Цементация никеля и кобальта из растворов
Рассматриваются вопросы цементационного извлечения никеля и кобальта из растворов, получаемых при выщелачивании никелевого и кобальтового сырья. Для цементации никеля и кобальта чаще всего используют железо либо цинк и в редких случаях алюминий. В одном из патентов осаждение никеля из сульфатных или хлоридных растворов предлагают вести селективно от кобальта смесью какого-либо мышьякового минерала с железным порошком при t > 70°С. Никель при этом осаждается на поверхности минерала, а кобальт остается в растворе. Чтобы кобальт не осаждался, в конце процесса необходимо иметь рН = 3,5 -г4,0. Кроме того, необходимо соблюдать следующие соотношения: As : Ni = (10 - 13) : 1; Fe : Ni = 2,5 : 1 и Cu : Fe = = 0,1. После фильтрации раствор направляют на электролиз кобальта. Никель из кека выщелачивают хлоридом или сульфатом железа (2 % Fe). После очистки раствор Направляют на электролиз никеля, а кек в оборот на цементацию. Никель из кобальтовых растворов предлагают извлекать цементацией железам или сплавом Со-Fe-Cu в присутствии серы.
Процесс цементации никеля ферромарганцем изучен. Цементацию никеля железным порошком, предварительно покрытым пленкой меди до содержания 0,1-1,0 %, предлагают, вести под давлением 392,4-686,7 кПа, создаваемым водородом. Температуру растворов при этом рекомендуют поддерживать в пределах 60 - 100°С. Перспективным является способ переработки латеритовых руд с использованием процесса цементации никеля железом в пульпе (аналог процесса Мостовича) и извлечением металлической фазы из нее магнитной сепарацией. Извлечение никеля и кобальта производят цементацией железным порошком при повышенных температурах (135-150°С) в автоклавах с парциальным давлением водорода 4120,2 кПа. Избыток порошка 2,0-2,5-кратный. Процесс рекомендуют проводить при рН < 5,0 с тем, чтобы не происходило образования гидратов окислов никеля, которые нельзя извлечь из пульпы при последующей магнитной сепарации. Суммарное извлечение никеля этим способом составляет не ниже 94 %. В случае, когда полученный ферроникель направляют в дальнейшем на производство легированных сталей, его предварительно обжигают с целью снижения содержания серы от 1 до 0,02 %. Если же целью переработки руды является получение окиси никеля или металлического никеля, то цементные осадки перерабатывают аммиачным выщелачиванием. Остаток от выщелачивания, содержащий металлическое железо, возвращают в процесс цементации.
Кинетика процесса цементации никеля железом методом вращающегося диска изучена. В ней показана зависимость скорости процесса от скорости вращения диска, температуры, потенциала кислорода и концентрации никеля в растворе. Результаты исследования цементации никеля и кобальта железом опубликованы. Показано, что энергии активации процессов цементации никеля и кобальта соответственно равны 43,1 и 45,4 кДж/моль.
В одном из патентов цементацию никеля из растворов после выщелачивания латеритовых руд предлагают проводить обрезками дуралюмина при рН = 3,0 - 3,5 с обязательным наличием в растворе ионов хлора. Некоторые исследователи предлагают вести цементацию никеля и кобальта при t= 100-180°С, рН = 2,0 - 5,0 и давлении 98,1 - 686,7 кПа. С целью получения никеля с низким содержанием кобальта процесс цементации рекомендуют проводить при t = 140 - 160°С, рН = 2,0 + 3,8 и избытке алюминия, 1-2-кратном к стехиометрическому.