SU572514A1

SU572514A1 - Method of extracting nickel and cobalt from water solutions

Info

Publication number: SU572514A1
Application number: SU7602333025A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Горячкин; Наталья Васильевна Серова
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов "Гинцветмет"
Priority date: 1976-03-09
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1977-09-15

Description

Изобретение относитс к металлургии т желых цветных металлов, в частности к гидрометаллургии никел и кобальта, и может быть использовало при выделении указанных металлов из растворов от выщелачивани рудных концентратов и промпродуктов, а также из раствора после сорбции и экстракции, растворов от иикеширова и и др. Известен способ, согласно которому никелевый порошок высокой степени чистоты получают из растворов хлористых, сернокислых или других солей никел цементации при помощи металлов, более электроотрицательных, чем иикель, например алюмини . Цементацию осуществл ют при 85-95°С и подкислении растворов до рН 1-3. Способ осуществим только дл растворов с исходной концентрацией более 50 г/л никел . При этом вспо.мотательный металл - алюминий обладать специфическим гранулометрическим составом и развитой удельной поверхностью, обеспечивающими приемлемую скорость и другие необходимые показатели процесса. Алюминиевый порошок должен иметь крудность частиц менее 40 мкм, игольчатую структуру частиц и обработанную специальными реагентами поверхность. Подготовка алюминиевого порощка заключаетс в его измельчении и одповременном сн тии пассивирующей поверхность пленки окислов за счет введени органической добавки, а та-кже хлор-иона в виде сол ной кислоты или хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов . Известный способ имеет следующие недостатки . Дл дементадии используют тонкий алюминиевый порощок, что усложн ет и удорол ает процесс. Аппаратура должна быть коррозионно стойкой, так как используют хлор-ион. Использование порощков высокой дисперсности св зало с повышением взрыво- и пол ароопасности . Кроме того, известный способ применим только дл никелевых растворов с исходной концентрацией никел более 50 г/л, необходимо подкисление раствора серной, сол ной или органическими кислотами, что ограничивает возмолсности процесса. Целью изобретени вл етс упрощение и удешевление процесса извлечени никел и кобальта из растворов их солей любой концентрации , содержащих примеси л елеза и цинка. Поставленна цель достигаетс тем, что .процесс ведут при 100-180°С, рН раствора 2,0-5,0 и давлении на 1-7 атм выше уор тости паров воды. Втора цель - получение никел с низким содерл анием кобальта-достигаетс тем, что процесс ведут при 140-160°С, рН раствора 2,0-3,8 и избытке алюмини , равном одно - двухкратному к стехиометрии.The invention relates to the metallurgy of heavy non-ferrous metals, in particular to nickel and cobalt hydrometallurgy, and can be used in the isolation of these metals from leaching solutions of ore concentrates and middlings, as well as from solution after sorption and extraction, solutions from ikeshirova and others. The known method, according to which high-purity nickel powder is obtained from solutions of chlorine, sulfate or other salts of cementation of nickel using metals that are more electronegative than nickel Such as aluminum. Cementation is carried out at 85-95 ° C and the solutions are acidified to a pH of 1-3. The method is feasible only for solutions with an initial concentration of more than 50 g / l nickel. At the same time, metal metal - aluminum has a specific granulometric composition and a developed specific surface, providing an acceptable speed and other necessary process indicators. The aluminum powder should have a particle size of less than 40 microns, a needle-like structure of the particles and a surface treated with special reagents. The preparation of the aluminum powder consists in its grinding and at the same time removing the oxide film passivating the surface by introducing an organic additive and also chlorine ion in the form of hydrochloric acid or alkali and alkaline earth metal chlorides. The known method has the following disadvantages. For dementadium, a thin aluminum powder is used, which complicates and accelerates the process. The equipment must be corrosion-resistant, since chlorine ion is used. The use of powders of high dispersion is associated with an increase in explosion and floor hazard. In addition, the known method is applicable only to nickel solutions with an initial nickel concentration of more than 50 g / l; acidification of a solution of sulfuric, hydrochloric, or organic acids is necessary, which limits the process. The aim of the invention is to simplify and cheapen the process of extracting nickel and cobalt from solutions of their salts of any concentration containing impurities of iron and zinc. The goal is achieved by the fact that the process is carried out at 100-180 ° C, the pH of the solution is 2.0-5.0 and the pressure is 1-7 atm above the water vapor yield. The second goal is to obtain nickel with a low content of cobalt-achieved by the fact that the process is carried out at 140-160 ° C, the pH of the solution is 2.0-3.8 and the excess of aluminum is one to two times the stoichiometry.

Пример 1. К 0,5 л сульфатного раствора, содержащего (г/л) 46,5 никел и 5,74 железа, добавл ют 21,6 г алюминиевого иорошка крупностью 0,4-1,0 мм, 11,6 г углекислого кальци и выдерживают смесь в автоклаве, перемешива при 160°С и общем давлении 8- 8,5 атм в течение I ч. Отфильтроваиный лосле охлаждени раствор имеет состав, т/л: 0,37 никел , 5,4 железа и 0,2 алюмини . Извлечение никел из раствора составл ет 99,2%, причем магнитна фракци содержит (%) 7,2иикел , 0,15 железа, 0,28 серы и около 28,0 металлического алюмини , при извлечении в нее в форме металла более 97% никел . После обработки магнитной фракции 18%-ным растворо .м едкого натра получают продукт, содержащий 98,8% никел и 0,02% серы, отвечающий требовани м ГОСТа на никель марки П-3.Example 1. To a 0.5 liter sulphate solution containing (g / l) 46.5 nickel and 5.74 iron, 21.6 g of aluminum and powder with a particle size of 0.4-1.0 mm, 11.6 g of carbonate are added. calcium and maintain the mixture in an autoclave, stirring at 160 ° C and a total pressure of 8–8.5 atm for 1 h. The cooling filter filtered solution has the composition, t / l: 0.37 nickel, 5.4 iron and 0.2 aluminum. Extraction of nickel from the solution is 99.2%, and the magnetic fraction contains (%) 7.2 nickel, 0.15 iron, 0.28 sulfur and about 28.0 metallic aluminum, while extracting more than 97% nickel in the form of metal into it . After treating the magnetic fraction with 18% sodium hydroxide solution, a product is obtained containing 98.8% nickel and 0.02% sulfur, which meets the requirements of GOST on nickel of grade P-3.

Пример 2. 1 л сульфатного раствора состава , г/л: 46,6 никел , 2,41 кобальта, 1,5 меди , 1,9 железа смещивают с 50 г алюминиевого порощ.ка и нагревают в автоклаъе .при перемещивании в течение 30 мин, при температуре около 180°С и общем давлении 13- 13,5 атм.Example 2. 1 l of a sulphate solution of the composition, g / l: 46.6 nickel, 2.41 cobalt, 1.5 copper, 1.9 iron are shifted from 50 g of aluminum powder and heated in an autoclave. While moving for 30 min, at a temperature of about 180 ° C and a total pressure of 13-13.5 atm.

Конечный раствор содержит (г/л) 0,34 никел , 0,025 кобальта.The final solution contains (g / l) 0.34 nickel, 0.025 cobalt.

Извлечение никел и кобальта в магнитнуюExtraction of nickel and cobalt in magnetic

фракцию осадка составл ет более 99% и бо-лее 92% соответственно.the sediment fraction is more than 99% and more than 92%, respectively.

Пример 3. К 1 л сульфатного раствора состава, г/л: 46,6 никел , 2,41 кобальта, 1,5 меди, 1,9 железа добавл ют 720 т гранулированного алюмини (средний диаметр гранул 5-10 .мкм), выдерживают в автоклаве при перемещивании, температуре около 150°С и общем давлении 6,5-7,3 атм око.ло 1 ч. Конечный раствор содержит 2,7 г/л никел и 2,2 г/л кобальта.Example 3. To 1 liter of a sulphate solution of the composition, g / l: 46.6 nickel, 2.41 cobalt, 1.5 copper, 1.9 iron, 720 tons of granulated aluminum are added (the average granule diameter is 5-10. Microns), kept in an autoclave when moving, a temperature of about 150 ° C and a total pressure of 6.5-7.3 atm oko.lo 1 h. The final solution contains 2.7 g / l nickel and 2.2 g / l cobalt.

В магнитную фракцию состава, %: 65,7 никел , 0,4 кобальта, 2,2 меди, 0,14 железа извлекаетс около 90% никел и менее 10% коба .льта.About 90% nickel and less than 10% cob. Elta are extracted into the magnetic fraction of the composition,%: 65.7 nickel, 0.4 cobalt, 2.2 copper, 0.14 iron.

Пример 4. К 1 л сульфатного раствора, содержащего 55,5 г никел , добавл ют 25 ir алюминиевого порощка крупностью около 1 мм и выдерживают в автоклаве .при перемешивании в течение 1 ч при 150°С и общем давлении 9,8-10,2 атм. Конечный раствор содержит 3,1 г/л никел , магнитна фракци содержит (%) 90,8 никел , 0,83 серы, менее 0,1 алю.мини . После репульпации в растворе соды получают продукт с содерл анием никел 99,2%, отвечающий требовани м ГОСТа на никель марки П-3.Example 4. To 1 liter of a sulphate solution containing 55.5 g of nickel, add 25 ir aluminum powder with a particle size of about 1 mm and keep it in an autoclave with stirring for 1 hour at 150 ° C and a total pressure of 9.8-10, 2 atm. The final solution contains 3.1 g / l nickel, the magnetic fraction contains (%) 90.8 nickel, 0.83 sulfur, less than 0.1 alumi. After repulping in soda solution, a product with a nickel content of 99.2% is obtained, which meets the requirements of GOST on nickel grade P-3.

В таблице приведены примеры осуществлепи предлагаемого способа.The table shows examples of the implementation of the proposed method.

1)Без добавки хлор-иона или других депассиваторов.1) Without the addition of chlorine ion or other depassivators.

2)Состав после репульпации в растворе едкого натра.2) Composition after repulping in caustic soda solution.

Гидролиз солей алюмини , происход щий во врем Процесса Цементации, -приводит к образованию свободной кислоты, котора частично раствор ет алюминий, вызыва новьинение расхода последнего. Чтобы избежать этого , образующуюс кислоту нейтрализуют известн ком или доломитом, поддержива рП раствора в диапазоне 2,0-5,0.The hydrolysis of aluminum salts, which occurs during the Cementation Process, leads to the formation of free acid, which partially dissolves aluminum, leading to a new consumption of the latter. To avoid this, the resulting acid is neutralized with limestone or dolomite, maintaining the RP solution in the range of 2.0-5.0.

Способ позвол ет иснользовать в качестве осадител различные виды дешевого низкосортного алломини - стружку, лом, пластины , отходы алю.миниевого производства.The method allows using various types of cheap low-grade allominie as a precipitator - chips, scrap, plates, aluminum-aluminum wastes.

Предлагаемым способо.м извлекают никель и кобальт в элементарной форме из растворов их со.лей любой концентрации, В том числе содержащих такие примеси, как железо и цинк.The proposed method removes nickel and cobalt in an elemental form from solutions of them. Any concentration, including those containing impurities such as iron and zinc.

Дл отделени цементного никел от продуктов гидролиза 11 нейтрализации примен ют магнитную сепарацию.Magnetic separation is used to separate the cement nickel from the products of neutralization hydrolysis 11.

Claims

The magnetic fraction is repulped into a solution of soda or alkali to remove residues of unreacted aluminum, which provides a product that meets the requirements of GOST on metallurgical nickel. As follows from the examples given in the table, a temperature of 100 ° C and an overpressure of 1 atm are the limiting conditions of the cementation process. At a temperature of 140-180 ° C, the process proceeds at a satisfactory rate. Increasing the temperature above 180 ° C increases the speed of the process, but secondary harmful phenomena develop (for example, dissolving cement sediment, which leads to an increase in the consumption of aluminum) and the total pressure increases significantly, which in turn leads to higher equipment costs. 6 Claim 1. Method of extracting nickel and cobalt from aqueous solutions by cementation with aluminum metal and heating, characterized in that, in order to simplify and reduce the cost of the process, cementation is carried out at 100-180 ° C, pH of the solution is 2.0-5.0 and pressure of 1-7 atm above the elasticity of water vapor.

2. A method of claim 1, characterized in that, in order to obtain nickel with a low content of cobalt, cementation is carried out at 140-160 ° C, the pH of the solution is 2.0-3.8 and the excess of aluminum is one to two times the stoichiometry. Sources of information taken into account for review of expertise 1. France Patent No. 2057327, cl. From 22H 23/00, 21.05.71.