способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания

Формула изобретения

Способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающий сорбцию никеля на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, отличающийся тем, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в в форме при pH 1,6-2,4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля.

Никельсодержащие продуктивные растворы сернокислотного подземного или кучного выщелачивания окисленных никелевых руд содержат магний, трехвалентное железо, никель, кобальт и иногда в небольших количествах марганец, цинк, медь и хром.

Концентрации вышеуказанных элементов в никельсодержащих продуктивных растворах сернокислотного подземного или кучного выщелачивания варьируются в зависимости от времени процесса выщелачивания в следующих пределах:

1) магний 0,3-14,0 г/л;

2) железо трехвалентное 0,3-5,0 г/л;

3) никель 0,5-1,0 г/л;

4) кобальт 0,025-0,15 г/л;

5) марганец 0,2-1,0 г/л;

6) хром 0,1-1,0 г/л;

7) цинк 0,02 г/л;

8) медь 0,02 г/л.

В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания (патент RU № 2352654), включающий сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата.

Недостатком способа является то, что вместе с никелем в десорбат попадает трехвалентное железо, а это не позволяет получить кондиционные соли никеля или катоды необходимого качества при электроэкстракции.

Химический состав десорбата после сорбции никеля на сорбенте хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино варьируются в следующих пределах:

1) никель 80-90 г/л;

2) железо трехвалентное 0,01-5,0 г/л.

Технической задачей заявляемого изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов.

Указанная задача решается тем, что в способе извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающем сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа функциональной группы бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в SO₄ ^2- в форме при pH 1,6-2,4.

В качестве анионитной смолы в SO₄ ^2- форме можно использовать АВ-17х8, Dowex SBR-P, Dowex WBA и WBA2.

При pH менее 1,6 трехвалентное сернокислое железо сорбируется в меньшей степени, чем при pH 1,6-2,4. На чертеже представлена зависимость емкости анионитной смолы АВ-17х8 в SO₄ ^2- форме от объема пропущенного раствора.

При pH более 2,4 трехвалентное сернокислое железо гидролизуется и осаждается в поровом пространстве анионита в виде гидроксида Fe(ОН)₃ и забивает межпоровое пространство анионита, не позволяя проводить процесс сорбции.

Способ осуществляли следующим образом.

Для проведения исследований по сорбции железа (III) был приготовлен модельный раствор по химическому составу, близкий к раствору, который ожидается получать после десорбции на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино.

Сорбция проводится на анионитной смоле в SO₄ ^2- форме типа АВ-17х8 следующим образом.

Модельный раствор подается в колонку снизу вверх со скоростью 3 мл/мин при помощи перистальтического насоса Masterflex.

Колонка представляет собой стеклянную трубку высотой 1,17 м и внутренним диаметром 15 мм. Рабочий объем сорбента составляет 206 мл.

Результаты сорбции в динамических условиях, на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3, pH 1,6, pH 1,8 представлены соответственно в таблице 1, 2, 3.

Таблица
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3
№ п/п	Состав исходного раствора, г/л	Объем растворов, мл	Количество (Vp/Vc)	Состав раствора после сорбции, г/л	Обменная емкость (г/л сорбента)
pH	Ni	Fe(III)	pH	Ni	Fe(III)	Fe(III)
1	1,3	91	4	86	0,42	2,5	0,41	0,011	1,66
2	1,3	91	4	32	0,57	3,06	52,7	0,022	2,28
3	1,3	91	4	35	0,74	3,04	82,7	0,045	2,95
4	1,3	91	4	40	0,93	3,07	94,7	0,16	3,69
5	1,3	91	4	49	1,17	3,23	97,1	0,5	4,52
6	1,3	91	4	55	1,44	3,26	100,7	0,18	5,54
7	1,3	91	4	50	1,68	3,25	100,7	0,25	6,44
8	1,3	91	4	52	1,93	3,21	103,1	0,41	7,35
9	1,3	91	4	92	2,38	2,67	103,1	1,46	8,48
10	1,3	91	4	97	2,85	2,46	103,1	3,5	8,71
11	1,3	91	4	97	3,31	2,37	103,1	4,8	8,34
12	1,3	91	4	99	3,79	2,3	103,1	4,8	7,95
13	1,3	91	4	100	4,28	2,13	103,1	6	6,99

Таблица 2
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,6
№ п/п	Состав исходного раствора, г/л	Объем растворов, мл	Количество (Vp/Vc)	Состав раствора после сорбции, г/л	Обменная емкость (г/л сорбента)
pH	Ni	Fe(III)	pH	Ni	Fe(III)	Fe(III)
1	1,6	91	4	79	0,38	2,16	2,28	0,16	1,47
2	1,6	91	4	41	0,58	2,67	63,8	0,16	2,23
3	1,6	91	4	31	0,73	2,67	80,1	0,16	2,81
4	1,6	91	4	33	0,89	2,69	89,3	0,16	3,42
5	1,6	91	4	42	1,09	2,79	93,9	0,167	4,20
6	1,6	91	4	43	1,30	2,99	97,1	0,26	4,98
7	1,6	91	4	72	1,65	3	99,7	0,42	6,22
8	1,6	91	4	93	2,10	2,99	97,1	0,5	7,80
9	1,6	91	4	86	2,52	2,7	99,2	1	9,05
10	1,6	91	4	97	2,99	2,52	99,2	2,23	9,88
11	1,6	91	4	90	3,42	2,44	97,9	3,28	10,19
12	1,6	91	4	94	3,88	2,38	97,9	3,29	10,51
13	1,6	91	4	88	4,30	2,32	94,3	4,05	10,49
14	1,6	91	4	99	4,78	2,17	94,3	4,1	10,45
15	1,6	91	4	101	5,27	2	90	3,99	10,45
16	1,6	91	4	101	5,76	1,8	100,8	4,6	10,16

Таблица 3
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,8
№ п/п	Состав исходного раствора, г/л	Объем растворов, мл	Количество (Vp/Vc)	Состав раствора после сорбции, г/л	Обменная емкость (г/л сорбента)
pH	Ni	Fe(III)	pH	Ni	Fe(III)	Fe(III)
1	1,8	91	4	79	0,38	2,66	0,1	0,016	1,52
2	1,8	91	4	40	0,58	3,34	49,7	0,022	2,29
3	1,8	91	4	41	0,77	3,29	79,3	0,045	3,08
4	1,8	91	4	42	0,98	3,37	80,5	0,045	3,88
5	1,8	91	4	40	1,17	3,47	94,8	0,045	4,65
6	1,8	91	4	41	1,37	3,48	106,2	0,1	5,42
7	1,8	91	4	43	1,58	3,48	99,6	0,167	6,22
8	1,8	91	4	48	1,81	3,52	103,4	0,45	7,04
9	1,8	91	4	41	2,01	3,55	102,2	0,56	7,73
10	1,8	91	4	96	2,47	3,22	103,4	0,67	9,27
11	1,8	91	4	85	2,88	2,7	104	1,6	10,26
12	1,8	91	4	99	3,36	2,53	105,8	2,2	11,12
13	1,8	91	4	100	3,85	2,47	99,9	2,8	11,70
14	1,8	91	4	100	4,33	2,49	99,3	3,4	11,99
15	1,8	91	4	100	4,81	2,28	102,2	3,6	12,19
16	1,8	91	4	97	5,28	2,2	100,5	3,4	12,47
17	1,8	91	4	100	5,77	2	102,2	4,3	12,32
18	1,8	91	4	115	6,32	1,87	99,3	4,2	12,21