0,6-1,2):1 в количестве 1,2-1,3 от стехиометрически необходимого.

Таблица

Сводные результаты изменени  массовых долей щелочных металлов и основного вещества в предложенном способе и в прототипе

Вли ние типа окислител  на изменение ТЭП железоочистки и фильтрации сульфатных растворов

Примечание, Весовое соотношение кобальта (III) в виде

гидроксида к кислороду воздуха во всех опытах поддерживалось равным 1,2..

ТаблицаЗ

Вли ние соотношени  Т:К при репульпации гидроксида кобальта в ум гченной воде на глубину отмывки солей целочных металлов (врем  отмывки во всех опытах 1,5 ч)

Таблица2