Исследование и технология получения кобальта электроэкстракцией из водных растворов кобальта и марганца

• Автор: Хоменко, Лариса Петровна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Аналитический обзор литературы

1.1 Общие сведения

1.2 Переработка руд

1.3 Извлечение кобальта из конвертерных шлаков

1.4 Гидрометаллургические способы извлечения кобальта

1.5 Фракционная очистка кобальтсодержащих растворов и осаждение гидроксида кобальта

1.6 Разделение кобальта и никеля

1.7 Получение кобальта методом электролиза

1.8 Поведение примесей в электролите

1.9 Постановка задачи Выводы
Глава 2 Используемые материалы, методика проведения эксперимента и обработка результатов Выводы
Глава 3 Электроэкстракция кобальта в стационарном режиме Выводы
Глава 4 Электроэкстракция кобальта в динамическом режиме
4.1 Конструкция эл ектролизера
4.2 Результаты электроэкстракции кобальта в динамическом режиме
4.3 Кинетический анализ электрохимического процесса
4.4 Микроструктурный анализ образцов катодного кобальта
Глава 5 Спектральный и реитгенофазовый анализ
продуктов электролиза
Выводы
Глава 6 Сравнительные показатели различных
способов электролиза кобальта
6.1 Анализ существующих технологических
схем очистки
6.2 Анализ предлагаемой технологической схемы
Выводы
Заключение
Литература


Никель-кобальтовый сульфидный концентрат перерабатывается по следующей схеме: измельчение, двустадийное противоточное аммиачное окислительное выщелачивание, грубая и тонкая очистка растворов от меди, оксигидролиз ненасыщенных соединений серы, восстановление никеля водородом, сушка и спекание порошка, прокатка части порошка. В кобальтовой ветви из растворов после осаждения никеля сероводородом осаждают кобальт и доосаждают никель, осадок выщелачивают, из раствора осаждают никель и восстанавливают кобальт водородом. Переработка концентратов по приведенной схеме подробно описана в [1-3, 7-], поэтому здесь только отметим, что исходный сульфидный концентрат подвергается двустадийному окислительному (воздухом) выщелачиванию в оборотном водном растворе сульфата аммония, содержанием 0г/дм3 (N4) и 5 г/дм3 ЫН3 при температуре первой стадии 5 - 5 К, общем давлении 0,-0, МПа, отношении Ж:Т=5, конечной концентрации свободного аммиака г/дм3, продолжительности 5 час. Извлечение на первой стадии составляет: никеля -%, кобальта -%, меди -%. Вторая стадия осуществляется при температуре 0-5 К, давлении 0, МПа, отношении Ж:Т=4, конечной концентрации аммиака 0 г/дм3, продолжительности час. Конечное извлечение никеля -%, кобальта -%, меди -%. Обе стадии осуществляются в горизонтальных стальных автоклавах. Смесь сульфидов никеля и кобальта растворяют в сернокислом растворе при температуре около 5 К, давлении воздуха 0,7 МПа и рН=1,5-2,5. Со8О4+(КН4)О4+8Шз+0,5О2-^[Со(КНз)5Н2О]2(8О4)з (1. После охлаждения из раствора осаждают двойную соль сульфата никеля с сульфатом аммония путем подкисления раствора серной кислотой до рН=2,6. Полученную соль возвращают на выщелачивание. Глубокая очистка раствора от никеля достигается при соосаждении двойной солью двухвалентного кобальта и аммония после дополнительного подкисления серной кислотой и добавления кобальтового порошка. После фильтрации в растворе соотношение Со:М>:1. Восстановление кобальта проводят в две стадии. Со(ЫНз)5Н2О]2(8О4)з+Со0+2НО4-*ЗСо(>Л (1. Затем проводят восстановление кобальта водородом в автоклаве при температуре около 3 К и общем давлении 3,5 МПа. Раствор после восстановления направляется на получение сульфата аммония. Автоклавное выщелачивание промпродуктов пирометаллургического производства осуществляется по нескольким схемам в зависимости от характера продукта. На комбинате «Североникель» автоклавное выщелачивание применяется для небольшой части никелевого концентрата, полученного в результате разделения никелевого файнштейна [, , ]. Технология автоклавного выщелачивания была разработана в институте «Гипроникель». На комбинате Южуралникель в автоклавах перерабатывается «автоклавная масса» - материал, близкий по составу к никелевому концентрату от разделения файнштейна, полученный при обеднении конверторных кобальтсодержащих шлаков []. При этом попутно получают товарный кристаллический сульфат никеля. Извлечение в раствор при выщелачивании составляет ,1% Со. Из раствора последовательно осаждают железо, медь и кобальт. Кобальтовый кек отправляют на производство кобальта. Сульфидные никель-кобальтовые концентраты, полученные в результате гидрометаллургического производства, автоклавным способом переводят в сульфатный раствор. Затем раствор очищают от марганца, железа, меди и направляют на разделение никеля и кобальта. Процесс состоит из двух основных этапов: перевод металлов в хлориды и экстракции кобальта солянокислым три-н-октиламином. Хлорид кобальта реэкстрагируют разбавленным раствором соляной кислоты. Из хлоридных растворов электролизом получают катодные металлы. По другой схеме (завод Хитачи) смешанные сульфиды, содержащие ,5% N*1, ,5% Со, 0,8% Бе, 0,7% Си, 0,% 2п, выщелачивают в автоклаве при температуре 0К и давлении 4,9 МПа. Раствор очищают от железа, затем от меди и цинка. Из очищенного кобальтового раствора кобальт экстрагируют фосфиновой кислотой. Реэкстракцию кобальта осуществляют оборотным электролитом и затем полученный раствор направляют на электролиз кобальта []. При продувке медно-никелевых штейнов стремятся оставить возможно больше кобальта в файнштейне, но все же значительная доля кобальта переводиться в конвертерные шлаки [, , ]. Проведенные исследования показали, что значительная часть кобальта концентрируется в конвертерных шлаках от продувки штейнов.