Способ выделения металлов из растворов неорганических солей

(19) (1 В 23 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и чис"ошкой и получения технически и химичес тых металлов вом состояния компактн и металлургичес мышленности. Цел чение полученизо имиче п икеретения - обес левых и кобаль ых порошко м насыпным весом и высокими ферромаг" нитными свойствами и упрощение процесса. Выделение никеля и кобальта из растворов неорганических солей осуществляют восстановлением фосфором, взятым в активной форме, в щелочной среде при рН 0-13 и темпераотуре на 15"20 С ниже температуры кипения раствора, причем перед восстановлением в исходные растворы вв дят силиконовый жир в количестве 0,0009-0,0015 г/л металла в порошке 1 з.п. ф-лы, 4 табл. Изобретение относитполучения технически и 100 г/л, НаСОи 150ра аммиака, щелочно а силиконового жира растворов ИаОН 252-ного раств 27-ного раство и желтого фосф к пособамески чи ом и порошк ргической и тых металлов в компаквом состояниях в металл Пример мального рас Огыты про воров в 0,5 л. тора используют ванной соды. Пе нагревают до 90 зуют до заданно ле чего в негоход водя пробальовителя в элементаратем раствор снова емпературы начала аданных условиях вьличество восстном состоянииподогревают дореакции и при А ВТОРСИОМУ СВИД=ТЕЛЬСТ(71) Бийский филиал Алтайского политехнического института им. И.И.Ползунова(53) 669.243:669.253(088,8) (56) Худяков И.ф, и др, Металлургия меди, никеля, кобальта, ч. 11, М.: Металлургия, 1977, с, 169-170.Металлургия меди, никеля, кобальта/Под ред, А.А.Цейдлер. Пер. с англ. М,; Металлургия, 1965, с. 419-423, (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ 57) Изобретение относится к способам химическои промышленности.Целью изобретения является обеспечение получения никелевых и кобальтовых порошков с малым насыпным весом и высокими ферромагнитными свойствами и упрощение процесса,Изобретение иллюстрируется следующими примерами,Изучение всех показателей поцессу выделения металлических кота и никеля проводят на сульфатныхрастворах с содержанием 50 г/л Со,70 г/л Их, рН 4,5 с использованием 1, Определение опти- восстановителя и рН.т на аликвотах расткачестве нейтрализараствор кальцинировоначально растворы С, затем нейтралио значения рН, посводят расчетное ко 1479539держивают до ее завершения. Реакциявосстановления никеля протекает болеебурно и заканчивается в пределах15-30 мин, процесс восстановлениякобальта носит более затяжной характер и длится от 20-25 до 80-90 мин.По завершении реакций осадки отрастворов отделяют фильтрованием,промывают водой, Растворы и осадки 10анализируют. По анализам осадки представляют основной металл в количестве не менее 99,27.Остаточное содержание металлов врастворах приведено в табл. 1 15Как следует из табл. 1 глубокоеосаждение с высоким коэффициентомизвлечения кобальта и никеля в оса,док достигается при расходе восстановителя не менее 150 Е от стехиометрически необходимого количества и .значения рН 11 и более, При этих условиях выделение кобальта в осадок99,163, а никеля - 99,473.П р и м е р 2. Изучение влияния 25природы нейтрализатора и режима подачи восстановителя,Опыты проводят на аликвотах растворов 0,5 л, рН 12 и 1503 расходавосстановителя, т.е, 8,5 г фосфора 30на один опыт соответственно кобальтового раствора и 12,25 г никелевого.Восстановитель дозируют сразу весьили равномерными порциями. Послеподачи последней порции раствор ещевыдерживают 10 мин. Общее время обработки с восстановителем 60 мин.Нейтрализация растворов проводитсяХа СО, ИаОН и 253-ным раствором аммиака. Для возбуждения реакции растворы нагревают до температуры началареакции и стабилизируют в этом режиме. По завершении реакций (окончаниекоторых хорошо видно по прекращениювыделения газов) осадки отделяютсяфильтрованием, промывают и сушат.Результаты опытов представленыв табл. 2.Как видно иэ табл. 2 режим подачи восстановителя решающего значения на полноту выделения кобальтаи никеля в металлическом состояниине оказывает. Практически одинаковаяглубина осаждения кобальта и никеляпроисходит при пользовании в качестве нейтрализатора ИаОН и Ка СОэ, Од-,55нако при применении аммиака в качестве,нейтрализатора осаждение кобальта практически не происходит. Вос,становление кобальта начинается только при глубокой отгонке МН ,Это, очевидно, связано с тем, что кобальтс аммиаком дает прочные комплексныесоединения,П р и м е р 3. Влияние температуры и времени обработки растворов свосстановителем.Предварительные исследования показали, что при рН 8-9 и температуреониже 64 С реакция восстановления невозбуждается несколько суток. Приболее высоких значениях рН при нагреве растворов реакция восстановленияоначинается при температуре на 15-20 Снике температуры кипения раствора иособенно бурно развивается при достижении температуры кипения. Начавшись при температуре кипения, далеереакция самопроизвольно протекает пристабилизации температуры на 15-20 Сниже температуры кипения. Время восстановления определяется возможностями аппаратуры, в которой протекаетпроцесс восстановления, от исключения выбросов пены, так как сама реакция идет чрезвычайно бурно с обильным выделением газа и пенообраэования,П р и м е р 4. Получение мелкодисперсных ферромагнитных порошков.Первоначально проводят опыты поотысканию оптимального расхода силиконового жира (ПСВ) по определениюнасыпной плотности порошков, выделенных в идентичных условиях беэ ПСВ иразличным расходом ПСВ. Порошки снаименьшим насыпным весом (0,054 г/смкобальтового и 0,061 г/см никелевого) получаются при расходе 11 СВ впределе 0,0009-0,0015 мг на 1 г получаемого порошка,1В табл. 3 приведены данные повлиянию расхода ПСВ на насыпную плотность порошков: рН 12, расход восстановителя 1507 от стехиометрии, Т =95 С, с = 60 мин, Т порошков105 С.При оптимальных условиях: рН 12,отемпературе 95 С, времени обработки60 минут, расходах восстановителя150 Х от стехиометрии и силиконовогожира 0,001 мг/г, при интенсивном перемешивании проводят выделение кобальтового и никелевого порошков иэсоответствующих сульфатных растворов,Аликвота каждого раствора на одинопыт 500 мл. Выделенные порошки отТаблица 1 Остаточное содержание в растворе Со/М, г/л, при расходе восстановителя, Х от стехиометрии по уравнениюОпыт рН 125 150 175 200 225 250 6,44 3,66 25,93 19188 18,52 11,42 5,27 3,10 4,83 2,87 4,162,49 3,63 2,11 1 8 1,82 1,53 2,32 2,13 2,24 2,02 1,18 0,99 23,45 17,56 15, 33 10,81 1,551,31 0,91 0,87 0,98 0,92 0,54 0,51 11,889,17 0,86 0,77 0,57 0,46 3 10 21, 73 14,73 0,31 0,26 9,66 8,34 0,42 0,37 0,36 0,33 4 11 19,6411,42 0,25 0,18 0,21 0,19 0,21 0,19 0,16 0,11 Оэ 095 0,083 0,15 0,11 0,13 0,11 0,120,0920 0730,069 5 12 1722 10,96 6,32 6,550,110 0,090 6 13 13, 81 10,53 4,25 3,49 0,090 0,078 0,0780,071 5 147деляют от растворов фильтрованием,промывают щелочным раствором концентрацией по ИаОН 50 г/л (для удаленияфосфора) и водой до нейтральной реакции. После водной промывки порошкипромывают диметилформамидом и сушатв закрытом сосуде при 220 С до полного удаления паров диметилформамида.Основные свойства этих порошковприведены в табл. 4.Анализ исходных растворов и продуктов реакциИ проводится фотоколориметрическим методом по стандартнымметодикам,Использование предложенного способа выделения кобальта и никеля израстворов позволяет улучшить качественные показатели технологическихпроцессов получения металлическихникеля и кобальта и повысить качество этих металлов, особенно в порош-,ках. За счет упрощения технологиии повьппения качества продуктов, сокращения расхода реагентов, выделенияпобочных товарных продуктов (аммонийсульфата, аммонийфосфата, тринатрийфосфата) возможно получение экономического эффекта только за счет снижения расхода реагентов на последней стадии получения металлическогокобальта, за счет исключения расходахлора (100 р/т Со), нефтенного кокса120 р/т, электроэнергии (50 р/т),. По предложенному способу указанные расходы исключаются, так как Соиз раствора сразу выделяется в элементарном состоянии при затратах нафосфор 150 р/т, при этом товарнаястоимость готовой продукции меняетсяиз-за повьппения качества. формула изобретения 1. Способ выделения металлов из 15 растворов неорганических солей, преимущественно кобальта и никеля, путем их восстановления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения получения никелевых и кобаль товых рошкв с малым асынм ве"сом и высокими ферромагнитными свойствами и упрощения процесса, восстановление ведут элементарным фосфором, взятым в активной форме, в ще лочной среде, причем перед восстановлением в исходные растворы вводятсиликоновый жир в количестве 0,0009 О, 0015 г/л металла в порошке.Ф2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что восстановлениеведут при рН 9-13 и нагревании растовора на 15-20 С ниже его температурыкипения.Таблица 3 бвэ ПСВ0,00030,00060,00090,0010,00150,00180,0021 0,72 0,39 0,128 0,067 0,059 0,071 0,098 0,197 0,53 0,36 0,101 0,055 0,051 0,058 0,083 0,170 1 2 3 4 5 6 7 8 Таблица 4,ойстна тоаый ннкелевцй Содерааыи ввцества,основно 99,89 0,061 9,93 0,05 Насинной с,Нанагничвнность нценил, с гси/г 12569,70,72 ЕоэрцнтивПокаэатель а кА/н . 82,1атности 0,66 Составитель Л.РякинаРедактор Т.Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор И,Эрдейи аказ 2507/27 Тираж 577 НИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра щфодписное В тениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб.д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 фЬСОЗ603006001200НН,ОН 5603006001200 560 311 230 152 224 138196 119 72 21 547 298 224 161 23 113 201 ., 115 152 111 49590 407 50000 203 49875 152 49984 123 49973 105 99,75 99,86 99,71 99,78 99,83 99,56 99,91 99,89 99,93 99,87 99,81 99,86 9979 , 99,85 99,93 99,82 99,94 99,89 99,95 99,91 99,84 99,93 99,87 99,95 99,90