Добыча кобальта - Cobalt extraction

Кобальтовая руда

Добыча кобальта относится к методам, используемым для извлечения кобальта из руды и другие сложные руды. Существует несколько методов разделения кобальт из медь и никель. Они зависят от концентрации кобальта и точного состава используемого руда.

Извлечение из медно-кобальтовых сульфидных концентратов

Руды обрабатываются сульфатизацией. жарить в псевдоожиженный слой печь для переработки меди и кобальта сульфиды в растворимый сульфаты и утюг в нерастворимый гематит. В кальцинировать впоследствии выщелоченный с серная кислота из отработанной меди электролит. Оксидные концентраты вводятся на этой стадии выщелачивания для поддержания кислота баланс в цепи. Утюг и алюминий удаляются из выщелачивающего раствора добавлением Лайм, а медь электровон на меди катоды. Часть отработанного электролита поступает в контур восстановления кобальта и очищается путем удаления железа, меди, никель, и цинк до осадки кобальта как его гидроксид. Это достигается за счет добавления большего количества извести для повышения pH пока не выпадет оставшаяся медь. Эта медь отправляется обратно в медный контур. По мере добавления извести медно-кобальтитовый осадок возвращается в процесс выщелачивания. Гидросульфид натрия (NaHS) добавлен (вместе с некоторым количеством металлического кобальта в качестве катализатор ) осадить сульфид никеля (NiS). Сероводород (ЧАС2Песок карбонат натрия (Na2CO3) затем добавляют к осадку сульфид цинка (ZnS). Затем к насыщенность осаждать гидроксид кобальта (II) (Со (ОН)2). На заключительных стадиях этот гидроксид кобальта повторно растворяется, и металл превращается в изысканный к электролиз. Полученные катоды из кобальта измельчаются и дегазируются в вакууме для получения чистого металлического кобальта.

Извлечение из никель-кобальтовых сульфидных концентратов (процесс Шерритта)

Процесс Шерритта - это гидрометаллургический процесс назван в честь Sherritt Gordon Mines Ltd. (сейчас Sherritt International ) из Шеридон и Lynn Lake Манитоба Канада, основанный на более старом процессе Forward, разработанном доктором. Фрэнк Форвард для извлечения меди и никеля из тех же рудников. Концентраты сульфида никеля можно обрабатывать обжигом или мгновенной плавкой для получения матовый из которых никель и кобальт могут быть извлечены гидрометаллургическим способом, или они могут быть обработаны аммиак выщелачивание под давлением раствора. 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 добавлен в автоклав для удаления сульфида никеля и сульфид меди который возвращается в процесс выщелачивания. Затем воздух пропускают через раствор в автоклаве для оксигидролиз. Тогда решение уменьшенный с водородом, снова при высокой температуре и давлении, чтобы осадить порошок 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 концентрируется и кристаллизуется в сульфат аммония ((NH4)2ТАК4). Смешанные сульфиды выщелачивают под давлением воздухом и серной кислотой. Затем добавляется аммиак для удаления калий и железо как ярозит (KFe3+
3 (ОЙ)6(ТАК4)2). Добавляется больше аммиака и воздуха для окисление. Раствор удаляют из автоклава и добавляют серную кислоту для удаления никеля в виде сульфат никеля (II) -сульфат аммония гексагидрат ((NiSO4) • ((NH4)2ТАК4) • 6H2O), который затем отправляют на восстановление никеля. Затем раствор дополнительно восстанавливают серной кислотой и добавляют порошок металлического кобальта, чтобы способствовать образованию зародышей осадителей (посев ). Добавление газообразного водорода до насыщения приводит к осаждению порошка кобальта с чистота примерно 99,6%.

Извлечение из концентратов оксидов меди-кобальта

Руда измельченный и оксиды, богатые кобальтом, разделены пенная флотация. Затем кобальтсодержащий концентрат смешивают с известью и каменный уголь, а потом растаял в восстановительная атмосфера. Железо и более легкие примеси всплывают на поверхность в твердом состоянии окалина или выбрасываются из расплава в виде газа. Оставшаяся жидкость состоит из более тяжелого расплава меди, содержащего примерно 5% кобальта, который перерабатывается для получения меди и зажигалки. шлак это примерно 40% кобальта, который дополнительно очищается с помощью гидрометаллургической и электролитической обработки. Концентрации оксид кобальта (Со3О4) также может быть уменьшено алюминотермический реакции или с углеродом в доменная печь.[1]

Извлечение из латеритных руд

Никель-кобальтовый латеритный руды можно обрабатывать либо гидрометаллургическими процессами, либо пирометаллургический процессы, такие как матовый или ферроникель плавка, которая требует плавления 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

Мышьяк содержащие концентраты обжариваются в псевдоожиженном слое для удаления от 60% до 70% мышьяка, присутствующего в виде оксид мышьяка (В качестве2О5). Обжаренные руды можно обрабатывать соляная кислота и хлор или с серная кислота для получения выщелачивающего раствора, который может быть очищен гидрометаллургическими методами и из которого может быть извлечен кобальт электроочисткой или карбонат осадки.[3] Если используется соляная кислота, то кобальт может быть извлечен с использованием аламин 336 в мета -ксилол.[4] Кобальт можно добыть также с помощью диалкилфосфиновая кислота. Когда карбонат кобальта (CoCO3) нагревается (кальцинируется) выше 400 ° C, он разлагается на углекислый газ (CO2) и оксид кобальта (II) (CoO) и может быть очищен в виде оксидного концентрата (см. Выше).

Электрорафинирование

При очистке электролизом обычно используют водный раствор сульфата при температуре от 50 до 70 ° C с вести анод (продукты коррозии, от которых не будет загрязняться раствор электролита оксигидроксида кобальта (CoOOH)) и нержавеющая сталь катод, который позволит легко удалить осажденный кобальт.[5] Электроочистка в хлоридной или сульфатной среде при -0,3 В приведет к образованию катодного покрытия из 99,98% кобальта.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Холлеман, А. Ф., Виберг, Э., Виберг, Н. (2007). «Кобальт» (на немецком языке). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102-е изд. De Gruyter. С. 1146–1152. ISBN  978-3-11-017770-1.
  2. ^ Джозеф Р. Дэвис (2000). Справочник по специальности ASM: никель, кобальт и их сплавы. ASM International. п. 346. ISBN  0-87170-685-7.
  3. ^ Джозеф Р. Дэвис (2000). Справочник по специальности ASM: никель, кобальт и их сплавы. ASM International. п. 347. ISBN  0-87170-685-7.
  4. ^ М. Филиз, Н.А.Саяр, А.А. Саяр, Гидрометаллургия, 2006, 81, 167-173.
  5. ^ Москалык Р. Альфантази, Обзор современной практики извлечения кобальта, Минералы и металлургическая переработка, том 17, 4, 2000 г., стр. 205-216.