Способ извлечения и разделениякобальта, меди и никеля из аммиачныхрастворов

. Бабаев, Ф. И. ШекилиеФ. А. Фатали-заде еорганической и физической ХАН Азербайджанской ССР 1) Заявитель(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА МЕДИ И НИКЕЛЯ ИЗ АММИАЧНЫХ РАСТВОРСВ СН свободЙных со.с пои ре. рной" раатомов. осумнатной услой фаиз раследуюэкстркисл дик се Изобретение относится к гидрометаллурцветных металлов, в частности к способам извлечения и разделения кобальта, меди и, ин келя из аммиачных растворов.Известен способ извлечения и разделения кобальта, меди и никеля из аммиачных растворов экстракцией алкилфеналами. По этому способу к раствору, содержащему кобальт и никель, в любых соотношениях добавляют водный раствор аммиака, до полного перехода их в растворимый аммиачный комплекс, затем контактируют с двухмолярным раствором алкилфенола в органических растворителях, например в керосине, Отношение водной и органической фаз составляет 2:1, контакт ществляется в течение 1 - 2 мин при ко температуре 15 - 20 С. В рекомендуемых виях кобальт селективно переходит в ор ческую фазу, а никель остается в водно зе 111.Однако разделение кобальта и никеля проводят из раствора, содержащего только кобальт, никель и высокую концентрацию амми ака - более 2 М, при селективной экстрак ции кобальта, Присутствиев водном растворе меди мешает разделению компонентов,Цель изобретения - разработка экстракционного способа извлечения и разделения ко.бальта, никели и меди из водных аммиачныхрастворов, отличающегося высокой степеньюизвлечения и селективностью,Поставленная цель достигается тем, чтоэкстракцию ведут 0,125 - 0,5 М растворомбис-окси.алкил (Са -Сд) бензиламинаОН ОК сгвора, содержащего 0,8 - 25 г/ламмиака и 10-100 г/л аммоссульфата и карбоната аьекоииящим разделением металлов пракции их 0,1 - 2 н раствором сеоты. В соединении В, - алкильныиал, содержащий 8-9 углеродныхдинение условно названо КАФ.,0 0,72 4,2 0,73 25 00,0 0,73 0,73 6 100,0 0,73 0,75 100,0 25 Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Водорастворимые аммиачные комплексымеди, кобальта и никеля подвергают обработ.ке раствором экстрагента в органических растворителях, например в керосине. При такойобработке, в зависимости от состава водногораствора все указанные металлы переходят ворганическую фазу, разделение которых достигается на стадии реэкстракции.Зкстрагент практически не растворяется вводе, но хорошо растворяется в органическихрастворителях - алифатических, ароматическихи алициклических углеводородах, в том числеи в керосине, Его растворы в органическихрастворителях обладают повышенной устойчивостью к кислотам, растворам аммиака и придлительном хранении не изменяют своихсвойств,В пределах концентрации аммиака в исход.ном растворе от 0,8 до 25 г/л приведенныеметаллы при однократной экстракции перехо.дят: в органическую фазу с высоким коэффициентом распределения, Расслаивание фазпроисходит быстро (в течение 2-3 мин) ичетко,Для полного перехода меди и никеля в ор.ганическую фазу в пределах соотношения вод 4ной (Ч) к органической (Н 0) фазы Ч, . Ч = = 1:1-10:1 потребуется перемешивать смесь 0,5 - 1,0 мин, Количественная же экстракция кобальта в отличие от меди и никеля насту. пает только после 2.х минутного перемешивания,Образование экстрагируемых соединений меди, кобальта и никеля с экстрагентом КАФ и полное извлечение их достигается,при концентрации экстрагента в керосине 0,1 - 0,5 моль/ В указанных пределах концентрации экстрагента, после извлечения металлов органичес. кая фаза становится прозрачной, обладает хо. рошей текучестью и расслаивание фаз проис. ходит быстро в течение 2 - 3 мин. В случае применения более концентрированных растворов экстрагента несмотря на то, что достигается полное извлечение металлов, органическая фаза становится вязкой, прилипает к стенкам сосуда, что затрудняет осуществление процесса. При выполнении предлагаемого способа используют 0,1 - 0,5 М раствор экстраген. та в керосине. Время перемешивания 2 мин, . Ч: Ч = 2.1.Извлечение металлов иэ аммиачных растворов в зависимости от концентрации экстра.гента в керосине дано в табл. 1.817086 Продолжение табл, 1,Извлечение металлов в органическую фазу Концентрацияаммиака в исКонцентра цияэкстрагента,мол/л Металлы ходном раство. Ре г/л % извлечения.8,50 0,69 100,02,75 0,69 0,50 100,0 17,00 0,69 100,0 21,25 0,69 100,0 П р и м е ч а н и е. Насыщение органической фазы по отдельным элементам составляет, г/л:для 0,1 М раствора экстрагента в керосине:Сц 5,9; Со 5,0; и й 5,0;для 0,5 М раствора экстрагента в керосине:Си 30; Со 25 и Ю 25. Присутствие в водном растворе 10 в 1 г/лкарбоната аммония почти не влияет на полноту извлечения медй и кобальта в органи.ческую фазу, Извлечение меди и кобальта из аммиачных растворов, содержащих карбонаты аммония в широком интервале концентрации так же высокоэффективно, как и при его отсутствии. Присутствие в одном растворе карбоната аммония особенно его высокой концентрации неблагоприятно для извлечения никеля.Предлагаемый экстрагент извлекает медьи кобальт из аммиачных растворов независимо от концентрации в них сульфата аммония ,так же эффективно, как и в его отсутствие.Иэ водных аммиачных растворов, содержащих более 60 г/л сульфата аммония данный экстрагент не экстрагирует никель.При одновременном присутствии в водномрастворе сульфата аммония и карбоната аммония медь и кобальт также хорошо экстрагируются раствором КАФ в керосине. В отличиеот указанных металлов никель из водных ам.миачных растворов, содержащих (ИН) г 804 и (ЙН)гСОэ абсолютно не извлекается и полностью остается в рафинате. 25 Исследование механизма экстракции металлов иэ аммиачных растворов предлагаемымэкстрагентом показывает, что переход их ворганическую фазу происходит в результатеобменной реакции, Под действием минеральных щ кислот извлекаемые соедщения разлагаются.Устойчивость экстрагируемых соединений по,отношению к минеральным кислотам неодина.кова, Медь из органической фазы легко резке.трагируется слабым 0,1 н раствором Нг 804.При соотношении водной и органической фазыЧ, . Чо = 1:1 и времени перемешивания10 мин медь количественно реэкстрагируетсяиз органической фазы в водную (температура комнатная, 20 - 25 С). В идентичных условиях резкстракция кобальта и никеля почтине происходит, Для полной реэкстракции ко.бальта и никеля из органической фазы необходимо 10-и минутное перемешивание соответствующих экстрактов с 2 н растворомсерной кислоты, при соотношении водной и 45органической фазы Чб . Чо = 1:1. Данные по реэкстракции металлов из орга.нической фазы в зависимости от концентра.0ции серной кислоты приведены в табл, 2,817086 10 Таблица 2 Сц 8,6 Со .5,0 8,56 99,5 10 10 0,06 1,2 9,94 98,8 5,98 92,0 й 6,5 0,52 8,0 10 от исходного, а никель целиком остается вводном растворе. Для разделения меди и ко.бальта органическая фаза последовательно кон.ф тактируется в течение 10 мин с 25 мл 0,1 и2 н раствора серной кислоты. При реэкстрак.ции с 25 мл 0,1 н серной кислотой в вод.ную фазу переходит 99% меди и 1% кобаль.та, При последующей реэкстракции органиф ческой фазы с 25 мл 2 н серной кислотыкобальт полностью переходит в водную фазу,П р и м е р 3. К 50 мл водного раствора,содержащего г/л: медь 0,25; кобальт 0,25;никель 0,25; аммиак 0,8; сульфат аммония Зф 99 и карбонат аммония 90 прибавляют 25 мл0,5 М раствора КАФ в керосине и смесь перемешивают в течение 2 мин, После разделенияфаэ в водной фазе найдено, г/л, никель 0,25; .медь 0,00 и кобальт 0,008.Зч Из органической фазы медь и кобальт селектнвно разделяются реэкстракцией последовательно 0,1 и 2 и серной кислотой, Дляэтого органическая фаза контактируется с т 25 мл 0,1 н серной кислоты перемешиванием4 е в течение 10 мин, После разделения фаэ вводном растворе найдено 99,5% меди, Во второй раэ органическая фаза промывается с25 мл 2 н раствора серной кислоты перемешиванием 10 мин. При этом кобальт пол.ностью переходит в водную фазу.Таким образом, подборкой оптимальной ще.1 лочности (0,8 - 25 г/л) аммиачного раствора иаммоиийных солей (10-100 г/л) удается полностью извлекать из раствора не только ко.балы (как в известном способе), но и медьЯ,и никель либо все вместе, либо в различныхих сочетаниях из аммиачных растворов с по.следующим их селективным раеделением прирезкстракции из органической фазы в О,12 н раствором серной кислоты.Яформула изобретения Иэ табл. 2 следует, что после извлечениямеди, кобальта и никеля в органическую. фазу, промывкапоследней 0,1 М раствором серной кислоты способствует селективному раз.делению меди от кобальта и никеля, Медьпри этом количественно переходит в воднуюфазу, а кобальт и никель остаются в экстрак.те, Кобальт и никель иэ экстракта полностьюпереводится в водную фазу с помощью 2 нраствора серной кислоты.П р и м е р 1. 50 мл водного раствора,содержащего, г/л: медь 0,5; кобальт 0,5; ни.кель 0,5 и аммиак 0,8 в делительной воронке при комнатной температуре (20 - 25.С)концентрируют с 5 мл 0,125 М растворомКАФ в керосине перемешиванием в течение2 мин. После расслаивания фаз, для чего требуется 2 - 3 мин, органический слой отделяютот водного и в последнем определяют содержанне оставшегося металла. Водный раствор со.держит, г/л: кобальт 0,004, никель, 0,002,медь - не обнаружена, т.е. извлечение металлов в органическую фазу составляет,%: кобаль99,2; никель 99,6 и медь 100,Органическую фазу. контактируют с 5 мл01 н раствора серной кислоты перемешиванием в течение 10 мин, Водный слой отделя.,ют от органического. В водном растворе найдено 24,75 мг меди. Затем органическую фазу в течение 10 мин контактируют с 5 мл2 н раствора серной кислоты. Фазы отделяюти водный раствор анализируют на.содержаниекобальта и никеля. Найдено 24,4 мг кобаль.та и 22,8 мг никеля.П р и м е р 2, Водный раствор в объеме50 мл, содержащий, г/л: кобальт 0,33; медь0,33; никель 0,33; аммиак 0,8 и сульфат аммония 75 контактируют с 25 мл 0,25 М рас.твором КАФ в керосине перемешиванием в течение 2 мнн. После разделения фаз в водномрастворе найдено, г/л: медь 0,00; кобальт0,008 и никель 0,33. В органическую фазумедь извлекается полностью, кобальт - 97,5% Способ извлечения и разделения кобальта,меди и никеля из аммиачных растворов экстаммония, с последующим разделением металлов при реэкстракции О,1 - 2 н раствором сер.ной кислоты,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 534507,С 22 В 23/04, 1974. Составитель А ВажинаТехред М. Ло я Корректор А. Гриценко Редактор В, Матюхина Тираж 681 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35,. Раушская наб д, 4/5 Заказ 1236/34 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул, Проектная, 4 1 817086 ракцией алкилфенолаии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени из.влечения и селективности разделения кобальта никеля и меди, экстракцию ведут 0,125-0,5 М раствором бис 2-окси.алкил (С,-С,) бензоламина в керосине из раствора, содержащего 0,8 - 25 г/л свободного аммиака и 10 - 100 г/л аммонийных солей - сульфата и .карбоната