MX2012009308A

MX2012009308A - Recuperacion de cobalto por intercambio ionico.

Info

Publication number: MX2012009308A
Application number: MX2012009308A
Authority: MX
Inventors: Neil Nebeker; Matthew Rodgers; Charles Marston
Original assignee: Asarco Llc
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-11-29
Also published as: AU2011215842A1; PE20130509A1; PE20170456A1; AU2011215842B2; WO2011100442A1; AU2011215764B2; MX2012009176A; US8658114B2; US20110194999A1; CL2012002201A1; CL2012002200A1; AU2011215764A1; WO2011100457A1; US20110195000A1; PE20130514A1; AU2011215764A8

Abstract

Método de recuperación de cobalto por intercambio iónico. Se produce un refinado que incluye cobalto, zinc, copper, níquel y hierro férrico. En el refinado, el pH se eleva, los sólidos se remueven y el hierro férrico se reduce. Una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre se carga con la resina de intercambio iónico selectiva para cobre. El refinado se alimenta en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre la cual se regenera para recuperar sustancialmente todo el cobre. Una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc se carga con otra resina de intercambio i6nico selectiva para el cobalto. El refinado se alimenta en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc, la resina de intercambio iónico retiene el cobalto, zinc y níquel, y después se desplaza. El eluyente de cobalto/zinc se alimenta en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el cobalto y zinc en una solución de cobalto/zinc, y después se desplaza. El eluyente de níquel se alimenta en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el níquel.

Description

RECUPERACION DE COBALTO POR INTERCAMBIO IONICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona generalmente con los métodos para extraer metales del mineral crudo y más específicamente con los procesos para recuperar cobalto del refinado de cobre por extracción con solvente con tecnología de intercambio iónico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En las operaciones de minería, el mineral crudo contiene metales de valor que son recuperables.

Varias técnicas conocidas, incluyendo la extracción con solvente ("SX", por sus siglas en inglés) se usan para separar químicamente los metales del mineral crudo. En la SX, los iones de metal, por ejemplo, los iones de cobre, se lixivian o de otra manera se extraen del mineral de cobre crudo usando agentes químicos, como un ácido fuerte. El cobre se deposita después fuera de la solución sobre láminas de acero inoxidable usando procesos de electro-deposición ("EW"). El cobalto, un metal valioso de origen natural, se adiciona a muchos tanques electrolíticos de cobre de EW para reducir no sólo la corrosión de los ánodos de plomo insolubles sino también el sobrevoltaje de la evolución de oxígeno desde los ánodos. El subproducto de SX es un refinado en el cual ciertos metales, incluyendo el cobalto, pueden REF: 233485 permanecer después de que el metal de interés primario, por ejemplo, cobre, se extrae de la solución saturada de lixiviación ("PLS", por sus siglas en inglés).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El siguiente resumen se proporciona como una breve descripción del método y el aparato reivindicados. Este no debe limitar la invención en ningún aspecto, con una descripción detallada y totalmente habilitada que se expone en la sección de la Descripción Detallada de la Invención. Igualmente, la invención no se restringirá a ningún parámetro numérico, equipo de procesamiento, reactivos químicos, condiciones operacionales , u otras variables a menos que se declare de otra- manera en la presente.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un método para recuperar cobalto por intercambio iónico a partir del refinado, comprende: producir un refinado que incluye al menos cobalto, zinc, cobre, níquel y hierro férrico; elevar el pH del refinado; remover los sólidos del refinado; reducir el hierro férrico a hierro ferroso; cargar una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre con una resina de intercambio iónico selectiva para el cobre; alimentar el refinado en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre en una primera, dirección; regenerar la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre para recuperar sustancialmente todo el cobre de la resina de intercambio iónico selectiva para el cobre; cargar una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc con una segunda resina de intercambio iónico selectiva al menos para el cobalto; alimentar el refinado en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/niquel/zinc en la primera dirección, la segunda resina de intercambio iónico retiene el cobalto, zinc y níquel; desplazar el refinado de la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc; alimentar el eluyente de cobalto/zinc en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el cobalto y zinc en una solución de cobalto/zinc,- desplazar el eluyente de cobalto/zinc en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel; y alimentar el eluyente de níquel en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el níquel.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las figuras que se acompañan, las cuales se incorporan en la presente y forman una parte de la descripción, ilustran varias modalidades de la presente invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar la invención. En las figuras: La FIG. 1 es una lámina de flujo que ilustra un aparato de la presente invención para recuperar cobalto y níquel del refinado; La FIG. 2 es una lámina de flujo que ilustra un aparato de la presente invención para recuperar cobalto, zinc y níquel del refinado; La FIG. 3 es una lámina de flujo que ilustra un aparato de la presente invención para recuperar cobalto, zinc y níquel del refinado; La FIG. 4 es una lámina de flujo que ilustra un aparato de la presente invención para recuperar cobalto, zinc y níquel del refinado; La FIG. 5 ilustra una modalidad de un método para recuperar cobre, níquel y cobalto del refinado; La FIG. 6 ilustra una modalidad de un método para recuperar cobre, níquel, cobalto y zinc del refinado; La FIG. 7 es un gráfico que muestra las afinidades de la resina de bispicolilamina por los distintos metales a los diferentes niveles de pH; La FIG. 8 es un gráfico que muestra la recuperación de cobre según una modalidad de la invención; Las FIGS . 9A-9B muestran los gráficos de la carga y elución de metales del Ejemplo 1 según una modalidad de la presente invención; Las FIGS. 10A-10B muestran los gráficos de la carga y elución de metales del Ejemplo 3 según una modalidad de la presente invención; Las FIGS. 11A-11B muestran los gráficos de la carga y elución de metales del Ejemplo 4 según una modalidad de la presente invención; La FIG. 12 es un gráfico de elución de metales del Ejemplo 5 según una modalidad de la presente invención; Las FIGS. 13A-13B muestran los gráficos de la carga y elución de metales del Ejemplo 6 según una modalidad de la presente invención; Las FIGS. 14A-14B muestran los gráficos de la carga y elución de metales del Ejemplo 10 según una modalidad de la presente invención; La FIG. 15 es un gráfico que muestra la carga y elución de metales del Ejemplo 11 según una modalidad de la presente invención; La FIG. 16 es un gráfico que muestra la carga de cobre en el Ejemplo 12 según una modalidad de la presente invención; La FIG. 17 es un gráfico que muestra la elución de cobre en el Ejemplo 12 según una modalidad de la presente invención; La FIG. 18 es un gráfico que muestra la elución de cobre en el Ejemplo 12 según una modalidad de la presente invención; y FIG. 19 es un gráfico que muestra la elución de cobre en el Ejemplo 12 según una modalidad* de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Aunque la SX se desempeña bien en la extracción de cobre de PLS, no es un método eficiente o barato para recuperar el cobalto del lixiviado de minas o corrientes de refinado 13. La concentración de cobalto en el refinado 13 es tan diluida que el método de SX no se puede usar para la extracción. También, el aluminio interfiere con la SX generando una gran cantidad de crudo en las etapas de extracción.

La presenté invención proporciona un medio para recuperar el cobalto y otros metales usando una combinación de SX y métodos de intercambio iónico, los cuales pueden producir un metal operacional significante. Mediante la recuperación de cobalto y otros metales, estos metales se pueden reciclar en el proceso de SX. Por consiguiente, puede ser deseable remover cobalto y otros metales del refinado 13 usando el aparato 10 y el método 100 de la presente invención.

La presente invención comprende un aparato 10 y método 100 para extraer el cobalto del refinado 13 usando intercambio iónico y procesos de elución como se describe más completamente a continuación. El aparato 10 y el método 100 de la presente invención pueden ser una función de los distintos constituyentes del refinado 13, el cual no sólo puede depender de los constituyentes del mineral del metal, sino también de los reactivos que se usan durante la SX. En una modalidad, el refinado 13 comprende al menos cobre, cobalto, níquel, hierro (férrico y ferroso) . En otras modalidades, el refinado 13 puede comprender además cualquiera de o todos, hierro ferroso, magnesio o zinc.

Se describirán ahora varias modalidades del aparato 10 con referencia a las figuras representadas. En una modalidad que se muestra en la FIG. 1 en la cual el refinado 13 comprende al menos cobre, cobalto, níquel, magnesio y hierro, el aparato 10 comprende el sistema de pretratamiento 11, el sistema de intercambio iónicol9, y el sistema de eluato 23.

El sistema de pretratamiento 11 permite pretratar el refinado 13 ajustando el nivel de pH y reduciendo el hierro, para preparar el refinado 13 para los procesos de intercambio iónico. Como se muestra en la FIG.1, el sistema de pretratamiento 11 comprende un tanque de refinado 12, un tanque de proceso 14 y un filtro de tambor 16. En otra modalidad en la cual el refinado 13 comprende un pretratamiento orgánico 11, puede incluir además cámara (s) (no se muestran) para la remoción orgánica usando resinas adsorbentes o resinas quelantes o una combinación según sea apropiado dada la composición del carbono orgánico total del refinado 13.

El tanque de refinado 12 se dimensiona para recibir el refinado 13 generado a través de la SX de cobre. El tanque de refinado 12 se conecta fluidamente al tanque de proceso 14. Como se usa en la presente, "fluidamente conectado" significa conectados usando tuberías, conductos, válvulas, bombas u otro aparato igual que proporcione el movimiento de fluidos en los sistemas de este tipo. Una vez que el refinado 13 deja el tanque de refinado 12, el refinado 13 entra en el tanque de proceso 14, el cual se dimensiona para recibir no solo el refinado 13, sino también . otros reactivos para ayudar en los procesos que se realizarán en el tanque de proceso 14. Como se mencionó anteriormente, en el tanque de proceso 14, el pH del refinado 13 puede ajustarse y el hierro se puede reducir. En la modalidad mostrada en la FIG. 1, en el tanque de proceso 14, el pH del refinado 13 puede elevarse de entre aproximadamente 1.45 a aproximadamente 1.8 a aproximadamente 3.0 a aproximadamente 3.5, preferentemente de 3.0 a aproximadamente 3.2, en el tanque de proceso 14, adicionando óxido de calcio (CaO) , carbonato de calcio (CaC03) u otros reactivos similares contenidos en la cámara (no se muestra) conectada al tanque de proceso 14. Dependiendo de la composición del refinado 13 involucrado, en otras modalidades, el pH puede ajustarse hacia arriba o hacia abajo para obtener el pH deseado, como le resultaría familiar a un experto en la materia después de familiarizarse con las enseñanzas de esta invención; en otras modalidades, el pH puede no necesitar ser ajustado en absoluto. En las modalidades descritas en la presente, el pH deseado está en el intervalo de aproximadamente 3.0 a aproximadamente 3.5, preferentemente entre aproximadamente 3.0 y aproximadamente 3.2; en base a las resinas de intercambio iónico usadas, puede preferirse un pH diferente.

En la modalidad que se muestra en la FIG. 1, al elevar el pH adicionando CaO se producen sólidos que requieren remoción para minimizar la obstrucción del sistema de intercambio iónico 19. Estos sólidos pueden removerse usando una variedad de coagulantes y floculantes disponibles comercialmente, tales como el coagulante Nalco N8850 y el floculante N7871 los cuales se pueden adicionar al tanque de proceso 14 seguido del ajuste del pH. El coagulante y el floculante están comercialmente disponibles de la Compañía Nalco, Tempe AZ . Los coagulantes y floculantes pueden estar contenidos en una cámara (no se muestra) conectada al tanque de proceso 14. Los sólidos coagulados pueden removerse después por filtración, tal como pasando el refinado 13 a través del filtro de tambor 16 el cual está conectado fluidamente al tanque de proceso 14 para recibir los sólidos que se remueven del tanque de proceso 14. Se pueden usar otros procesos conocidos de separación mecánica para separar los sólidos coagulados del refinado 13. En otra modalidad, un filtro adicional (por ejemplo, un filtro de cartucho en línea (no se muestra)) se puede adicionar al aparato 10 inmediatamente corriente arriba de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18.

Además del ajuste del nivel de pH, la reducción de hierro puede tener lugar además en el tanque de proceso 14, como en la modalidad que se ilustra en la FIG.l. Como se explica más totalmente a continuación, la reducción de hierro puede ser beneficiosa dadas las afinidades por el hierro férrico o hierro ferroso de las distintas resinas de intercambio iónico seleccionadas para el proceso. Ver la FIG. 7. En la modalidad que se muestra en la FIG.l, la reducción del hierro férrico a hierro ferroso se alcanza por la adición de sulfito de sodio (Na2S03) u otros reactivos similares que pueden estar contenidos en una cámara (no se muestra) conectada al tanque de proceso 14. Alternativamente, un tanque intermedio para la reducción, de hierro u otros procesos se puede proporcionar antes de que el refinado 13 entre en el sistema de intercambio iónico 19. Está claro que, si el refinado 13 contiene sólo hierro ferroso, la reducción no es necesaria.

Una vez el refinado 13 ha sido pretratado 105 según las modalidades de la presente invención, el refinado 13 pretratado entra en el sistema de intercambio iónico 19 el cual esta fluidamente conectado al tanque de proceso 14. En la modalidad que se muestra en la FÍG.l, el sistema de intercambio iónico 19 comprende la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 y la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 las cuales comprenden columnas múltiples de resina que pueden colocarse en lechos fijos de configuración de avance-retroceso o en carrusel u otras configuraciones como le resultaría familiar a un experto en la materia después de familiarizarse con las enseñanzas de esta invención. En otra modalidad, el sistema de intercambio iónico 19 puede comprender la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15. Ver las FIGS . 2-4. En . modalidades descritas en la presente, la remoción de cobre precede la remoción de cobalto/níquel del refinado 13 debido a que la resina de intercambio iónico funcionalizada con bispicolilamina tiene una alta afinidad por el cobalto y níquel y tiene además una alta afinidad por el cobre. Ver la FIG. 8. El cobre puede contaminar la resina de bispicolilamina, una resina quelante, al cargar preferentemente la resina, lo que requiere de soluciones de amoníaco (en oposición a la solución ácida fuerte) para eliminar el cobre. Por consiguiente, como se muestra en la FIG.l, la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 está corriente arriba de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 en el aparato 10. . · La unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 puede ser un sistema de lecho fijo cargado con una resina de intercambio iónico con una alta afinidad por el cobre, tal como una resina funcionalizada con hidroxipropilpicolilamina, una resina quelante con alta afinidad por el cobre a pH bajo (por ejemplo, entre aproximadamente 3.0 a aproximadamente 3.5) que se puede eliminar usando soluciones ácidas fuertes; se encuentra comercialmente disponible como XUS-43605 de The Dow Chemical Company; sin embargo, también se podrían usar otras resinas iguales. El sistema de lecho fijo puede comprender lechos múltiples en una configuración de avance-retroceso,, como se muestra en la FIG.l, que comprende una columna de avance (primera) 21 y una columna de retroceso (segunda) 25 (aunque la designación de avance y retroceso puede cambiar durante el proceso en dependencia de cuál columna está principalmente cargada con cobre) . En varias modalidades, la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 puede comprender dos, tres, cuatro o más · lechos. El tanque de proceso 14 esta fluidamente conectado a la parte superior de la columna de avance 21, de modo que el refinado 13 se pueda bombear en la parte superior de la columna de avance 21, saliendo de la parte inferior de la columna de avance 21 y entrando en la parte superior de la columna de retroceso 25. La unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 cargada con la resina de intercambio iónico selectiva para cobre remueve sustancialmente todo el cobre en el refinado 13. "Sustancialmente todo" significa de aproximadamente 95% a aproximadamente 100% del cobre en el refinado 13. Preferentemente, todo el cobre se remueve, por lo que el refinado 13 que sale de la parte inferior de la columna de retroceso 25 está libre de cobre. Como se explica con más detalle a continuación, el cobre se puede eliminar y los lechos (por ejemplo, la columna de avance 21 y columna de retroceso 25) se regeneran usando un eluyente de cobre que comprende ácido sulfúrico (H2S04) o un electrolito débil (que contiene cobre y un ácido fuerte, como (H2S04) En una modalidad que comprende la columna de avance 21 y columna de retroceso 25, la regeneración puede efectuarse a contracorriente en la dirección dé la carga con una solución de H2S04 al 20%. Ver la FIG. 1. El eluyente de cobre puede estar contenido en el tanque de eluyente de cobre 17 el cual es parte del sistema de eluyente 23 y está fluidamente conectado a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18. El cobre se recupera como sulfato de cobre (CuS04) en solución el cual se remueve hacia la cámara de recuperación de cobre. La cámara de recuperación de cobre 20 está fluidamente conectada a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18. La cámara de recuperación de cobre 20 puede comprender un tanque intermedio o el tanque de electrolítico real de cobre EW.

El refinado 13 se transporta después a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 que está fluidamente conectada a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18. La unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 puede ser un sistema de lecho fijo que comprende columnas múltiples cargadas con una resina de intercambio iónico con una alta afinidad por el cobalto y níquel, como resina de intercambió iónico funcionalizada con bispicolilamina la cual se encuentra comerc'ialmente disponible como XUS-43578 de The Dow Chemical Company, aunque también se pueden usar otras resinas iguales.

Después del cargado total de las columnas con níquel y cobalto, el níquel y cobalto se eliminan por medio del sistema de eluato 23. Además del tanque de eluyente de cobre 17, el sistema de eluato 23 comprende el tanque de eluyente de cobalto 2 y el tanque de eluyente de níquel 26. El tanque de eluyente de cobalto 31 y tanque de eluyente de níquel 29 están fluidamente conectados a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 de modo que, en el punto apropiado el eluyente de cobalto o el eluyente de níquel pueden adicionarse a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22 para eliminar el cobalto o níquel de la resina cargada. Dado que el cobalto no se adhiere tan fuertemente a la resina como el níquel, se puede considerar al cobalto como más fácil de remover que el níquel, usando una concentración de ácido más débil que la requerida para eliminar el níquel. Por consiguiente, en la modalidad que se muestra en las FIGS . 1-4, el cobalto se remueve primero. El tanque de eluyente de¦ cobalto 31 se dimensiona para retener el eluyente de cobalto que comprende H2S04 a una concentración de aproximadamente 2% a aproximadamente 4%, preferentemente entre 2.5% a 3.85%, aunque también se pueden usar concentraciones débiles de otros ácidos fuertes. Como se usa en la presente "ácido fuerte" significa ácido clorhídrico (HC1) , ácido nítrico (HNO3) y ácido perclórico (HC104) , así como H2S04. Con la adición del eluyente de cobalto del tanque de eluyente de cobalto 31 a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22, el cobalto se elimina de la resina y se transporta en solución al tanque de eluyente de cobalto 24.

En una modalidad en donde el refinado 13 comprende zinc, el sistema de eluato 23 comprende además el tanque de eluyente cobalto/zinc 27, como se muestra en las FIGS. 2 y 3. El tanque de eluyente cobalto/zinc 27 está fluidamente conectado a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22, el cual en la modalidad que se describe también remueve el zinc usando la segunda resina de intercambio iónico (por ejemplo, resina de intercambio iónico funcionalizada con bispicolilamina) . El tanque de eluyente cobalto/zinc 27 se dimensiona para retener el eluyente de cobalto/zinc que comprende H2S04 a una concentración de aproximadamente 2% a aproximadamente 4% por volumen, preferentemente, entre 2.5% a 3.85% por volumen, aunque se pueden usar concentraciones débiles de otros ácidos fuertes. El eluyente de cobalto/zinc puede ser la misma sustancia que el eluyente de cobalto descrito anteriormente. El cobalto y el zinc se eliminan conjuntamente usando el eluyente de cobalto/zinc y se transportan en solución al tanque de eluato de cobalto/zinc 28. De allí, el cobalto se puede eliminar usando distintos métodos como se describe a continuación.

El níquel se remueve a continuación. El tanque de eluyente de níquel 29 se dimensiona para retener el eluyente de níquel que comprende H2S04 a una concentración de aproximadamente 20% por volumen o 200 g/1, aunque también se pueden usar otras altas concentraciones de un ácido fuerte. Con la adición del eluyente de níquel desde el tanque de eluyente de níquel 31 a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel 22, se elimina el níquel de la resina y se transporta en solución al tanque de eluato de níquel 26.

En dependencia de los metales a recuperar del refinado 13, en otra modalidad de la invención, el sistema de eluato 23 también puede comprender tanques adicionales de eluyente y eluato fluidamente conectados al sistema de intercambio iónico 19. Los tanques adicionales de eluyente, tal como el tanque de eluyente cobalto/zinc 27, pueden retener el eluyente para eliminar los metales deseados de la resina de intercambio iónico. Los tanques adicionales de eluato, tal como el tanque de eluato de cobalto/zinc 28, se pueden proporcionar para recuperar tales metales en la solución. Igualmente, en dependencia de la modalidad particular del método 100 que se realiza, el aparato 10 puede comprender además cámaras adicionales, que incluyen tanques de enjuague, de estériles, de alimentación, de eluyente y de eluato, incluyendo el tanque de estériles 30, el tanque de enjuague del eluyente de níquel con agua 36 y el tanque de balance de masa 34.

Con referencia a las FIGS . 2 y 3, se describen otras modalidades del aparato 10. Aunque el aparato 10 comprende el tanque de proceso 14, el filtro tambor 16, la unidad de intercambio iónico de cobre 18, el tanque de eluyente de cobre 17 y la cámara de recuperación de cobre 20,· las FIGS. 2 y 3 se enfocan en el sistema de intercambio iónico 19 y el sistema de eluato 23. Ver además la FIG.4. En las modalidades mostradas, el aparato 10 que comprende el tanque de refinado 12 que se dimensiona para contener el refinado 13 (por ejemplo, 400 galones) . El refinado 13 en esta modalidad comprende zinc o zinc y magnesio, así como cobalto, níquel y hierro ferroso, donde el cobre ya se removió y el hierro ya se redujo. Como se muestra en las FIGS.2-4, el tanque de balance de masa 341 está fluidamente conectado al tanque de refinado 12 de modo que el refinado 13 se puede analizar antes del punto en el cual el refinado 13 entra en la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15; sin embargo, no se requiere el tanque de balance de masa 34'. El tanque de refinado 12 también está fluidamente conectado a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15, específicamente a un primer conjunto de cinco columnas 151 que es una parte de la unidad de intercambio iónico para la. remoción de cobalto/níquel/zinc 15. En otra modalidad de la invención, la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 puede estar fluidamente conectada a, y recibe el refinado 13 de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre " 18.

Como se muestra en las FIGS . 2-4, el refinado 13 se transporta después (por ejemplo, por bombeo) del tanque de refinado 12 a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 la cual comprende un carrusel equipado con 24 columnas 151-159 cargadas con una resina de intercambio iónico con una alta afinidad por el cobalto y el níquel, como la resina de intercambio iónico funcionalizada con bispicolilamina . El carrusel también se conecta a una válvula de puerto múltiple (no se muestra) la cual permite al carrusel estar fluidamente conectado a otros sistemas, haciéndolo también parte del sistema de eluato 23. La configuración del carrusel permite por consiguiente las cargas, lavados y elución sin cambio de cámaras. La válvula de puerto múltiple puede asociarse operativamente además con un temporizador, para que el aparato 10 pueda operarse automáticamente. Otras configuraciones para la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 también son posibles.

Dado que el tanque de refinado 12 está fluidamente conectado al primer conjunto de cinco columnas 151, el refinado 13 se bombea a través de cada columna en el primer conjunto de cinco columnas 151 en la dirección descendente del flujo. El primer conjunto de cinco columnas 151 se coloca en paralelo para que el refinado 13 entre en cada columna por la parte superior y fluya a través de estas hacia la parte inferior. Como se muestra en las FIGS . 2-4, el refinado 13 que se descarga del primer conjunto de cinco columnas 151 se colecta conjuntamente y después se transporta (por ejemplo, por bombeo) a través de un segundo conjunto de cinco columnas 152 dispuesto de manera igual al primer conjunto de cinco columnas 151 para que el refinado 13 entre en cada columna por la parte superior y fluya a' través de estas hacia el fondo. Como se muestra en las FIGS. 2-4, las columnas de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 se mueven en una primera dirección (por ejemplo, en dirección de derecha a izquierda como se indica por las flechas 38) ; sin embargo, el refinado 13 se suministra en los primer y segundo conjuntos de columnas 151, 152 en una segunda dirección a contracorriente de la dirección de las flechas 38 (por ejemplo, de izquierda a derecha como se muestra en las FIGS . 2-4) . Se cree que suministrando el refinado 13 en una segunda dirección a contracorriente de la primera dirección se incrementa la eficiencia de la resina de intercambio iónico con la cual están cargadas las columnas 151-159.

El refinado 13 que se descarga del segundo conjunto de columnas 152 se colecta y se transporta a un tanque de estériles 30 el cual está fluidamente conectado para recibir el flujo de salida del segundo conjunto de columnas 152. El tanque de estériles 30 está fluidamente conectado al tanque de balance de masa 341 ' el cual se proporciona para poder determinar la composición del refinado 13 descargado; sin embargo no se requiere el tanque de balance de masa 34". En una modalidad, no había ninguna cantidad detectable de cobalto y níquel en el refinado 13 descargado contenido en el tanque de estériles 30; sin embargo, se detectaron cantidades pequeñas de zinc (por ejemplo de aproximadamente 78 ppm a aproximadamente 163 ppm) . En otra modalidad que se muestra en la FIG. 3, los niveles de zinc se pueden reducir enviando el refinado 13 descargado para un tercera etapa, en una dirección descendente de flujo a través de dos columnas 158 las cuales se disponen en paralelo en lugar de enviar el refinado 13 descargado directamente al tanque de estériles 30, mostrado en la FIG.3. Dos columnas 158 están fluidamente conectadas al segundo conjunto de columnas 152 de las cuales ellas reciben una toma de flujo del refinado 13 descargado; las dos columnas 158 también están fluidamente conectadas al tanque de estériles 30 el cual recibe la salida del flujo de refinado 13 de las dos columnas 158.

Como la resina de intercambio iónico se mueve a través de los primero y segundo conjuntos de columnas 151, 152, esta se carga completamente con cobalto, níquel y zinc hasta el punto de equilibrio entre la resina de intercambio iónico y el refinado 13, de modo que el refinado 13 es de fortaleza completa (es decir, el cobalto, níquel y zinc no se removieron) . El refinado 13 de. fortaleza completa necesita ser desplazado de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 al primer conjunto de columnas 151. Para alcanzar el desplazamiento se pueden usar dos columnas 153. Ver las FIGS. 2 y 3. Las dos columnas 153 están fluidamente conectadas al tanque de eluato de cobalto/zinc 28 para recibir el eluato de cobalto/zinc como una toma de flujo. El uso del eluato de cobalto/zinc para el desplazamiento, en oposición al agua, por ejemplo, puede resultar en una mejor recuperación de cobalto. Dado que las dos columnas 153 están cargadas con el eluato de cobalto/zinc cuando tiene lugar la elución 113 de cobalto y zinc, sin dilución con agua, la concentración de cobalto es más alta. Además, las dos columnas 153 están fluidamente conectadas a un extremo de entrada del primer conjunto de columnas 151 de modo que el refinado 13 desplazado se mezcle con el refinado 13 del tanque de. refinado 12 Después del cargado total de las columnas con níquel, zinc y cobalto, esos metales se eliminan por medio del sistema de eluato 23. Además del tanque de eluyente de cobre 17, el sistema de eluato 23 comprende el tanque' de eluyente de cobalto/zinc tanque 27 y el tanque de eluyente de níquel 26. El tanque de eluyente de cobalto/zinc 28 y el tanque de eluyente de níquel 29 están fluidamente conectados a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 de modo que, en el punto apropiado, el eluyente de cobalto/zinc o el eluyente de níquel puede adicionarse a la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc 15 para eliminar tanto el níquel o cobalto y zinc de la resina cargada. Dado que el cobalto no se adhiere tan fuertemente a la resina como el níquel, se puede considerar al cobalto como m s fácil de remover que el níquel, usando una concentración de ácido más débil que la requerida para eliminar el níquel. Por consiguiente, en las modalidades que se muestran en las FIGS . 2-4, el cobalto y zinc se eliminarán primero. El -tanque de eluyente de cobalto/zinc 27 se dimensiona para contener el eluyente de cobalto/zinc que comprende H2S04 en concentración dé aproximadamente 2% a aproximadamente 4%, preferentemente entre 2.5% a 3.85% ("H2S0 débil"), aunque también se pueden usar concentraciones débiles de otros ácidos fuertes. En la modalidad que se muestra en las FIGS . 2-4, el eluyente de cobalto/zinc comprende H22S04 en concentración de aproximadamente 2% a aproximadamente 3.5%. El tanque de eluyente de cobalto/zinc 27 está fluidamente conectado a cuatro columnas 154 conectadas en serie para que el eluyente de cobalto/zinc entre a cada columna de las cuatro columnas 154 por la parte inferior y salga por la parte superior, como se muestra en las FIGS. 2 y 3. Por lo tanto, el cobalto y el zinc se eluyen 113 (por ejemplo, eliminan) de la resina de intercambio iónico funcionalizada con bispicolilamina en' solución como eluato de cobre/zinc. El eluato de cobalto/zinc se transporta al tanque de eluato de cobalto/zinc 28 el cual está fluidamente conectado con la última columna en las cuatro columnas 154, la última columna en las cuatro columnas 154 también está fluidamente conectada al tanque de balance de masa 341 ' 1 1. El tanque de balance de masa 341 ' 1 1 permite analizar el eluato de cobalto/zinc para determinar su composición; sin embargo, el tanque de balance de masa 341 1 1 1 no se requiere .

El níquel es el próximo metal que eluye 116; sin embargo, el níquel se eluye 116 con eluyente de níquel el cual es aproximadamente 10 veces más fuerte que el eluyente de cobalto/zinc (-20% v. -2%) . Por consiguiente, así como el refinado 13 de fortaleza completa necesita ser desplazado de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobalto/níquel/zinc, el eluyente de cobalto/zinc (H2S04 débil) necesita ser desplazado. Para alcanzar el desplazamiento se pueden usar dos columnas 155. Ver las FIGS . 2 y 3. Las dos columnas 155 están fluidamente conectadas al tanque de eluato de níquel 28 en serie para recibir el eluato dé níquel como una entrada de flujo. El uso del eluato de níquel para el desplazamiento, en oposición al agua, por ejemplo, puede resultar en una mejor recuperación de níquel. Dado que las dos columnas 155 están cargadas con el eluato de níquel cuando tiene lugar la elución de níquel 116, sin dilución, la concentración de níquel puede ser más alta.

El níquel . se remueve a continuación. El tanque de eluyente de níquel 26 se dimensiona para contener el eluyente de níquel el cual comprende H2S0 en concentración de aproximadamente 20% o 200 g/1, aunque también se pueden usar otras altas concentraciones de ácido fuerte. El tanque de eluyente de níquel 26 está fluidamente conectado a tres columnas 156 conectadas en serie para que el eluyente de níquel entre en cada columna dentro de las tres columnas 156 por la parte inferior y salga por la parte superior, como se muestra en las FIGS . 2 y 3. Por lo tanto, el níquel se eluye 116 (por ejemplo, eliminan) de la resina de intercambio iónico funcionalizada con bispicolilamina en solución como eluato de níquel. El eluato de níquel se transporta al tanque de eluato de níquel 29 que está fluidamente conectado con la última columna en las tres columnas 154; .la última columna en las tres columnas 154 también está fluidamente conectada al tanque de balance de masa 3 ' · 11. El tanque de balance de masa 341 , 1 permite analizar el eluato de níquel para determinar su composición; sin embargo, el tanque de balance de masa 34 ' ' ' no se requiere.

Después que el níquel se eluye 116, el eluyente de níquel en las tres columnas 154 se desplaza usando agua de enjuague para el eluyente de níquel. El tanque de agua para enjuague del eluyente de níquel 36 se dimensiona para contener el agua de enjuague para el eluyente de níquel y está fluidamente conectado en serie a tres columnas 157 como se muestra en la FIG. 2. Una vez el agua para enjuague del eluyente de níquel ha desplazado el eluyente de níquel, el eluyente de níquel es reciclado én el sistema de eluato 23. En otra modalidad como se muestra en la FIG. 4, el desplazamiento del eluyente de níquel se puede alcanzar usando el refinado 13 descargado del tanque de estériles 30. En esa modalidad, el tanque de agua para enjuague del eluyente de níquel 36 se elimina y las tres columnas 157 en serie, en cambio, se conectan fluidamente al tanque de estériles 30.

En aún otra modalidad del aparato 10, el sistema para eluir el níquel 116 es un sistema reciclado en el cual una sola cámara contiene el eluyente de níquel y el eluato de níquel. El tanque de eluyente/eluato de níquel 32 se dimensiona para contener el eluyente de níquel y el eluato de níquel producidos a través de la elución de níquel 116 en las cuatro columnas 159. El tanque de eluyente/eluato de níquel 32 está fluidamente conectado a las cuatro columnas como se muestra en la FIG. 3. La recirculación del eluato de níquel permite a la concentración de níquel aumentar en el eluato de níquel antes de recuperar el níquel o reemplazar la solución combinada de eluyente/eluato de níquel.

Con referencia a las FIGS . 5 y 6, se describirá ahora el método 100 para extraer el cobalto del refinado 13. El método 100 comprende proporcionar 101 un suministro de refinado 13. El proporcionar 101 el suministro de refinado puede comprender la adición de refinado 13 al tanque de proceso 14. Dado que las modalidades del método 100 pueden depender de los constituyentes en el refinado 13, el método 100 comprende el análisis 102 del refinado 13 para determinar la composición del refinado 13, que incluye la identificación de los metales y otros elementos presentes. En una modalidad, el refinado 13 comprende cobalto, cobre, hierro y níquel. El refinado 13 también puede incluir otros metales, tales como el magnesio y zinc. De forma diversa, se determinó que el refinado 13 analizado 102 de acuerdo con el método 100 contenía combinaciones de cobre (aproximadamente 125 a aproximadamente 150 partes por millón (ppm) ) , cobalto (aproximadamente 50 a aproximadamente 55 ppm) , níquel (aproximadamente 40 a aproximadamente 45 ppm) , hierro (aproximadamente 500 a aproximadamente 600 ppm total para férrico, ferroso o combinados) , magnesio (aproximadamente 7700 ppm) y zinc (aproximadamente 300 ppm) en un intervalo de pH de aproximadamente 1.45 a aproximadamente 1.8. Ver la FIG. 4.

El método 100 comprende además seleccionar 103 al menos de una resina de intercambio iónico para separar los metales del refinado 13. En una modalidad del método 100, seleccionar 103 al menos una resina de intercambio iónico comprende escoger una resina con alta afinidad por el níquel y cobalto, como la bispicolilamina . Dado que la bispicolilamina también tiene alta afinidad por el cobre de modo que el cobre se puede cargar preferentemente, otra resina de intercambio iónico con alta afinidad para el cobre, como la resina funcionalizada con hidroxipropilpicolilamina, puede seleccionarse 103 además para que el cobre se pueda remover del refinado 13 antes de que el refinado 13 entre en contacto con la resina funcionalizada de bispicolilamina.

El método 100 puede comprender además el pretratamiento 105 del refinado 13. La selección 103 de varias resinas puede tener un efecto sobre el tipo de etapas de pretratamiento 105 que pueden ser necesarias o ventajosas, si hay, debido a que las resinas seleccionadas pueden desempeñarse más ventajosamente bajo ciertas condiciones. Como se discutió anteriormente, el pretratamiento 105 del refinado 13 puede comprender cualquiera o todas las etapas de ajustar 104 (por ejemplo, elevando) el pH del refinado 13, remover 106 de cualquier sólido producido como resultado del proceso de ajuste 104, o reducir 108 el hierro de hierro férrico a hierro ferroso. En las modalidades del método 100, ajustar 104 (por ejemplo, elevando) el pH y reducir 108 el hierro férrico se emprenden preferentemente antes de remover 100 sustancialmente todo el cobre en el sistema de intercambio iónicol9, debido a que el cobre cataliza la reducción del hierro; por consiguiente, es más probable que el hierro se re-oxide si el pH se ajusta 104 después de remover 100 sustancialmente todo el cobre. El pretratamiento 105 del refinado se puede realizar en el tanque de proceso 14 o en otras cámaras iguales .

El ajuste 104 del pH del refinado 13 en las modalidades del método 100 comprende elevar el pH del refinado 13 a entre aproximadamente 3.0 y aproximadamente 3.7, preferentemente entre aproximadamente 3.0 y 3.5. En dependencia de los metales presente en el refinado 13, así como de los parámetros de la resina de intercambio iónico seleccionada 103, pueden preferirse otros niveles de pH. En las modalidades descritas en la presente, elevar el nivel de pH del refinado 13 comprende añadir CaO, CaC03 u otro compuesto similar al refinado 13 en el tanque de proceso 14 en las cantidades efectivas para elevar el pH a entre aproximadamente 3.0 y aproximadamente 3.7, preferentemente entre aproximadamente 3.0 y 3.5; sin embargo, otros reactivos químicos se podrían usar además como le resultaría familiar a un. experto en la materia después de familiarizarse con las enseñanzas de la presente invención. Más específicamente, en las modalidades de la invención, el CaO puede adicionarse al refinado 13 a una proporción de aproximadamente 2 gramos por litro (g/1) a aproximadamente 4 g/1; estas cantidades pueden variar, en dependencia de si se emplea un proceso de suministro continuo o un proceso discontinuo. El ajuste 104 del pH del refinado 13 puede comprender además agitar el refinado 13 durante y después de la adición de CaO, sobre todo donde se emplean los procesos discontinuos.

Dado que la elevación del pH como se describió tiende a producir sólidos (por ejemplo, yeso) esto puede obstruir el sistema de intercambio iónico 19, el método 100 puede comprender además la remoción 106 de sólidos del refinado 13.

La remoción 106 de sólidos puede comprender el uso de una variedad de coagulantes y floculantes, disponibles comercialmente como el coagulante Nalco N8850 y N7871 los cuales se adicionan al tanque de proceso 14 seguido de un ajuste de pH, lo que provoca que los sólidos formen sólidos coagulados. Por lo tanto, la remoción 106 de sólidos puede comprender además filtrar el refinado 13 para remover los sólidos coagulados y otros, tal como a través del filtro de tambor 16 u otra filtración o métodos físicos de separación conocidos. La remoción 106 de los sólidos puede comprender además filtrar adicionalmente (por ejemplo, con un filtro de cartucho en línea) antes de remover 110 sustancialmente todo el cobre en el sistema de intercambio iónicol9, como se explica en más detalle a continuación.

Debido a las afinidades variables de la bispicolilamina por el hierro férrico (Fe III) y el hierro ferroso (Fe II) a pH bajo como se muestra en la FIG. 8, el pretratamiento 105 del refinado 13 de acuerdo con el método 100 comprende además reducir 108 el hierro férrico a hierro ferroso para que el cobalto se cargue sobre la resina preferentemente en lugar del hierro. La reducción 108 del hierro férrico a hierro ferroso comprende la adición de sulfito de sodio (Na2S03) al refinado 13 en una cantidad efectiva para reducir todo el hierro férrico a hierro ferroso. El Na2S03 puede adicionarse en una proporción de 1 g/1 de refinado 13 en una modalidad.

Está claro que, si el refinado 13 contiene sólo hierro ferroso, no es necesaria ninguna reducción 108.

La FIG. 7 ilustra además la alta afinidad que la resina funcionalizada de bispicolilamina tiene por el cobre; así, el método 100 comprende además remover 110 sustancialmente todo el' cobre del refinado 13. Remover 110 sustancialmente todo el cobre del refinado 13 comprende el uso de una primera resina de intercambio iónico selectiva al cobre.

La primera resina de intercambio iónico puede comprender una resina de hidroxipropilpicolilamina funcionalizada. El uso de la primera resina de intercambio iónico preferentemente ocurre antes de absorber 112 el cobalto y el níquel usando un segundo intercambio de iones, tal como una resina funcionalizada con bispicolilamina. Por otra parte, la segunda resina de intercambio iónico enlazará preferentemente al cobre, sin dejar ningún lugar para que se enlace el cobalto (y níquel) . Remover 110 sustancialmente todo el cobre ' del refinado 13 comprende el suministro del refinado 13 (que se pretrató 105) a través de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 como se describe en la presente de una manera que permite que sustancialmente todo el cobre se cargue en la primera resina de intercambio iónico (por ejemplo, una resina funcionalizada con hidroxipropilpicolilamina) contenida en la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18. En una modalidad en la cual la unidad de intercambio iónico para la i remoción de cobre 18 comprende el sistema de lecho fijo de columnas múltiples en configuración avance-retroceso, el refinado 13 se bombea en la parte superior de la columna de avance 21 donde este sale a través de la parte inferior de la columna de avance 21 y se bombea en la cima parte superior de la columna de retroceso 25, saliendo de. la columna de retroceso 25 libre de sustancialmente todo el cobre. Remover 110 sustancialmente todo el cobre del refinado 13 comprende eliminar o eluir el cobre de la primera resina de intercambio iónico y regenerar los lechos con el eluyente de cobre . El eluyente de cobre puede comprender H2S04 o un electrólito débil (que contiene cobre y un ácido fuerte, como H2S0 ) . En una modalidad, el eluyente de cobre se suministra a través de la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre 18 a contracorriente de la dirección del suministro de refinado 13. Por ejemplo, donde el refinado 13 se suministra en una dirección de flujo descendente, el eluyente de cobre se suministra en una dirección de flujo ascendente. En una modalidad en donde el eluyente de cobre comprende H2S04 o un electrólito débil, el refinado 13 se desplaza usando 20% H2S04 para regenerar los lechos; el desplazamiento puede realizarse a una régimen de flujo más lenta que la proporción usada para cargar los lechos con el refinado 13. En aun otra ' modalidad en la cual el eluyente de cobre comprende un electrólito débil, puede usarse 20% H2S04 para desplazar el electrólito débil y se puede usar agua para desplazar al 20% H2S04 antes de cargar nuevamente los lechos con el refinado 13. En otra modalidad, el desplazamiento con agua pue.de emplearse antes de usar el eluyerite de cobre para eliminar el cobre.

El cobre se recupera como CuS04 y es de alta pureza como se muestra en la FIG. 8; así, la recuperación 110 de sustancialmente todo el cobre en el refinado 13 comprende además la transportación del cobre en solución al tanque electrolítico de EW.

Una vez que sustancialmente todo el cobre se removió 110, el refinado 13, menos el cobre, se somete a procesos adicionales de intercambio „ iónico. Así, el método 100 ' comprende absorber 112 cobalto y níquel del refinado 13 usando la segunda resina de intercambio iónico, por ejemplo la resina funcionalizada con bispicolilamina. En una modalidad en la cual el refinado 13 comprende además zinc, el método 100 comprende absorber 111 cobalto, zinc y níquel usando una segunda resina de intercambio iónico, por ejemplo, la resina funcionalizada con bispicolilamina. La absorción 111 de cobalto, zinc y níquel puede comprender el suministro a las columnas con el refinado 13 en una dirección a contracorriente, como se describió anteriormente.

Una- vez que la segunda resina de intercambio iónico está totalmente cargada o sustancialmente totalmente cargada, el método 100 puede comprender eluir 114 el cobalto de la segunda resina de intercambio iónico, por ejemplo, la resina funcionalizada con bispicolilamina . Dado que el cobalto no se adhiere tan fuertemente a la segunda resina de intercambio iónico como lo hace el níquel, se puede considerar que el cobalto es más fácil de remover que el níquel, usando una concentración acida más débil que la que se exige para eliminar el níquel. Por consiguiente, en las modalidades del método 100, la elución 114 del cobalto de la segunda resina de intercambio iónico comprende el uso de un eluyente de cobalto para eliminar el cobalto de la segunda resina de intercambio iónico. ?? una modalidad el eluyente de cobalto comprende H2S04 débil en concentración de aproximadamente 2% a aproximadamente 4% por volumen, preferentemente entre 2.5% a 3.85% por volumen; sin embargo, también se pueden usar otras concentraciones débiles de otro ácido fuerte. La elución 114 del cobalto comprende además remover el cobalto en solución después de que el cobalto se elimina de la segunda resina de • intercambio iónico. La elución del cobalto 114 puede comprender además desplazar 120 el eluyente de cobalto de modo que se pueda regenerar la segunda resina de intercambio iónico. Desplazar 120 el eluyente de cobalto puede comprender el uso del eluato de cobalto.

En otra modalidad en la cual el refinado 13 comprende además zinc, eluir 114 el cobalto comprende co-eludir 113 el cobalto y zinc de la segunda resina de intercambio iónico. La co-elución 113 de cobalto y zinc de la segunda resina de intercambio iónico comprende el uso del eluyente de cobalto/zinc para eliminar el cobalto y zinc de la segunda resina de intercambio iónico. En una modalidad, el eluyente de cobalto/zinc comprende H2S04 débil en concentración de aproximadamente 2% a aproximadamente 4%, preferentemente entre 2.5% a 3.85%; sin embargo, también se pueden usar otras concentraciones débiles de ácido fuerte. El eluyente de cobalto/zinc puede ser la misma sustancia que el eluyente de cobalto. En una modalidad del método 100, el cobalto y zinc pueden permanecer combinados en solución sin necesidad de una separación adicional. La co-elución 113 de cobalto y zinc puede comprender además desplazar 122 el eluyente de cobalto/zinc de modo que la segunda resina de intercambio iónico se pueda regenerar. Desplazar 122 el eluyente de cobalto/zinc puede comprender el uso del eluato de cobalto/zinc .

En otra modalidad, co-eludir 113 el cobalto y zinc puede comprender además eluir el cobalto 114 y eluir 118 el zinc del eluato de cobre/zinc. En una modalidad, el cobalto y el zinc pueden separarse por medio de procesos adicionales de intercambio iónico que usan una resina de intercambio iónico que es más selectiva para el zinc que para el cobalto, como una resina que contiene grupos funcionales del ácido amino fosfónico (APA) como los que se pueden encontrar en AMBERLITE IRC747 comercialmente disponible de The Dow Chemical Company. Las resinas que contienen APA son selectivas para zinc por sobre el cobalto.

En otra modalidad, el cobalto y el zinc pueden separarse por medio de una resina de intercambio aniónico, como una DOWEX 21K XLT. En esa modalidad, el eluato de cobalto/zinc puede tratarse con una sal, tal como cloruro de sodio (NaCl) , aunque pudieran usarse otras sales. La adición de una resina de intercambio aniónico de base fuerte puede extraer el zinc en su forma aniónica, dejando el cobalto en solución .

Después que el cobalto se eluye 114 o después de que el cobalto y el zinc se co-eluyen 113, el método 100 comprende eluir 116 el níquel usando un eluyente de níquel el cual comprende H2SQ4 en concentración de aproximadamente 20% o 200 g/1; sin embargo, también se podrían usar altas concentraciones de otros ácidos fuertes. La elución 116 de níquel puede comprende además el desplazamiento 124 del eluyente de níquel para que la segunda resina de intercambio iónico se pueda regenerar. El desplazamiento 124 del eluyente de níquel puede comprender el uso del eluato de níquel. En otra modalidad, la elución 116 de níquel puede comprender el reciclado del eluyente de níquel para que el eluyente de níquel se combine con el eluato de níquel . Mientras más continúe el reciclado, más alta será la concentración del eluato de níquel, y por consiguiente, la concentración del níquel en solución que la concentración del eluyente de níquel .

Para proporcionar información adicional con respecto a la invención, se proporcionan los siguientes ejemplos. Los ejemplos presentados a continuación sólo son. representativos y no pretenden limitar la invención en ningún aspecto.

EJEMPLOS 1-3 Los Ejemplos 1-3 involucran los ensayos de las muestras de laboratorio del refinado 13.

En el Ejemplo 1, el refinado 13 se preparó en el laboratorio para ensayar . la recuperación de cobre; el refinado 13 comprende . cobre, hierro . férrico, níquel, y sulfato de magnesio, a un pH de 1.72 para mejorar la carga de cobre en la resina de hidroxipropilpicolilamina . Una columna se suministra con 20 mililitros (mi) de resina y se calienta hasta aproximadamente 50° C. El refinado se bombea a través de la columna a 20 volúmenes de lecho por hora (BV/h) . Ver las FIGS . 9A-9B. El hierro y cobalto irrumpen rápidamente a través de la parte inferior de la columna en concentraciones superiores a sus concentraciones de partida, lo que indica que los metales se desplazaron de la resina por el cobre más fuertemente retenido. El cobre se eluyó fuera de la resina entre aproximadamente 50 y 80 BV y se cargó completamente por 100 BV. La resina se regeneró y el cobre se eluyó por enjuague del refinado fuera de la resina en la columna con agua y bombeando después 20% de H2S04 a través de la columna a 5 BV/h. El cobre se eluyó exitosamente y se cargó a 16.3 g/1 de resina. Ver la FIG. 16.

En el Ejemplo 2, el refinado 13 que comprende hierro férrico, níquel, y sulfato de magnesio, y no tiene cobre, se preparó en el laboratorio para ensayar la recuperación de cobalto y la separación de cobalto del hierro. Se asumió que el refinado 13 ya tenía sustancialmente todo el cobre removido 110. En el Ejemplo 2, el pH del refinado se ajustó a un nivel de 2.8 para el potencial más alto de afinidad por el cobalto para la. resina de bispicolilamina . Ver la FIG. 7. Sin embargo, el hierro precipitó a 2.8 pH y obstruyó la columna por lo que se detuvo el ensayo.

En el Ejemplo 3, el refinado 13 tiene la misma composición que el refinado 13 en el Ejemplo 2. El Na2S03 se adiciona al refinado 13 para reducir el hierro férrico a hierro ferroso. Siguiendo la reducción, el refinado 13 se bombeó a través de una columna de resina funcionalizada con bispicolilamina calentada a 50° C a 20 BV/h. Se tomaron las muestras . El cobalto penetró a través de la columna a entre aproximadamente 120 y aproximadamente 140 BV con una penetración completa por 180 BV. Se pueden observar el níquel (banda verde) y el cobalto (bandas rojo/rosa) cargados conjuntamente en la resina, donde el níquel está mucho más fuertemente enlazado a la resina que el cobalto. El cobalto y el níquel se eluyeron en dos etapas para separarlos . Dado que el cobalto no se pega a la resina tan firmemente como el níquel, el cobalto se puede remover con una solución ácida más débil; por consiguiente, el cobalto se eluyó de la resina • con 2% H2S0 . El níquel se removió usando 20% H2S04. Algo de hierro eluyó con el cobalto el cual puede haber resultado de la posible re-oxidación del hierro, lo que provoca que el hierro se recargue en la columna como hierro férrico. El Ejemplo 3 muestra 5.5 g/1 de carga de cobalto, 6.1 g/1 dé carga de níquel y 1.7 g/1 de carga de hierro. Ver las FIGS . 10A-10B.

EJEMPLOS 4-5 En los Ejemplos .4-5, el refinado 13 generado a partir del cobre de SX en la ASARCO Ray Mine, Hayden, AZ se usó para ensayar la remoción de cobre y cobalto.

En los Ejemplos 4-5, el refinado 13 se ensayó usando el mismo procedimiento para la remoci'ón de cobre que en el Ejemplo 1 para la remoción de cobre; sin embargo, ya que el hierro era hierro ferroso, no fue necesaria la reducción. Se colocaron en serie columnas múltiples de resina de bispicolilamina para utilizar la capacidad del cobre en la columna de avance sin que el cobre penetrara la parte inferior de la última columna. En el Ejemplo 4, la carga de cobre ocurrió a un pH de 1.87 y el refinado 13 se alimentó a través de las columnas a 20 BV/h. El cobre se eliminó de la resina usando 20% H2S04 a un régimen de flujo más lento de 5 BV/h. Ver las FIGS . 11A-11B.

En el Ejemplo 5, el refinado libre de cobre generado durante el Ejemplo 4 se ensayó para la remoción de cobalto usando el mismo procedimiento empleado en el Ejemplo 3. El CaO se adicionó al refinado libre de cobre para alcanzar un pH de 3.39. El refinado 13 se filtró para remover los sólidos (por ejemplo, yeso) y se bombeó a través de la resina para recuperar el cobalto y el níquel. El refinado 13 se bombeó a través de las columnas a 90 BV/h. El refinado se removió de las columnas con agua. El cobalto y níquel se eluyeron selectivamente usando 2% H2S04 para eliminar el cobalto y 20% H2S04 para eliminar el níquel. La curva de elución mostró una presencia significativa de zinc. Ver la FIG. 12.

EJEMPLO 6 En el Ejemplo 6, la remoción de cobalto se ensayó con un refinado 13 preparado en el laboratorio que comprendía zinc, níquel, cobalto, hierro férreo y sulfato de magnesio, menos cobre y hierro férrico, asumiendo que las etapas de remover 110 sustancialmente todo el cobre y ajustar 104 de pH del refinado 13 se habían completado. El refinado 13 se cargó en una resina de bispicolilamina . El refinado 13 se enjuagó de la resina con agua. Se ensaya un método para la elución de cobalto del, hierro y níquel. Una solución mitad saturada con cloruro de sodio (NaCl) se pasó a través de la resina para convertir al zinc a su forma aniónica de cloruro. El ácido clorhídrico (HC1) (1%) en NaCl medio-saturado se usa para eluir el cobalto y el hierro (y algún níquel) mientras se conserva el zinc aniónico cargado en la resina. La resina, la cual tiene una funcionalidad básica débil, es protonada en la solución ácida fuerte, conservando el zinc aniónico mientras se eluyen el cobalto, níquel, y hierro catiónicos. El exceso de cloruro se enjuagó fuera de la resina con agua, lo que provocó que el zinc se convirtiera a su forma catiónica que se absorbió después nuevamente por los grupos quelatantes . El 20% H2S04 se usó para eliminar el zinc así como el níquel residual que no se removió con HC1. Ver las FIGS . 13A-13B.

EJEMPLO 7 El Ejemplo 7 concierne a los métodos para el ajuste del pH y la reducción de hierro usando el refinado 13 de Ray Mine. Basado en los resultados de la FIG. 8, se determinó que ambas etapas pueden ocurrir simultáneamente antes de la remoción de cobre dado que el cobre cataliza la reducción de hierro con sulfito.

EJEMPLO 9 El cobalto se recuperó usando la resina de bispicolilamina a un pH de 2.8. Estos resultados demostraron que el cobalto se cargará sobre la resina a un pH en un intervalo de aproximadamente 2.7 a aproximadamente 3.5.

EJEMPLO 10 En el Ejemplo 10, el refinado 13 se pretrató con CaC03 para ajustar el pH a 2.75 y con Na2S03 para reducir el hierro y se filtró. La resina se cargó con cobalto, níquel y zinc a partir del refinado pretratado a 20 BV/h. La elución se realizó en dos etapas. El cobalto y el zinc eluyen primero con 2% H2S04; el níquel, con 20% H2S04. El eluato de cobalto/zinc tuvo una concentración de cobalto de 1-2 g/1; zinc, una concentración de 2-5 g/1. Como una corriente más pequeña, el refinado 13 tuvo una concentración más alta de cobalto y zinc que se observó previamente. FIGS . 14A-14B.

EJEMPLO 11 El eluato de cobalto/zinc (200 mi) del Ejemplo 10 se trató con NaCl 1 molar (M) y se pasó a través de 25ml de una resina de intercambio aniónica de base fuerte (por ejemplo, DOWEX 21K XLT) para remover el zinc aniónico. Debido a las pequeñas cantidades involucradas, el zinc se removió, pero en cantidades pequeñas. Puede ser ventajoso usar lechos múltiples y más profundos de resina en una serie para obtener una remoción completa de zinc. Ver la FIG. 15.

EJEMPLO 12 En el Ejemplo 12, el ensayo se realizó con el refinado de Ray Mine. Se realizaron una variedad de ensayos.

Primero, el refinado 13 se ensayó para la remoción de orgánicos. Debido a que el refinado 13 tenía un pH de 1.75 como se despachó, y un pH de 3.0 - 3.5 después del ajuste del pH como se describe en la presente, el ensayo de remoción orgánica se condujo a éstos dos niveles de pH. Los sólidos estaban presentes cuando el pH se ajustó a 3.4. El ensayo se realizó con y sin los sólidos filtrados. Se realizó un ensayo de isoterma de equilibrio, o ensayo de "agitación de la botella", para determinar si los orgánicos podían removerse del refinado pretratado. Se usó la resina adsorbente DOWEX OPIPORE L493 conjuntamente . con la resina de hidroxipropilpicolilamina y la resina de bispicolilamina . El ensayo se realizó a temperatura ambiente con 100 mi de refinado y 1 mi de resina con agitación durante toda la noche . El ensayo para carbono orgánico total reveló que las tres resinas remueven algún carbono orgánico total del refinado 13 con una mejor remoción a un pH más bajo.

En un proceso discontinuo que usa tanques de proceso de 400 galones que contienen el refinado 13, el refinado se sometió a un ajuste de pH 104 por adición de 3 g/1 de CaO; reducción de hierro 108 por adición de 10 g/1 de Na2S03; y remoción 106 de sólidos por adición de 5 ppm de coagulante (N8850) . La solución se agitó toda la noche con una bomba de circulación sumergible. Aunque el pH objetivo era 3.0 a 3.5, al siguiente día el pH midió 2.7. El pH se ajustó con 1 g/1 CaO y se agitó durante otro día, alcanzando un pH final de 3.7. Con la bomba funcionando, se adicionó el floculante (N7871) , y el refinado 13¦ se agitó, y después la bomba se apagó para asentar toda la noche. El refinado 13 se bombeó después fuera de la parte superior del tanque en un cargador limpio; el suministro en la parte inferior del tanque con los sólidos se bombeó en un cargador separado. El nivel del pH se ajustó adicionalmente con 3.5 g/1 de CaO dentro del intervalo deseado y midió 3.4.

Antes de la remoción del cobre, se usó un filtro de cartucho en línea para filtrar cualquier sólido- y minimizar la obstrucción de los lechos de la resina. La remoción de cobre se ensayó con dos lechos fijos de resina de hidroxipropilpicolilamina . Cada lecho fue de 2 pulgadas de diámetro y aproximadamente 4.5 pies de profundidad con aproximadamente 3 1 de resina en cada uno en una configuración de avance-retroceso de columnas. El refinado se bombeó en la parte superior de una primera columna, fuera de la parte inferior de la primera columna, y directamente en la parte superior de una segunda columna de la cual salió libre de cobre. Se usaron puertos de muestreo para colectar las muestras de refinado que salían de la parte inferior de cada ) columna. La columna de avance (primera) 21 puede regenerarse después con ácido.

El ensayo innovador para la remoción de cobre usa un lecho de retroceso recientemente regenerado y un lecho de avance parcialmente cargado con cobre; esto muestra que el cobre se carga bien en la resina de hidroxipropilpicolilamina usando dos pases. Cuando el lecho de avance se cargó casi completamente con cobre (100 BV) , no se podría detectar cobre penetrando el lecho de retroceso; sin embargo, un color azul ligero a través de la columna indica que una pequeña cantidad de cobre penetra. Ver la FIG. 16.

La regeneración del lecho de avance con 20% H2S04 se realizó en una dirección a contracorriente a la carga de cobre con el refinado 13 a un régimen de flujo de 8BV/h. El refinado 13 se cargó en una dirección de flujo descendente y la regeneración se realizó en una dirección de flujo ascendente de modo que la resina se regeneró casi completamente cuando se comenzó a alimentar con el refinado 13. La regeneración de la resina se realizó a una proporción más lenta que la carga de cobre con el refinado 13 para aumentar al máximo la concentración de cobre. La mayoría del cobre se desprende de la resina en un solo volumen de lecho con una concentración máxima de 25 g/1. Se determinó que la capacidad de carga del cobre en la resina era de aproximadamente 12 g/1. Esta cantidad fue menor que la capacidad total de la resina y muy selectiva para el cobre sobre los otros metales en el refinado como se muestra en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1 La regeneración mostró que el 95% del metal en la resina era cobre. En otras modalidades puede haber más optimización con el desplazamiento de la alimentación con agua entre la carga y la eliminación con ácido,, tal como el desplazamiento de agua con lBV/h. No se notó ningún pico para el hierro, cobalto, zinc o manganeso; sin embargo se eliminó una pequeña cantidad de níquel, como se muestra en las FIGS. 17-18.

En una modalidad, el eluyente de cobre puede comprender un electrólito débil en lugar del ácido puro. Ver, por ejemplo, la FIG. 19. El refinado 13 en la columna necesitaría ser desplazado con aproximadamente 1BV de agua de regreso al punto de partida para impedir que los metales indeseables contaminen el cobre. El cobre se eliminaría después de la columna con el electrólito débil y se transportaría al tanque electrolítico de E . El electrólito débil remanente eliminaría una pequeña cantidad de cobre, la cual puede conservarse hasta la próxima regeneración y usarse como la primera cantidad de eluyente de cobre. El ácido fresco se puede usar para desplazar el electrólito débil y puede usarse agua para desplazar el ácido antes de cambiar de nuevo a la alimentación.

EJEMPLO 13 En el Ejemplo 13, los ensayos de remoción de cobalto/zinc y remoción de níquel se realizaron en el refinado 13 de Ray Mine, usando el aparato 10 como se muestra en las FIGS . 2-4.

El refinado 13 que se pretrató 105 con el ajuste de pH 104, reducción 108 de hierro y filtración, que tenía también todo el cobre sustancialmente removido 110, se sometió a procesos de remoción de cobalto usando el aparato 10 previamente descrito con referencia a las FIGS. 2-4. Con referencia específica a la FIG. 2, el refinado pretratado 13, con el cobre removido, se transportó del tanque de refinado 12 (el cual, como se muestra, es un tanque de 400 galones) a la unidad de intercambio iónico de cobalto/níquel/zinc 15, que comprende un carrusel equipado con 24 columnas 151-159 cargadas con la resina funcionalizada con bispicolilamina, tal como la descrita previamente. El carrusel se conectó a una válvula de puerto múltiple y se fijó en un temporizador de modo que el índice de la columna rotara regularmente alrededor de la válvula de puerto múltiple. Los cuadros de distribución a lo largo del lado de la unidad de intercambio iónico de cobalto/níquel/zinc 15 (por ejemplo, carrusel) permitieron el acceso a la parte superior y a la parte inferior de cada columna y permitió que las distintas soluciones usadas durante el método 100 se suministraran a los grupos particulares de columnas en los momentos apropiados. En una rotación completa del carrusel, la resina funcionalizada con bispicolilamina se sometió a la carga con el refinado 13, enjuague y elución 113, 116. El refinado 13 se bombeó del tanque de refinado 12 a través del primer conjunto de columnas 151, cada una en dirección del flujo descendente. El primer conjunto de columnas 151 se colocó en paralelo para que el refinado 13 entrara en cada columna por la parte superior y fluyera hasta la parte inferior. Como se muestra en la FIG. 2, el refinado descargado 13 de cada una del primer conjunto de columnas 151 se colectó y después se bombeó a través del segundo conjunto de cinco columnas 152 colocado de una manera igual al primer conjunto de cinco columnas 151 para que el refinado 13 entrara en cada columna por la parte superior, y fluyera hasta la parte inferior de cada columna en una dirección del flujo descendente. Como se muestra en las FIGS . 2-4, las columnas del carrusel se mueven en la primera dirección (por ejemplo, en una dirección de derecha a izquierda como se indica por las flechas 38) ; sin embargo, el refinado 13 se suministra al primer y segundo conjuntos de columnas 151,152 en una segunda dirección a contracorriente de la dirección de las flechas 38 (por ejemplo, de izquierda a derecha como se muestra en las FIGS. 2-4) . Se cree que suministrando el refinado 13 en una segunda dirección a contracorriente de la primera dirección incrementa la eficiencia de la resina f ncionalizada con bispicolilamina con la cual se cargaron las columnas 151-159.

El refinado 13 descargado del segundo conjunto de columnas 152 se colectó y transportó al tanque de estériles 30. Algo del refinado descargado 13 se colectó en el tanque de balance de masa 34'' de modo que se pudiera analizar su composición. Los análisis del balance de masa, de varias de las corridas ensayadas se enumeran a continuación. En este ensayo, se determinó que debido a que los límites de concentración de cobalto estaban cercanos al límite de detección del detector de fluorescencia de rayos x (XRF, por sus siglas en inglés) , la carga se optimizó para el zinc más concentrado. El tiempo del ensayo se basó en el punto al cual la resina estaba totalmente cargada. Para este ensayo, el tiempo entre los índices fue de 21 minutos.

Al moverse a través de los primero y segundo conjuntos de columnas 151, 152, la resina funcionalizada con bispicolilamina se cargó totalmente con cobalto, níquel y zinc hasta el punto de equilibrio entre la resina de intercambio iónico y el refinado 13, de modo que el refinado 13 era de fortaleza completa (por ejemplo, el cobalto, níquel y zinc no se removieron) . Por lo tanto el refinado 13 de fortaleza completa necesita desplazarse hacia el primer conjunto de columnas 151. Esto se efectuó usando dos columnas 153 conectadas en serie, como se muestra en las FIGS . 2-4. El eluato de cobalto/zinc el cual es este ejemplo comprendió 2% H2S04, así como cobalto y zinc ya eliminados. Las dos columnas 153 se conectaron al tanque del eluato de cobalto/zinc 28 de modo que las dos columnas 153 recibieron el eluato de cobalto/zinc en una dirección ascendente del flujo de izquierda a derecha a contracorriente de la dirección de flechas 38 la cual es la dirección en la cual la resina de intercambio iónico indica, como se muestra en las FIGS. 2-4. El eluato de cobalto/zinc se escogió para usar en el desplazamiento en lugar de agua para evitar la dilución así. como conservar una alta concentración de cobalto, debido a que el cobalto/zinc ya estaban en el eluato de cobalto/zinc. Nuevamente, se cree que la relación de contracorriente entre los índices de la resina y el flujo del eluato de cobalto/zinc incrementa la eficiencia del proceso, reduciendo la cantidad requerida de H2S04 débil.

La resina funcionalizada con bispicolilamina se eliminó después con el eluyente de cobalto/zinc que comprende H2S04 débil. El eluyente de cobalto/zinc estaba contenido en el tanque de eluyente de cobalto/zinc 27 que se conectó fluidamente a las cuatro columnas 154 conectadas en serie para que el eluyente de cobalto/zinc entrara en las cuatro columnas 154 por la parte inferior y saliera por la parte superior, como se muestra en las FIGS. 2-4. Después de la extracción en las cuatro columnas 154, el cobalto y el zinc se co-eluyeron 113 en el eluato de cobalto/zinc el cual se transportó desde la última columna de las cuatro columnas 154 al tanque del eluato de cobalto/zinc 28. El tanque de balance de masa 341 11 1 permitió analizar el eluato de cobalto/zinc.

Seguidamente, para preparar el sistema para eluir 116 el níquel, el eluyente de cobalto/zinc tuvo que desplazarse. El desplazamiento se realizó con eluato de níquel que comprendía 20% HS04 más níquel eliminado por las mismas razones que el eluato de cobalto/zinc se usó para el desplazamiento explicado anteriormente. El eluato de níquel se suministró del tanque de eluato de níquel 28 a dos columnas 155 conectadas en serie, como se muestra en las FIGS. 2-4.

El níquel se eluyó después 116 usando eluyente de níquel, el cual es un ácido fuerte, 20% H2S04. El eluyente de níquel del tanque de eluyente de níquel 26, se suministró a tres columnas 156 conectadas en serie de modo que el eluyente de níquel entró' en cada columna por la parte inferior y salió por la parte superior como se muestra en la FIG. 2. Después de extraerlo en las tres columnas 156, el níquel se eluyó 116 en el eluyente de níquel el cual se transportó desde la última columna de las tres columnas 156 al tanque de eluato de níquel 29. El tanque de balance de masa 341 1 ' permitió el eluato de níquel.

Después que el níquel se eluyó 116, el eluyente de níquel en las tres columnas 157 se desplazó usando agua de enjuague del eluyente de níquel contenida en el tanque, de enjuague del eluyente de níquel 36. El tanque de enjuague del eluyente de níquel 36 se conectó a las tres columnas 156 colocadas en serie de modo que el agua de enjuague del eluyente de níquel entró en cada columna por la parte inferior y salió por la parte superior como se muestra en la FIG. 2. El eluyente de níquel desplazado se retroalimentó en el circuito de elución para minimizar el residual.

El sistema del Ejemplo 13 se corrió varias veces antes de colectar los datos de composición. Después de esto se realizaron varias corridas de balance de masa para analizar la composición del refinado 13 que entra en el sistema, y del refinado, así como el eluato de cobalto/zinc y eluato de níquel que salen en cada punto en el sistema. Con ensayos adicionales, la concentración de cobalto en el eluato de cobalto/zinc continua incrementando, mientras que las concentraciones de níquel y hierro fueron bajas. El níquel eliminado con el cobalto parece estar relacionado con la fortaleza cida del eluyente de extracción de cobalto/zinc, la cual parece estar mejor equilibrada bajo las condiciones de operación ensayadas donde el eluyente de cobalto/zinc comprende aproximadamente 3.5% H2S0 .

Balance de masa 1 Antes de iniciar, el eluato de cobalto/zinc comienza a moverse a la izquierda en el cuadro de distribución. Por lo tanto, el régimen de flujo del eluyente de cobalto/zinc se incrementa varias veces. La concentración del ácido del eluyente de cobalto/zinc se verificó y se incrementó también. Aunque la concentración original fue de 2.5%, esta se incrementó a 3.85% adicionando más ácido. El incremento en la concentración proporcionó los mejores resultados. La carga de hierro fue baja; sin embargo pudo haber ocurrido la re-oxidación de hierro debido a un intervalo de varias semanas entre la remoción de cobre y este ensayo de balance de masa. En una modalidad, la carga de hierro baja se puede remediar posteriormente disminuyendo el nivel de pH del refinado 13 para obtener una mejor acción de reducción del Na2S03.

Resultados Tanque de Balance de masa 34": El refinado descargado/estéril luce bien (datos XRF) Co=0ppm Mi=0ppm Zn=22ppm Fe = 497 ppm (el refinado fue 506 ppm) Tanque de balance de masa 34 ' ' ' ' : El eluato de Co/Zn estaba ligeramente contaminado Co=633ppm Ni=396ppm Zri=3378ppm Fe = 531 ppm (el refinado fue 506 ppm) Tanque de balance de masa 341 ' 1 : El eluato de Ni contenía solamente Ni (352 ppm) La carga total del metal en la resina fue menor que lo esperado Co=1.91g/l Ni=1.72g/1 Zn=10.19g/l Fe=l .60g/l Total = 15.42 g/1 Esperado~20 g/1 Balance de masa 2 Siguiendo el ensayo de balance de masa 1 prueba, se hicieron cambios al aparato 10, así como al método 100. Como se muestra en la FIG. 4, el tanque de enjuague del eluyente de níquel 36 se removió. En cambio, se adicionó una bomba para que el refinado 13 desplazado del tanque de estériles 30 se pudiera usar para el desplazamiento. Como se muestra en la FIG. 4, el tanque de estériles 30 se conecta después a tres columnas 157 en serie para . que el refinado 13 desplazado del tanque de estériles 30 se pueda bombear en cada columna de modo que entre por la parte inferior y salga por la parte superior. Después de un pase, parece que la resina no se carga totalmente en el tiempo que la resina sale de la zona de carga en el primero y segundo conjuntos de columnas 151, 152. Por consiguiente, se usan tres pases antes de mover las columnas para intentar conseguir la mayor carga.

Resultados Tanque de balance de masa 34": El refinado descargado/estéril contiene más Zn después de iniciar la zona de carga sin indexar (datos XRF) Co=0ppm Ni=0ppm Zn=78ppm Fe=544ppm Tanque de balance de masa 341 1 ' 1 : El eluato de Co/Zn se depuró Co=703ppm Ni=353ppm Zn=2827ppm Fe=350ppm Tanque de balance de masa .34 I I f El eluato de Ni contenía Ni y Fe Ni= 352 ppm Fe=31ppm La carga total del metal en la resina fue menor que en el balance de masa 1, pero la carga de cobalto fue ligeramente superior Co=2.03g/l Ni=l .47g/l Zn=8.16g/1 Fe=l .05g/l Total=12.71g/l Balance de masa 3 Siguiendo el balance de masa 2, se hicieron dos cambios al aparato 10 y al método 100 para el balance de masa 3. Debido a que la concentración de níquel en el eluato de níquel fue inferior con mucho de H2S04 20% que contiene unos ppm de níquel, la elución de níquel 116 se transforma en un sistema de re-circulación para permitir que la concentración de níquel aumente con el tiempo. Cuando la concentración de níquel alcanza un alto nivel, los eluyente/eluato de níquel completos pueden reemplazarse con ácido fresco, o algunos eluyente/eluato de níquel pueden removerse y rellenarse con ácido fresco para permitir que el níquel continúe eliminándose. Así, como se muestra en la FIG. 3, el tanque de eluyente de níquel 26 y el tanque de eluato de níquel 29 se removieron. En el lugar previamente ocupado por el tanque de eluato de níquel 29, se insertó un tanque de eluyente/eluato de níquel 32 para contener el eluyente de níquel y el eluato de níquel los cuales se reciclaron. Sin embargo, el tanque de eluyente/eluato de níquel 32 se conectó a cuatro columnas 159 como se muestra en ' la FIG. 3. Se realizó otro cambio, esta vez en la sección de carga. De los ensayos anteriores, parece que el metal se adquirió a través de la sección de carga como se evidencia por el alto valor de zinc lo cual se puede correlacionar con la presencia de cobalto. Como se muestra en la FIG. 3, se adicionaron dos columnas 158 para acomodar el refinado 13 descargado del segundo conjunto de columnas 152. El flujo entero del refinado 13 descargado se alimentó a través de las dos columnas en paralelo como se muestra en la FIG. 3. El resultado no sólo fue colectar las trazas del metal que quedaron en el refinado 13 descargado, sino también desplazar cualquier eluyente/eluato de níquel que quedó . en la columna .' La. misma bomba adicionada en la FIG. 4 para tirar el refinado 13 descargado del tanque de estériles 30 para el enjuague se usó además para equilibrar la regeneración re-circulada de níquel, así como el desplazamiento del ácido débil del proceso de coelución cobalto/zinc 113.

Resultados Tanque de balance de masa 34": El refinado descargado/estéril contiene más Zn después de iniciar la zona de carga sin indexar (datos XRF) Co=Oppm Ni=Oppm Zn=107ppm Fe=652ppm Tanque de balance de masa 34 < < < < ¦ El eluato de Co/Zn tuvo alto Co Co=898ppm Ni=530ppm Zn=3622ppm Fe=362ppm Tanque de balance de masa 34 ' ' ' : El eluato de Ni 'contenía Ni y Fe Ni=468ppm Fe=120ppm La carga total del metal en la resina fue menor, pero debido fundamentalmente a que hay menos Fe y Zn Co=1.76g/l Ni=l .16g/l Zn=7.10g/1 Fe=0.69g/l Total=10.72g/l Balance de masa 4 El balance de masa 4 se condujo usando el aparato 10 como se muestra en la FIG. 3. En los ensayos anteriores, apareció más hierro en el eluato de cobalto que el esperado. Se cree que el hierro puede resultar de la falla para desplazar todo el refinado 13 en la columna. Dado que el manganeso no se carga en la resina y estaba presente en una concentración bastante alta en el refinado 13, se cree que el manganeso seria un buen marcador para el refinado 13 en el eluato de cobalto. Para controlar esto, las bombas para la elución de cobalto 114 y recuperación del refinado 13 se equilibraron mejor. La bomba de recuperación del refinado se giró hacia arriba para asegurar que ningún refinado 13 haga esto en el eluato de cobalto. No se observó ningún refinado 13 en el eluato de cobalto ya que el manganeso y las concentraciones de hierro fueron de 0 ppm. Debido a que el niquel aparece en el eluato de cobalto, el eluyente de cobalto/zinc se diluyó ligeramente en un esfuerzo por eliminar menos níquel en esta etapa. La concentración del ácido en el eluyente de cobalto/zinc se disminuyó de 3.85% a 3.37% H2S04.

Resultados Tanque de balance de masa 34": El refinado descargado/estéril (datos XRF) Co=0ppm Ni=Oppm Zn=96ppm Fe=628ppm Mn = 836 ppm (838. ppm en el suministro) Tanque de balance de masa 3 1 ' 1 1 : El eluato de Co/Zn tuvo mucho más Co y ningún refinado retenido Co=1616 ppm Ni=524 ppm Zn=6640 ppm Fe=0ppm Mn=0 pm Tanque de balance de masa 341 · 1 : El eluato de Ni continuó incrementando en concentración; el Fe está cercano al límite de detección Ni= 932ppm Fe=0ppm La carga total del metal en la resina fue similar Co=l .99g/l Ni=0.93g/l Zn=8.17g/l Fe=0g/1 Total=ll .09g/l Balance de masa 5 En el balance de masa 5, la concentración de cobalto continuó incrementándose en el eluato de cobalto, y la concentración de níquel fue más baja lo cual puede deberse a la concentración inferior de ácido del eluyente de cobalto/ zinc . El hierro se cargó en la resina aunque el refinado no se retuvo como se muestra por la falta de manganeso en el eluato de cobalto. Probablemente, esto puede ser el resultado de la re-oxidación del hierro durante los intervalos entre los ensayos .

Resultados Tanque de balance de masa 34": El refinado descargado/estéril (datos XRF a menos que se notifique) Co = 6.42 ppm (Refinado Co = 47.57; ambos números por AA) Ni=0ppm Zn=163ppm Fe=596ppm Mn=853ppm Tanque de balance de masa 341 1 1 1 : El eluato de Co/Zn tuvo mucho Co, pero algo de Fe Co=2076ppm Ni=216ppm Zn= 7373 ppm Fe=552ppm Mn=0ppm Tanque de balance de masa 341 ' 1 : El eluato de Ni continuó incrementando la concentración; el Fe está cercano al límite de detección Ni= ll44ppm Fe=38ppm La carga total del metal en la resina fue menor Co=1.85g/l Ni=0.23g/1 Zn=S .53g/l Fe=0.52g/1 Total=9.12g/l Aunque se escogieron solamente. modalidades seleccionadas para ilustrar la presente invención, resultarán evidentes para los expertos en la materia que a partir de esta invención se pueden hacer distintos cambios y modificaciones en la presente sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, el tamaño, forma, lugar u orientación de los distintos componentes descritos en la presente pueden cambiarse como sea necesario o se desee. Los componentes que se conectan directamente pueden tener estructuras intermedias entre ellos. Las funciones de dos o más elementos o unidades pueden ser desempeñadas por uno y viceversa. Las estructuras, etapas, y funciones de una modalidad pueden adoptarse en otra modalidad. No es necesario que todas las ventajas estén presentes en una modalidad particular al mismo tiempo. Además, los términos de grado tales como "sustancialmente" , "aproximadamente" y "aproximado" como se usan en la presente significan una cantidad razonable de desviación del término modificado de modo que el resultado no cambie. Por ejemplo, estos términos pueden interpretarse como que incluyen una desviación de al menos un + 5% del término modificado si esta desviación no niega el significado del término que modifica. Así, se contempla que los conceptos inventivos descritos en la presente pueden incorporarse por otra parte de manera diversa y se pretende que las reivindicaciones anexas incluyan las modalidades alternativas de la invención, excepto en la medida en que estén limitados por la técnica anterior .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método para la recuperación de cobalto por intercambio iónico a partir del refinado, caracterizado porque comprende : producir el refinado, el refinado incluye al menos cobalto, zinc, cobre, níquel y hierro férrico;, elevar el pH del refinado; remover los sólidos del refinado; reducir el hierro férrico a^ hierro ferroso; cargar una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre con una resina de intercambio iónico selectiva para el cobre; alimentar el refinado en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre en una primera dirección; regenerar la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobre para recuperar sustancialmente todo, el cobre de la resina de intercambio iónico selectiva para el cobre ; cargar una unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc con una segunda resina de intercambio iónico selectiva al menos para el cobalto; alimentar el refinado en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc en la primera dirección, la secunda resina de intercambio iónico retiene el cobalto, zinc y níquel; desplazar el refinado de la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/níquel/zinc; alimentar el eluyente de cobalto/zinc en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el cobalto y zinc en una solución cobalto/zinc; desplazar el eluyente de cobalto/zinc en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel; y alimentar el eluyente de níquel en la unidad de intercambio iónico de recuperación de cobalto/zinc/níquel para eluir el níquel.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la regeneración comprende alimentar un ácido fuerte en la unidad de intercambio iónico, de recuperación de cobre en una segunda dirección, la segunda dirección es a contracorriente de la primera dirección.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación del refinado en la unidad de intercambio iónico para la remoción de cobre comprende alimentar a una primera proporción y en donde la regeneración comprende regenerar a una segunda proporción, la segunda proporción es más lenta que la primera proporción.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la resina de intercambio iónico selectiva para el cobre es una resina de hidroxipropilpicolilamina .

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además desplazar el eluyente de níquel.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el desplazamiento del eluyente de níquel comprende uno seleccionado del grupo que consiste de ' , desplazamiento con agua, desplazamiento con eluyente de níquel, y desplazamiento con eluyente/eluato de níquel reciclado.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda resina de intercambio iónico es una resina de bispicolilamina funcionalizada .

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación del eluyente de cobalto/zinc comprende alimentar el eluyente de cobalto/zinc 0 en una segunda dirección, la segunda dirección es a contracorriente de la primera dirección.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además separar el zinc del cobalto en la solución de cobalto/zinc. 5

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la separación comprende usar un intercambio aniónico básico para remover el zinc aniónico.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la separación comprende añadir una sal a la solución de cobalto/zinc.

12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la elevación del pH del refinado comprende elevar el pH a entre aproximadamente 3.0 y aproximadamente 3.5

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la remoción de los sólidos del refinado comprende filtrar el refinado.

14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la elevación del pH del refinado comprende añadir óxido de calcio o carbonato de calcio al refinado .

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la reducción del hierro férrico comprende añadir sulfito de sodio al refinado.