Koboltextraktion

Koboltmalm

Koboltextraktion avser de tekniker som används för att extrahera kobolt från dess malmer och andra sammansatta malmer. Det finns flera metoder för att separera kobolt från koppar och nickel . De beror på koncentrationen av kobolt och den exakta sammansättningen av malmen som används.

Återvinning från koppar-koboltsulfidkoncentrat

Malmerna behandlas genom en sulfatiseringsrostning i en ugn med fluidiserad bädd för att omvandla koppar- och koboltsulfider till lösliga sulfater och järn till olöslig hematit . Kalcinen lakas därefter med svavelsyra från den använda kopparåtervinningselektrolyten . Oxidkoncentrat införs vid detta lakningssteg för att upprätthålla syrabalansen i kretsen. Järn och aluminium avlägsnas från laklösningen genom tillsats av kalk och koppar elektrovinns på kopparkatoder . En del av den förbrukade elektrolyten kommer in i koboltåtervinningskretsen och renas genom att avlägsna järn, koppar, nickel och zink innan kobolt fälls ut som dess hydroxid . Detta åstadkoms genom tillsats av mer kalk för att höja pH-värdet tills den återstående kopparn fälls ut. Denna koppar skickas tillbaka till kopparkretsen. När mer kalk sedan tillsätts fälls en koppar-koboltit ut och återförs till lakningsprocessen. Natriumhydrosulfid (NaHS) tillsätts (tillsammans med lite metallisk kobolt som katalysator ) för att fälla ut nickelsulfid (NiS). Vätesulfid (H2S ) och natriumkarbonat ( Na2CO3 ) tillsätts sedan för att fälla ut zinksulfid (ZnS) . Kalk tillsätts sedan till mättnad för att fälla ut kobolt(II)hydroxid (Co(OH) 2 ). I slutskedet återupplöses denna kobolthydroxid och metallen raffineras genom elektrolys . De resulterande koboltkatoderna krossas och vakuumavgasas för att erhålla en ren koboltmetall.

Återvinning från nickel-koboltsulfidkoncentrat (Sherrittprocessen)

Sherritt-processen är en hydrometallurgisk process uppkallad efter Sherritt Gordon Mines Ltd. (nu Sherritt International ) i Sherridon och Lynn Lake Manitoba Kanada , baserad på den äldre Forward-processen utvecklad av Dr. Frank Forward för återvinning av koppar och nickel från samma gruvor . Nickelsulfidkoncentrat kan behandlas antingen genom rostning eller snabbsmältning för att producera skärsten från vilken nickel och kobolt kan utvinnas hydrometallurgiskt, eller så kan de behandlas genom en ammoniaklösning med tryckläckage. Återstoden avlägsnas. En matning av skärsten och sulfidkoncentrat innehållande cirka 0,4 % kobolt och 30 % svavel trycklakas vid förhöjd temperatur och tryck i en ammoniaklösning för att producera en lösning av nickel, koppar och kobolt. Genom att koka bort ammoniaken; koppar fälls ut som en sulfid och skickas till ett smältverk. Svavelväte tillsätts till autoklaven för att avlägsna nickelsulfid och kopparsulfid som matas tillbaka till lakningsprocessen. Luft förs sedan genom lösningen i autoklaven för oxihydrolys . Lösningen reduceras sedan med väte, återigen vid hög temperatur och högt tryck, för att fälla ut nickelpulver (>99%). Den återstående lösningen (innehållande ungefär lika stora andelar nickel- och koboltsulfider) justeras sedan (till en lägre temperatur och tryck) för att fälla ut de blandade sulfiderna och vätskan koncentreras och kristalliseras till ammoniumsulfat ( ( NH 4 ) 2 SO 4 ) . De blandade sulfiderna trycklakas med luft och svavelsyra. Ammoniak tillsätts sedan för att avlägsna kalium och järn som jarosit (KFe
3+ 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 ). Mer ammoniak och luft tillsätts för oxidation . Lösningen avlägsnas från autoklaven och svavelsyra tillsätts för att avlägsna nickel som nickel(II)sulfat - ammoniumsulfathexahydrat ((NiSO 4 )•((NH 4 ) 2 SO 4 )•6H 2 O ) som sedan skickas för att ha dess nickel återvanns. Lösningen reduceras sedan ytterligare med mer svavelsyra och koboltmetallpulver tillsätts för att underlätta kärnbildningen av utfällningsmedel ( sådd ). Tillsats av vätgas till mättnad fäller ut koboltpulver med en renhet på cirka 99,6 %.

Återvinning från koppar-koboltoxidkoncentrat

Malmen finfördelas och de koboltrika oxiderna separeras genom skumflotation . Det kobolthaltiga koncentratet blandas sedan med kalk och kol och smälts sedan i en reducerande atmosfär . Järn och lättare föroreningar flyter upp till ytan som fast slagg eller stöts ut från smältan som gas. Den återstående vätskan består av en tyngre kopparsmälta innehållande cirka 5 % kobolt som bearbetas för sin koppar och en lättare slagg som är cirka 40 % kobolt som vidareförädlas genom hydrometallurgisk och elektrolytisk bearbetning. Koncentrationer av koboltoxid (Co 3 O 4 ) kan också reduceras genom den aluminiumtermiska reaktionen eller med kol i en masugn .

Återhämtning från lateritmalmer

Lateritiska nickel- koboltmalmer kan behandlas antingen genom hydrometallurgiska processer eller pyrometallurgiska processer, såsom matt- eller ferronickelsmältning , som kräver att hela malmen smälts och metallvärdena separeras från restkomponenterna i malmen. Den hydrometallurgiska processen för lateritmalm kan använda lösningar av svavelsyra eller ammoniak.

Återvinning från arsenidmalmer

Arsenikinnehållande koncentrat rostas i en fluidiserad bädd för att avlägsna 60 % till 70 % av arseniken som finns som arsenikoxid (As 2 O 5 ). De rostade malmerna kan behandlas med saltsyra och klor eller med svavelsyra för att ge en laklösning som kan renas med hydrometallurgiska metoder och från vilken kobolt kan utvinnas genom elektroraffinering eller genom karbonatfällning . Om saltsyra används kan kobolt extraheras med alamin 336 i metaxylen . Kobolt kan extraheras även med dialkylfosfinsyra . När koboltkarbonat (CoCO 3 ) värms (bränns) över 400 °C sönderdelas det till koldioxid (CO 2 ) och kobolt(II)oxid (CoO) och kan raffineras som ett oxidkoncentrat (se ovan).

Elektroraffinering

Vid rening genom elektrolys används vanligtvis en vattenhaltig sulfatlösning vid 50 till 70 °C med en blyanod (korrosionsprodukter som inte förorenar elektrolytlösningen av koboltoxihydroxid (CoOOH) och en katod av rostfritt stål som tillåter det lätta avlägsnandet av den avsatta kobolten. Elektroraffinering i ett klorid- eller sulfatmedium vid -0,3 V ger en katodbeläggning av 99,98 % kobolt.

Se även

Anteckningar

  1. ^   Holleman, AF, Wiberg, E., Wiberg, N. (2007). "Kobolt" (på tyska). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102:a uppl.. de Gruyter. s. 1146–1152. ISBN 978-3-11-017770-1 .
  2. ^   Joseph R. Davis (2000). ASM specialitetshandbok: nickel, kobolt och deras legeringar . ASM International. sid. 346. ISBN 0-87170-685-7 .
  3. ^   Joseph R. Davis (2000). ASM specialitetshandbok: nickel, kobolt och deras legeringar . ASM International. sid. 347. ISBN 0-87170-685-7 .
  4. ^ M. Filiz, NA Sayar och AA Sayar, Hydrometallurgy , 2006, 81 , 167-173.
  5. ^ RR Moskalyk, AM Alfantazi, granskning av nuvarande koboltåtervinning, mineraler & metallurgisk bearbetning, vol 17, 4, 2000, s. 205–216.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cobalt_extraction&oldid=1128962836 "