Извлечение кобальта относится к методам, используемым для извлечения кобальта из руд и других сложных руд. Существует несколько методов отделения кобальта от меди и никеля . Они зависят от концентрации кобальта и точного состава используемой руды .
Извлечение из медно-кобальтовых сульфидных концентратов
Эти руды обрабатывают с помощью sulfatizing обжаренного в псевдоожиженном слое печи для превращения меди и кобальта , сульфидов в растворимые сульфаты и железо в нерастворимый гематит . Кальцинированный затем выщелачивают с серной кислотой из отработанного извлечения меди электролита . Оксидные концентраты вводятся на этой стадии выщелачивания для поддержания кислотного баланса в контуре. Железо и алюминий удаляются из выщелачивающего раствора добавлением извести , а медь электролизуется на медных катодах . Часть отработанного электролита поступает в контур восстановления кобальта и очищается путем удаления железа, меди, никеля и цинка перед осаждением кобальта в виде его гидроксида . Это достигается добавлением извести для повышения pH до тех пор, пока оставшаяся медь не выпадет в осадок. Эта медь отправляется обратно в медный контур. По мере добавления извести медно-кобальтитовый осадок возвращается в процесс выщелачивания. Гидросульфид натрия (NaHS) добавляется (вместе с некоторым количеством металлического кобальта в качестве катализатора ) для осаждения сульфида никеля (NiS). Затем добавляют сероводород (H 2 S) и карбонат натрия (Na 2 CO 3 ) для осаждения сульфида цинка (ZnS). Затем до насыщения добавляют известь для осаждения гидроксида кобальта (II) (Со (ОН) 2 ). В заключительной стадии, этот гидроксид кобальта и повторно растворяют металл уточнена путем электролиза . Полученные кобальтовые катоды измельчаются и дегазируются в вакууме для получения чистого металлического кобальта.
Извлечение из никель-кобальтовых сульфидных концентратов (процесс Шерритта)
Процесс Sherritt - это гидрометаллургический процесс, названный в честь Sherritt Gordon Mines Ltd. (ныне Sherritt International ) из Шеридона и Линн Лейк Манитоба, Канада , основанный на более старом форвардном процессе, разработанном доктором Франком Форвардом для извлечения меди и никеля из тех же рудников. . Концентраты сульфида никеля можно обрабатывать обжигом или мгновенной плавкой для получения штейна, из которого никель и кобальт могут быть извлечены гидрометаллургическим способом, или их можно обрабатывать выщелачиванием под давлением аммиачным раствором. Остаток удаляют. Сырье штейна и сульфидного концентрата, содержащего приблизительно 0,4% кобальта и 30% серы, выщелачивают под давлением при повышенной температуре и давлении в аммиачном растворе с получением раствора никеля, меди и кобальта. Кипячением аммиака; медь осаждается в виде сульфида и отправляется на плавильный завод. Сероводород добавляется в автоклав для удаления сульфида никеля и сульфида меди, которые возвращаются в процесс выщелачивания. Затем через раствор в автоклаве пропускают воздух для оксигидролиза . Затем раствор восстанавливают водородом, снова при высокой температуре и давлении, для осаждения порошка никеля (> 99%). Оставшийся раствор (содержащий примерно равные пропорции сульфидов никеля и кобальта) затем доводят (до более низкой температуры и давления) для осаждения смешанных сульфидов, и жидкость концентрируют и кристаллизуют в сульфат аммония ((NH 4 ) 2 SO 4 ). . Смешанные сульфиды выщелачивают под давлением воздухом и серной кислотой. Затем добавляют аммиак для удаления калия и железа в виде ярозита (KFe3+
3(ОН) 6 (SO 4 ) 2 ). Для окисления добавляется еще аммиак и воздух . Раствор удаляют из автоклава и добавляют серную кислоту для удаления никеля в виде сульфата никеля (II) - гексагидрата сульфата аммония ((NiSO 4 ) • ((NH 4 ) 2 SO 4 ) • 6H 2 O), который затем направляют на его никель восстановлен. Затем раствор дополнительно восстанавливают серной кислотой и добавляют порошок металлического кобальта, чтобы способствовать зародышеобразованию осадителей ( затравке ). Добавление газообразного водорода до насыщения приводит к осаждению порошка кобальта чистотой примерно 99,6%.
Извлечение из концентратов оксидов меди-кобальта
Руда измельчается, и богатые кобальтом оксиды отделяются с помощью пенной флотации . Затем кобальтсодержащий концентрат смешивают с известью и углем , а затем плавят в восстановительной атмосфере . Железо и более легкие примеси всплывают на поверхность в виде твердого шлака или вытесняются из расплава в виде газа. Оставшаяся жидкость состоит из более тяжелого медного расплава, содержащего примерно 5% кобальта, который перерабатывается для получения меди, и более легкого шлака , состоящего примерно на 40% из кобальта, который дополнительно очищается гидрометаллургической и электролитической обработкой. Концентрация оксида кобальта (Co 3 O 4 ) также может быть снижена алюмотермической реакцией или углеродом в доменной печи . [1]
Извлечение из латеритных руд
Никель-кобальтовые латеритные руды можно обрабатывать либо гидрометаллургическими процессами, либо пирометаллургическими процессами, такими как плавка штейна или ферроникеля , которые требуют расплавления всей руды и отделения металлов от остаточных компонентов руды. В гидрометаллургическом процессе латеритной руды могут использоваться выщелачивающие растворы серной кислоты или аммиака. [2]
Извлечение из арсенидных руд
Концентраты, содержащие мышьяк , обжигаются в псевдоожиженном слое для удаления от 60% до 70% мышьяка, присутствующего в виде оксида мышьяка (As 2 O 5 ). Обожженные руды можно обрабатывать соляной кислотой и хлором или серной кислотой с получением выщелачивающего раствора, который можно очищать гидрометаллургическими методами и из которого можно извлекать кобальт электрорафинированием или осаждением карбоната . [3] Если используется соляная кислота, то кобальт может быть извлечен с использованием аламина 336 в мета - ксилоле . [4] Кобальт можно экстрагировать также с помощью диалкилфосфиновой кислоты . Когда карбонат кобальта (CoCO 3 ) нагревается (кальцинируется) выше 400 ° C, он разлагается на диоксид углерода (CO 2 ) и оксид кобальта (II) (CoO) и может быть очищен в виде концентрата оксида (см. Выше).
Электрорафинирование
При очистке электролизом водный раствор сульфата при температуре от 50 до 70 ° C обычно используется со свинцовым анодом (продукты коррозии, от которых не загрязняют раствор электролита оксигидроксида кобальта (CoOOH)) и катодом из нержавеющей стали, который позволяет легкое удаление отложений кобальта. [5] Электроочистка в хлоридной или сульфатной среде при -0,3 В приведет к образованию катодного покрытия из 99,98% кобальта.
Смотрите также
- Категория: Минералы кобальта
- Добывающая металлургия
- Металлургия
- Плавка
Заметки
- ^ Holleman, AF, Виберг, E., Виберг, N. (2007). «Кобальт» (на немецком языке). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102-е изд. De Gruyter. С. 1146–1152. ISBN 978-3-11-017770-1 .
- ^ Джозеф Р. Дэвис (2000). Справочник по АСМ: никель, кобальт и их сплавы . ASM International. п. 346. ISBN. 0-87170-685-7.
- ^ Джозеф Р. Дэвис (2000). Справочник по АСМ: никель, кобальт и их сплавы . ASM International. п. 347. ISBN 0-87170-685-7.
- ^ М. Филиз, Н.А. Саяр, А.А. Саяр, Гидрометаллургия , 2006, 81 , 167-173.
- ^ RR Moskalyk, AM Alfantazi, Обзор Present Cobalt восстановления практики, минералов и металлургической переработки, т 17, 4, 2000, стр. 205-216.