DE2009905C - Process for separating nickel - Google Patents
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Description
ι 2ι 2
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur ein Nickelprodukt gewonnen werden kann, das im Abtrennung von Nickel, von Kobalt, und, wenn vor- wesentlichen von Kobalt frei ist, ist doch ein derartiges handen, von Eisen, bei weLhem reduzierbare Nickel- Verfahren noch nicht entwickelt worden,The invention relates to a method for a nickel product can be obtained in the Separation of nickel, of cobalt, and, if it is essentially free of cobalt, is such a thing on hand, of iron, where reducible nickel processes have not yet been developed,
und Kobaltverbindungen durch Erhitzen in einer re- Die Nickel- und Kobaltmaterialien sind carbonyliertand cobalt compounds by heating in a re-The nickel and cobalt materials are carbonylated
duzierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von 5 worden, und die erhaltenen Carbonyle wurden getrennt,reducing atmosphere to a temperature of 5, and the carbonyls obtained were separated,
weniger als 400° C zu Metall reduziert werden und das Die Ausgangsmaterialien in manchen Fällen sind metal-less than 400 ° C can be reduced to metal and the starting materials in some cases are metal-
erhaltene Metallprodukt bei einer Temperatur von lische Produkte, die durch Reduktionsverfahren herge-.obtained metal product at a temperature of the products obtained by reduction processes.
weniger als 100° C carbonyliert und das Nickelcar- stellt worden waren, gewesen,less than 100 ° C carbonylated and the nickel car- was made,
bonyl von dem Kobalt abgetrennt wird. Ein derartiges Verfahren ist z. B. in »The Miningbonyl is separated from the cobalt. Such a method is e.g. B. in “The Mining
nickelhaltigen oxydischen Materialien geeignet und ins- Es wurde nun gefunden, daß Lösungen, die NickelNickel-containing oxidic materials suitable and ins- It has now been found that solutions containing nickel
besondere zur hydrometallurgischen und dampfmetal- und Kobalt enthalten, zur Trennung des Nickels vonspecial for hydrometallurgical and steam metal and cobalt contain, to separate the nickel from
lurgischen Behandlung von nickelhaltigen Oxiderzen, dem Kobalt behandelt werden können, indem manlurgical treatment of nickel-containing oxide ores, which can be treated by making cobalt
zum daraus Nickel als wesentlich reines Nickelcarbonyl aus dieser Lösung die reduzierbaren Nickel- und Ko-to the resulting nickel as essentially pure nickel carbonyl from this solution the reducible nickel and co-
zu gewinnen. 15 baltverbindungen ausfällt, die Verbindungen beito win. 15 connections fail, the connections at
Unter der hierin verwendeten Bezeichnung »Nickel speziellen Bedingungen reduziert und die reduzierten enthaltende lateritische Erze« oder »nickelhaltige Verbindungen dampfmetallurgisch behandelt, um oxydische Erze« sollen die verwitterten Produkte von Nickel-Carbonyl herzustellen. Olivin und Serpentin verstanden werden. Diese Erze Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist daher können durch die üblichen Arbeitsweisen, wie durch die ao dadurch gekennzeichnet, daß man die reduzierbaren Flotation oder durch magnetische Abtrennung, nicht Metallverbindungen aus einer wäßrigen Lösung ausohne weiteres konzentriert werden, so daß das ge- . fällt und abtrennt und bei überatmosphärischem samte abgebaute Erz zur Gewinnung des Nickels be- Druck auf weniger als 15 Atmosphären carbonyliert. handelt werden muß. Das Unvermögen, diese Erze zu Somit wird eine Nickel und Kobalt enthaltende konzentrieren, hat die Abtrennung des Nickels und as wäßrige Lösung behandelt, um das Nickel und das manchmal des Kobalts ziemlich schwierig gestaltet. Kobalt daraus abzutrennen und zu gewinnen. Die So werden beispielsweise zur Aufschmelzung dieser wäßrige Lösung wird so behandelt, daß der Nickel-Erze, um Ferronickel oder Nickelstein herzustellen, und der Kobaltgehalt der Lösung als reduzierbare Vergroße Mengen von Brennstoff benötigt, um das ge- bindungen dieser Metalle ausgefüllt wird, wobei die samte Erz aufzuschmelzen, wobei aber nur 1 oder 2% 3o reduzierbaren Verbindungen nach dem Abtrennen und des wertvollen Teils des Erzes gewonnen werden kann. Trocknen durch Erhitzen auf eine Temperaturvon weni-Weitere Nachteile dieser Verfahren liegen darin, daß ger als 4000C, im allgemeinen von mehr als 20O0C, in sie keine wirksamen Mittel zur Trennung von Nickel einer reduzierenden Atmosphäre zu dem Metall redu- und Kobalt vorsehen. Tatsächlich geht das Kobalt oft ziert werden. Das Nickel und das Kobalt werden dann verloren, wenn die Reinigung des Ferronickels oder 35 getrennt, indem man die reduzierten Verbindungen mit des Nickelsteins versucht wird. überatmosphärischen Kohlenmonoxid-TeildrückenvonUnder the term "nickel special conditions reduced and the reduced containing lateritic ores" or "nickel-containing compounds steam-metallurgically treated to oxidic ores" are used to produce the weathered products of nickel-carbonyl. Olivine and serpentine are understood. These ores The process of the present invention can therefore be concentrated by the usual procedures, such as by the ao characterized in that the reducible flotation or by magnetic separation, non-metal compounds from an aqueous solution without further concentration, so that the ge. falls and separates and, in the case of superatmospheric all mined ore, is carbonylated to less than 15 atmospheres to obtain the nickel. must be acted on. The inability to concentrate these ores containing nickel and cobalt has made the separation of the nickel and aqueous solution quite difficult to deal with, to make the nickel, and sometimes cobalt, quite difficult. Separate cobalt from it and extract it. The So are, for example, to melt this aqueous solution is treated so that the nickel ore to produce ferronickel or nickel stone, and the cobalt content of the solution as reducible large amounts of fuel is required to fill the bonds of these metals, the to melt the entire ore, but only 1 or 2% 3o reducible compounds after separation and the valuable part of the ore can be obtained. Drying are by heating to a temperature of Weni-Other disadvantages of this method is that ger than 400 0 C, generally of more than 20O 0 C, no effective means for the separation of nickel a reducing atmosphere, reduction pieces in it to the metal and cobalt provide. In fact, the cobalt often goes to be graced. The nickel and cobalt are then lost when cleaning the ferro-nickel or 35 separately by attempting the reduced compounds with the nickel stone. superatmospheric partial pressure of carbon monoxide
hydrometallurgische Verfahren gewonnen worden. So weniger als 1000C carbonyliert und dadurch gasförmi-hydrometallurgical process has been obtained. So less than 100 0 C carbonylated and thereby gaseous
wird beispielswisee in Kuba Nickel enthaltendes ges Nickel-Carbonyl bildet, welches aus dem reduzier-in Cuba, for example, nickel-containing nickel carbonyl is formed, which is derived from the reducing
felsäure ausgelaugt, und zwar bei erhöhten Tempera- rin für eine separate Gewinnung zurückbleibt,fic acid leached, which is left behind for separate extraction at elevated temperatures,
türen und geeigneten Drücken, daß die Menge des ge- Die Reduktion bei Temperaturen von 4000C und diedoors and suitable pressures that the amount of the reduction at temperatures of 400 0 C and the
lösten Eisens begrenzt wird. Obwohl dieses Verfahren Carbonylierung bei Temperaturen von weniger alsloosened iron is limited. Although this process takes place at temperatures less than carbonylation
einigermaßen gut vonstatten geht, kann es jedoch nur 100°C ist z. B. aus den Seiten 67 und 68 des Lehrbuchesgoes reasonably well, but it can only be 100 ° C z. B. from pages 67 and 68 of the textbook
auf limonitische Erze Anwendung finden, da Erze mit 45 der Metallhüttenkunde von V. Tafel, 2. Auflage,find application to limonitic ores, since ores with 45 der Metallhüttenkunde from V. Tafel, 2nd edition,
niedrigeren Eisengehalten größere Mengen von Magne- 1954, bekannt.lower iron contents larger amounts of Magne- 1954, known.
sium aufweisen, welches mit der Schwefelsäure reagiert, Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Er-have sium, which reacts with the sulfuric acid, According to a special embodiment of the
wodurch die Menge der benötigten Säure stark erhöht findung wird ein Verfahren zur Gewinnung von Nickelwhich greatly increases the amount of acid required. Finding a process for the extraction of nickel
wird. Das rohe Nickel-Kobalt wird dann einer speziel- und Kobalt aus lateritischen Erzen, die Nickel, Kobaltwill. The raw nickel-cobalt is then a special and cobalt from lateritic ores, the nickel, cobalt
len Raffinierung unterworfen, um das Nickel von dem so und Eisen enthalten, zur Verfügung gestellt, welcheslen refined to contain the nickel from the so and iron, which provided
reduziert und mit einer animoniakalischen Ammoni- und des Kobalts und nur kontrollierte Mengen desreduced and with an ammoniacal ammonium and cobalt and only controlled amounts of the
umcarbonatlösung ausgelaugt werden könnten. Aus Eisens zu reduzieren, daß man das selektiv reduzierteUmcarbonatlösung could be leached. To reduce from iron that one reduced that selectively
der Lösung wird Nickel zusammen mit Kobalt ge- 55 Erz mit einer ammoniakalischen Ammoniumcarbonat-the solution is nickel together with cobalt ore with an ammoniacal ammonium carbonate
wonnen, indem man die Lösung erhitzt, um Ammoniak lösung unter Belüftung auslaugt, um eine Auslauglö-obtained by heating the solution to leach ammonia solution with aeration to make a leaching solution
und Kohlendioxid abzudestillieren und die basischen sung des Nickels und des Kobalts zu bilden, die nurand to distill off carbon dioxide and to form the basic solution of nickel and cobalt, which is only
stimmter Spezifizierungen gehalten, indem man ab- einer reduzierenden Atmosphäre bei einer TemperaturMore accurate specifications are kept by going to a reducing atmosphere at a temperature
sichtlich den Reduktionsgrad begrenzt, was jedoch mit unterhalb etwa 3750C reduziert, um ein reduziertesThe degree of reduction is visibly limited, which, however , is reduced by below about 375 ° C. to a reduced one
einem nachteiligen Effekt auf die Extraktion des Metallprodukt zu bilden, und daß man das reduzierteto form an adverse effect on the extraction of the metal product and to have that reduced
stcllt worden sind, ein Extraktionsverfahren zur Ver- noxyd-Teildrücken von weniger als etwa 15 Atmo-have been established, an extraction process for partial pressure of Noxyd of less than about 15 atmospheres
fügung zu stellen, mit dem eine Vielzahl von lateriti- Sphären bei einer Temperatur von weniger als etwato make a multitude of lateriti- spheres at a temperature of less than about
sehen Firzen behandelt werden kann und bei welchem 100°C behandelt, um Nickel- und Eisen-Carbonylesee Firzen can be treated and treated at 100 ° C to nickel and iron carbonyls
zu bildes, die von dem in dem reduzierten Metallpro- weder sulfidische (geröstete oder nichtgeröstete) oderto image that is derived from that in the reduced metal pro- neither sulfidic (roasted or unroasted) or
dukt zurückbleibendem Kobalt abgetrennt werden. oxydische Erze ausgelaugt werden. Obgleich das Ver-The remaining cobalt can be separated from the product. oxidic ores are leached. Although the
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Er- fahren gemäß der vorliegenden Erfindung dazu einge-According to a further embodiment of the experience according to the present invention,
findung wird ein Verfahren zur Gewinnung von Nickel setzt werden kann, um Nickel von Eisen in solchenFinding is a process for the extraction of nickel which can be used to convert nickel from iron in such
aus lateritischen Erzen, die Nickel, Kobalt und mehr 5 Materialien, wie Nickel enthaltenden oxydischenfrom lateritic ores containing nickel, cobalt and more 5 materials such as nickel containing oxidic
als etwa 40 /o Eisen enthalten, zur Verfügung gestellt, Erzen, z. B. Nickel enthaltenden lateritischen Erzen,containing more than about 40 / o iron, ores, e.g. B. lateritic ores containing nickel,
das dann besteht, daß man das lateritische Erz bei abzutrennen, erfolgt die Auslaugung doch häufiger-that then consists of separating the lateritic ore at, the leaching takes place more often-
Temperaturen zwischen etwa 230 und 260° C in einem wsise so, daß unzulässige Mengen von Eisen nicht in.Temperatures between about 230 and 260 ° C in a white so that inadmissible amounts of iron are not in.
Autoklav mit Schwefelsaure ausgelaugt, um eine wäß- Lösung genommen werden. Dies ist deswegen vorteil-Autoclave leached with sulfuric acid to be taken to an aqueous solution. This is therefore advantageous
nge Sulfatlosung, die Nickel, Kobalt und nur begrenz- io haft, weil die Auflösung des Eisens den Einsatz vonnge sulphate solution, the nickel, cobalt and only limited io due, because the dissolution of the iron the use of
te Mengen Eisen enthalt, herzustellen, daß man dieser weiteren und häufig von teueren Chemikalien erfordertContains te amounts of iron to produce that one requires this additional and often expensive chemicals
Sulfatlosung ein Ausfällungsmittel aus der Gruppe der und Ausfällungen von Eisen oftmals SchwierigkeitenSulphate solution a precipitating agent from the group of and precipitation of iron often creates difficulties
Basen und der wasserlöslichen Carbonate zusetzt, um bei der Handhabung der Materialien, nämlich inBases and the water-soluble carbonates are added to the handling of the materials, namely in
reduzierbare Verbindungen des Nickels, Kobalts und Form von Schwierigkeiten bei der Filtration mit sichreducible compounds of nickel, cobalt and form of difficulties in filtration with them
Eisens auszufällen, daß man die reduzierbarsn Ver- 15 bringen. Die Anwesenheit von Eisen, selbst in großenPrecipitating iron so that the reducible ones can be brought. The presence of iron, even in large quantities
bindungen von der wäßrigen Lösung abtrennt, daß man Mengen, beeinträchtigt jedoch die DurchführbarkeitBonds separates from the aqueous solution, that amounts, however, impairs the feasibility
d:e abgetrennten reduzierbaren Verbindungen in einer des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindungd: e separated reducible compounds in one of the process according to the present invention
reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur unter- nicht. Bei Durchführung des Verfahrens gemäß derreducing atmosphere at a temperature below- not. When carrying out the procedure according to
halb etwa 375 C reduziert, um ein reduziertes Metall- vorliegenden Erfindung wird ein Teil irgendeines re-half about 375 C reduced to a reduced metal- present invention is part of any re-
produkt herzustellen, und daß man das reduzierte Me- ao duzierten Eisens zusammen mit dem Nickel carbony-product, and that the reduced me- ao duced iron together with the nickel carbony-
tallprodukt rnitüberatmosphärischenKohlenmonoxyd- liert, und die beiden gasförmigen Carbonyle werdenThe metal product is monoxidized with superatmospheric carbon, and the two gaseous carbonyls become
Teildrücken von weniger als lSAtmosphären und bei von dem Kobalt enthaltenden Rückstand abgetrennt.Partial pressures of less than 15 atmospheres and separated from the cobalt-containing residue.
Temperaturen unterhalb etwa 1000C behandelt, um Die gasförmigen Carbonyle werden dann verflüssigtTemperatures below about 100 0 C treated to The gaseous carbonyls are then liquefied
Nickel- und Eisen-Carbonyle herzustellen, die von dem und einer Destillation unterworfen, wodurch ein sehrNickel and iron carbonyls are produced by the and are subjected to distillation, creating a very
in dem reduzierten Metallprpdukt zurückbleibenden as reines Nrekel-Carbonyl, das im wesentlichen von Eisenin the reduced metal product remaining as pure Nrekel carbonyl, which is essentially iron
Kobalt abgetrennt werden. und naturgemäß von Kobalt frei ist, hergestellt wird.Cobalt can be separated. and is naturally free of cobalt.
Das Verfahren der Erfindung ist besonders zur Be- Bei der Behandlung von nickelhaltigen oxydischen
handlung von nickelhaltigen oxydischen Erzen ge- Erzen hängt die Auswahl des Auslaugungsbetriebs von
eignet. Die Auslaugung, die entweder basisch oder der Natur des Erzes ab. So können z. B. Nickel entsauer
erfolgen kann, kann so geführt werden, daß 30 haltende lateritische Erze, die mehr als 45°/0 Eisen
die Gewinnung des Nickeis und des Kobalts in einer (und daher nur geringe Mengen Magnesiumoxyd, die
Stufe auf einen Maximalwert gebracht wird. Nach 3°/0 nicht überschreiten) enthalten, direkt mit Schweder
Abfiltrierung der Auslauglösung und der Aus- feisäure bei erhöhten Temperaturen, z. B. 230 bis 2600C
fällung des Nickels und des Kobalts daraus ist das in einem Autoklav unter geeigneten Drücken ausge-Volumen
des in der Druckeinrichtung zu behandelnden 35 laugt werden, wodurch eine wäßrige Sulfatlösung her-Materials
erheblich vermindert worden, d. h., weniger gestellt wird, die Nickel, Kobalt und nur mehr beals
etwa 4% des Erzes werden reduziert und carbony- grenzte Mengen Eisen enthält. Die Sulfatlösung kann
liert. Durch die Auslaugung wird ferner Kobalt aus mit einer Base oder einem wasserlöslichen Carbonat
dem Erz mit Nickel gewonnen, so daß die Masse des behandelt werden, um reduzierbare Hydroxyde oder
Erzes für die Kobaltgewinnung nachfolgend nicht mehr 40 basische Carbonate des Nickels und des Kobalts ausbehandelt
zu werden braucht. Ein weiterer Vorteil zufallen, die der weiteren Verarbeitung gemäß der vordieses
Verfahrens liegt darin, daß selbst dann, wenn liegenden Erfindung zugänglich sind,
erhebliche Teile des mit dem Erz verbundenen Eisens Nickel und Kobalt enthaltende lateritische Erze werausgelaugt
und zusammen mit dem Nickel und dem den höchst vorteilhafterweise in der Weise selektiv
Kobalt ausgefällt werden, ohne weiteres ein reines 45 reduziert, daß ein überwiegender Teil, z. B. mehr als
Nickel erhalten wird, das im wesentlichen von Kobalt 75 % des Nickels und des Kobalts und nur kontrollierte
und Eisen frei ist. Mengen von Eisen, z. B. nicht mehr als 3 Teile EisenThe process of the invention is particularly useful for treating nickel-containing oxide ores, the selection of the leaching operation depends on the treatment of nickel-containing oxide ores. The leaching that is either basic or the nature of the ore depends. So z. B. nickel can be de-acidified, can be done so that 30 holding lateritic ores, the more than 45 ° / 0 iron the extraction of nickel and cobalt in one (and therefore only small amounts of magnesium oxide, the level is brought to a maximum value After not exceeding 3 ° / 0 ) contained, directly with Schweder filtering off the leaching solution and the formic acid at elevated temperatures, e.g. B. 230 to 260 0 C precipitation of nickel and cobalt from it is leached out in an autoclave under suitable pressures 35 to be treated in the pressure device, whereby an aqueous sulfate solution forth material has been significantly reduced, ie, less made The nickel, cobalt and only more than about 4% of the ore are reduced and carbony- limited amounts of iron are contained. The sulphate solution can be lated. Through the leaching, cobalt is also obtained from ore with nickel with a base or a water-soluble carbonate, so that the mass of the reducible hydroxides or ore for cobalt extraction are subsequently no longer treated with basic carbonates of nickel and cobalt needs. Another advantage accruing to the further processing according to the previous method is that even when the present invention is accessible,
lateritic ores containing nickel and cobalt, considerable parts of the iron associated with the ore, are leached out and, together with the nickel and the cobalt which is most advantageously selectively precipitated in such a way, a pure 45 is readily reduced that a predominant part, e.g. B. more than nickel is obtained, which is essentially cobalt 75% of nickel and cobalt and only controlled and iron free. Amounts of iron, e.g. B. no more than 3 parts iron
Nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Er- pro Teil Nickel, reduziert werden. Das selektiv redufindung kann jede beliebige Nickel enthaltende Lösung zierte Erz wird sodann mit ammoniakalischer Ammobehandelt werden. Das Verfahren wird jedoch dann am 50 niumcarbonatlösung unter Belüftung ausgelaugt, um vorteilhaftesten angewendet, wenn in der Nickel ent- Nickel, Kobalt und geringere Mengen Eisen aufzulöhaltenden Lösung ein Nickel-zu-Kobalt-Verhältnis von sen. Das Auslaugen mit ammoniakalischen Ammoweniger als etwa 100:1 vorliegt, da das Verfahren eine niumcarbonatlösungen kann bei Temperaturen zwiwirksame Möglichkeit zur Trennung des Nickels von sehen 20 und 900C und bei geeigneten Drücken vordem Kobalt liefert. Gleichermaßen können alle nickel- 55 genommen werden, daß die Abdestillation von Ammohaltigen Materialien mit Einschluß von nickelhaltigen niak und Kohlendioxyd auf einen Minimalwert zuoxydischen Erzen, in denen Nickel zu Kobalt-Verhält- rückgeführt wird. Das Auslaugen wird vorteilhafternisse von weniger als etwa 100: 1 vorliegen, behandelt weise bei Temperaturen zwischen 30 und 7O0C vorgewerden, um Nickel und Kobalt enthaltende Lösungen no.mmen, um durch raschere Diffusion des Sauerstoffs zu liefern, die zur Abtrennung des Nickels von dem 60 die Geschwindigkeit der Nickeloxydation auf einen Kobalt behandelt werden können. Maximalwert zu bringen und um die Verdampfunjis-According to the method according to the present invention, nickel per part can be reduced. The selective redefining can be any nickel-containing solution, ore adorned, is then treated with ammoniacal ammo. However, the process is then leached with aeration on the sodium carbonate solution in order to be most advantageously used when the solution to be dissolved in nickel, cobalt and smaller amounts of iron has a nickel-to-cobalt ratio of sen. The leaching with ammoniacal ammo is less than about 100: 1, since the process can provide a niumcarbonatlösung at temperatures an effective way to separate the nickel from 20 and 90 0 C and at suitable pressures before the cobalt. Likewise, all nickel can be taken from the fact that the distillation of ammo-containing materials with inclusion of nickel-containing niac and carbon dioxide to a minimum value to oxidic ores in which nickel to cobalt ratio is returned. The leaching will advantageously be less than about 100: 1, treated wisely at temperatures between 30 and 70 0 C in order to provide solutions containing nickel and cobalt in order to provide the more rapid diffusion of the oxygen necessary for the separation of the nickel from which 60 the rate of nickel oxidation on a cobalt can be treated. To bring the maximum value and to reduce the evaporation
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geschwindigkeitdesAmmoniaksunddesKohlcndioxydsThe method according to the present invention rate of ammonia and carbon dioxide
wird im allgemeinen meistens in Verbindung mit einer auf einen Minimalwert zurückzuführen. Die basischenis generally attributed to a minimum value, mostly in connection with a. The basic ones
Auslaugung verwendet, doch können auch Nickel- Carbonate des Nickels und des Kobalts können zurLeaching is used, but nickel carbonates of nickel and cobalt can also be used
Prozeßlösungen behandelt werden, die von anderen 65 Vorbereitung der sich daran anschließenden erlindungs-Process solutions are dealt with, which are used by other 65 preparation of the subsequent
Quellen, wie von einer Elektroraffinierung, herkommen. gemäß erfolgenden Behandlung ausgefällt werden,Sources like from an electric refinery. be precipitated according to the treatment taking place,
Die Auslaugung kann entweder mit sauren oder mit indem Ammoniak und Kohlendioxyd aus der LösungThe leaching can be done either with acidic or with removing ammonia and carbon dioxide from the solution
basischen Lösungen bewerkstelligt werden, wenn ent- durch Erhitzen oder durch Vakuum entgasen bzw. eineBasic solutions are accomplished if ent- by heating or degassing by vacuum or a
Kombination dieser Maßnahmen abdestiUiert werden. in konzentrierter Form vorliegen können. Wenn die Das letztere Vorgehen wird bevorzugt, da zur Ausfäl- reduzierende Atmosphäre oxydierende Bestandteile lung keine zusätzlichen Reagentiim notwendig sind enthält, dann sollte die Atmosphäre ein Reduktionsund da das abdestillierte Ammoniak und das ab- potential aufweisen, das einem CO: COg-Verhältnis destillierte Kohlendioxyd zum weiteren Gebrauch für 5 von mindestens 1:4-10» äquivalent ist und dasvorden A uslaugungsbetrieb wiedergewonnen werden kön- teilhafterweise größer als l:102 ist. Die Reduktion nen. Es können auch andere Auslaugungsverfahren an- unter diesen Temperatur- und Atmosphärenbedingungewendet werden. So können beispielsweise nickelhal- gen ergibt bei technisch attraktiven Geschwindigkeiten tige o.iydische Erze selektiv reduziert und unter Be- ein hochreaktives Metallprodukt, lüftung mit Säure ausgelaugt werden, um die Menge io Die Bedingungen der Carbonylierung sind gleichdes in Lösung gehenden Eisens zu verringern. Nach der falls ein wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Er-Neulralisadon der Auslaugflüssigkeit kann ein redu- findung. Gewährleistung technisch verwertbarer Nickelzierbarer Rückstand aus Nickel und Kobalt.für die er- Ausbeuten, d.h. von Nickel-Ausbeuten von mindefindungsgemäß erfolgende Behandlung ausgefällt wer- stens 80% oder mehr, müssen überatmosphärische den. 15 Partialdrücke von Kohlenmonoxyd, z. B. mindestensCombination of these measures can be distilled off. can be in concentrated form. If the latter procedure is preferred, since no additional reagents are necessary for the precipitation-reducing atmosphere, then the atmosphere should have a reducing agent and, since the ammonia distilled off, and the carbon dioxide distilled in a CO: COg ratio for further use for 5 of at least 1: 4-10 »is equivalent and that can be recovered prior to the leaching operation is advantageously greater than 1: 10 2 . The reduction nen. Other leaching methods can be used under these temperature and atmospheric conditions. For example, nickel deposits can be selectively reduced at technically attractive speeds, o.iydic ores and, while aerating a highly reactive metal product, leached with acid in order to reduce the amount of iron. According to the if an important aspect of the present Er-Neulralisadon of the leaching liquid, a reduction. Ensuring technically usable nickel-decoratable residue from nickel and cobalt. For the yields, ie 80% or more of nickel yields from at least 80% or more treatment, must be superatmospheric. 15 partial pressures of carbon monoxide, e.g. B. at least
Eines der wichtigen Merkmale der vorliegenden Er- 2 Atmosphären verwendet werden. Vorteilhafterweise findung ist die Ausfällung der rednzierbaren Verbin- werden höhere Drücke verwendet, so daß bei technisch düngen des Nickels und des Kobalts aus wäßrigen attraktiven Geschwindigkeiten größere Mengen von Lösungen. Niederschläge, insbesondere frische Nieder- Nickel gewonnen werden können. Der Partialdruck des schlage, die aus flüssigen Lösungen herstammen, sind ao Kohlenmonoxyds sollte jedoch nicht über 15 Atmoin chemischer Hinsicht sehr umsetzungsfreudig. So Sphären hinausgehen, da bei diesen hohen Drücken die können beispielsweise Niederschläge aus wäßrigen Selektivität der Carbonylierung des Nickels im VerLösungen bei Temperaturen reduziert werden, die er- häUnis zu Kobalt erheblich zu schwinden beginnt. Am heblich niedriger sind, als sie bei den gleichen Verbin- besten werden Kohlenmonoxyd-Partialdrücke zwischen düngen erforderlich sind, wenn diese nach pyrometall- as 6 und 12 Atmosphären verwendet, um hohe Nickellurgischen Arbeitsweisen hergestellt werden. Da ein ausbeuten bei hohen Reaktionsgeschwindigkeiten zu weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung die erzielen, ohne daß eine unbotmäßige Beeinträchtigung Reduktion der Nickel- und Kobaltverbindungen bei der Selektivität der Carbonylierung stattfindet. Die Temperaturen gewöhnlich unterhalb 3400C ist, wird Carbonylierung kann bei Raumtemperaturen durchgedie Wuchtigkeit der Ausfällung von reduzierbaren 30 führt werden. Es werden jedoch vorteilhafterweise Nickel- und Kobaltverbindungen ohne weiteres er- Temperaturen von 40 bis 1000C verwendet, um attraksichtlich. Unter der Bezeichnung »reduzierbare Ver- tive Carbonylierungsgeschwindigkeiten zu erzielen, bindung«, wie sie hierin gebraucht wird, sollen Oxyde, Höhere Temperaturen sollten bei diesen mäßigen Hydroxyde, Carbonate und deren Gemisch verstanden Drücken vermieden werden, da sie die Extraktion des werden. Basische Carbonate des Nickels und des 35 Nickels erniedrigen.One of the important features of the present er- 2 atmospheres are used. Advantageously, the precipitation of the reducible compound is higher pressures are used, so that larger amounts of solutions are used in the industrial fertilization of nickel and cobalt from aqueous, attractive speeds. Precipitation, especially fresh low nickel, can be obtained. The partial pressure of the shock, which come from liquid solutions, are ao carbon monoxide, but should not exceed 15 atmospheres in chemical terms very reactive. So spheres go beyond, since at these high pressures, for example, precipitates from aqueous selectivity of the carbonylation of nickel in the solution can be reduced at temperatures which begin to decrease considerably to cobalt. Carbon monoxide partial pressures between fertilizers are considerably lower than they are for the same compounds, if these are used according to pyrometallic 6 and 12 atmospheres to produce high nickel-surgical working methods. Since a yield at high reaction rates is another feature of the present invention that can be achieved without undue impairment of the reduction of the nickel and cobalt compounds in the selectivity of the carbonylation. The temperature is usually below 340 0 C, carbonylation can be carried out at room temperatures due to the weight of the precipitation of reducible 30. There are, however, advantageously nickel and cobalt compounds used without further ER- temperatures of 40 to 100 0 C to attraksichtlich. The term "reducible vertical carbonylation rates to achieve binding" as used herein is intended to mean oxides, higher temperatures should be avoided at these moderate hydroxides, carbonates and their mixture pressures, since they are the extraction of the. Lower nickel and 35 nickel basic carbonates.
Kobalts können, wie bereits erwähnt wurde, dadurch Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden gebildet werden, daß aus den entspechenden ammonia- Erfindung ist die Katalysierung der Nickel-Carbonyliekalischen Ammoniumcarbonat-Auslauglösungen Am- rung und die Unterdrückung der Kobalt-Carbonyliemoniak und Kohlendioxyd abdestilliert werden. Solche rungsreaktionen, indem man das reduzierte Metall mit basischen Carbonate können auch hergestellt werden, 40 kontrollierten Mengen von Schwefel in aktiver Form wenn man Nickel- und Kobaltsalzlösungen mit wasser- versieht, d. h., der Schwefel muß durch das ganze relöslichen Carbonaten oder Bicarbonaten, wie Natrium- duzierte Metall hindurch gleichförmig verteilt sein, carbonat oder Natriumbicarbonat, behandelt. Die Der Schwefel oder Schwefel enthaltende Materialien Hydroxyde des Nickels und des Kobalts können da- können vor oder während der Reduktion und/oder durch gebildet werden, daß man zu sauren wäßrigen 45 während der Carbonylierung zugesetzt werden. Wenn Lösungen, in denen Nickel und Kobalt gelöst ist, Basen, der Schwefel vor der Reduktion zugegeben wird, dann wie Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Ammonium- kann er sehr vorteilhafterweise dem wäßrigen Schlamm hydroxyd und andere Basen zusetzt. Die Oxyde des der reduzierbaren Nickel-Kobalt-Verbindungen in Kobalts und des Nickels können gebildet werden, wenn Form eines wasserlöslichen oder eines gasförmigen man die Carbonate, basischen Carbonate, Hydroxyde 50 Sulfids, z. B. als Natrium- oder Kaliumsulfid bzw. oder Sulfide des Nickels und des Kobalts trocknet und/ Schwefelwasserstoff zugesetzt werden. Er kann auch vor oder kalziniert. oder während der Reduktion in Form von Schwefel-As already mentioned, cobalts can thereby be an advantageous embodiment of the present invention be formed that from the corresponding ammonia invention is the catalyzing of the nickel-carbonylic ammonium carbonate leaching solutions and the suppression of the cobalt-carbonyliemonia and carbon dioxide are distilled off. Such reaction reactions by using the reduced metal Basic carbonates can also be made 40 controlled amounts of sulfur in active form if one provides nickel and cobalt salt solutions with water, d. that is, the sulfur must be uniformly distributed throughout the soluble carbonate or bicarbonate, such as sodium-induced metal, carbonate or sodium bicarbonate. The sulfur or sulfur containing materials Hydroxides of nickel and cobalt can be used before or during the reduction and / or be formed by adding to acidic aqueous 45 during the carbonylation. When Solutions in which nickel and cobalt is dissolved, then bases, the sulfur is added before the reduction like sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium it can be very beneficial to the aqueous sludge hydroxyd and other bases added. The oxides of the reducible nickel-cobalt compounds in Cobalt and nickel can be formed if a water-soluble or a gaseous form one the carbonates, basic carbonates, hydroxides 50 sulfide, z. B. as sodium or potassium sulfide or or the sulphides of nickel and cobalt are dried and / or hydrogen sulphide is added. He can also go before or calcined. or during the reduction in the form of sulfur
Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden verbindungen, wie Nickelsulfat, zugesetzt werden. Erfindung ist die Reduktion der reduzierbaren Ver- Der Schwefel kann auch vor der Reduktion als festes bindungen des Nickels und des Kobalts zu den Metallen 55 sulfidisches Material, z. B. als Pyrit, zugesetzt werden., bei Temperaturen, die nicht höher als 375°C betragen. Der Schwefel kann auch während der Reduktion in Wenn die Reduktion bei Temperaturen oberhalb 400° C Form von reduzierbaren gasförmigen Schwefelvervorgenommen wird, dann werden weniger als 75% des bindungen, wie Schwefeldioxyd, zugesetzt werden. Der Nickels nach der darauffolgenden Carbonylierung al: Schwefel kann auch nach der Reduktion vorzugsweise gasförmiges Nickelcarbonyl gewonnen. Um technisch 60 in Form eines reaktiven gasförmigen Sulfids, wie tragbare Reduktionsgeschwindigkeiten zu erzielen, Schwefelwasserstoff oder Kohlenoxysulfid, zugesetzt werden im allgemeinen bei der Durchführung der werden. In allen Fällen ist es vorteilhaft, eine gleich-Reduktion Temperaturen von mindestens 225°C ver- förmige Verteilung des Schwefels zu gewährleisten, wendet. Für diese Reduktion kann jede beliebige Neben der kalalylischen Wirkung auf die Carbonylie-Atmosphäre, die gegenüber Nickeloxyd reduzierend 65 rung kann der Schwefel, wenn er in der Aktivform vorist, verwendet werden, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxyd handen ist, auch die Ausbeute des Nickels als Nickelsowic deren Gemische, die mit Inertgasen oder mit Carbonyl erhöhen. Vermutlich bildet Kobalt sowie oxydierenden Bestandteilen verdünnt sein können oder gegebenenfalls vorhandenes Eisen mit dem NickelAnother important feature of the present compounds, such as nickel sulfate, are added. Invention is the reduction of the reducible compound. The sulfur can also be used as a solid before the reduction bonds of nickel and cobalt to metals 55 sulfidic material, e.g. B. as pyrite, are added., at temperatures not higher than 375 ° C. The sulfur can also be in during the reduction If the reduction is carried out at temperatures above 400 ° C in the form of reducible gaseous sulfur, then less than 75% of the compounds, such as sulfur dioxide, will be added. the Nickel after the subsequent carbonylation al: Sulfur can also preferably be used after the reduction gaseous nickel carbonyl obtained. To technically 60 in the form of a reactive gaseous sulfide, such as To achieve acceptable reduction rates, hydrogen sulfide or carbon oxysulfide is added will generally be used in performing the. In all cases it is advantageous to ensure an equal-reduction temperature of at least 225 ° C with a deformed distribution of the sulfur, turns. In addition to the potassium allylic effect on the carbonylic atmosphere, which reduces nickel oxide, sulfur, if it is in the active form, can be used for this reduction, such as hydrogen and carbon monoxide, including the yield of nickel as nickel-sowic their mixtures that increase with inert gases or with carbonyl. Presumably cobalt forms as well oxidizing constituents can be diluted or optionally present iron with the nickel
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während der Reduktion eine feste Lösung, die das gelassene Kohlenmonoxyd enthält gasförmiges Nickel-Nickel während der Carbonylierung weniger aktiv Carbonyl, welches auf die vorstehend beschriebene macht, und der Schwefel reagiert nun mit dem Kobalt Weise gesammelt wird. Durch die kontinuierliche Ent- und dem Eisen und führt die Wirkungen dieser Metalle fernung des Nickel-Carbonyls aus dem Carbonyliein der festen Lösung auf ein Minimum zurück. Das 5 rungsreaktor wird die Carbonylierungsreaktion lei-Schwefel enthaltende Material wird in solchen Mengen stungsfähiger gestaltet, indem die Reaktion, vollslänzugefügt, daß der Schwefelgehalt des reduzierten Mate- diger und mit einer größeren Geschwindigkeit abläuft, rials zwischen 0,05 und 5% hegt. Zur Realisierung der Der Carbonylierungsrückstand, in dem Nickelrzuvollen katalytischen Wirkungen des Schwefels sowie Kobalt-Verhältnisse von nur 1: 3 oder sogar nochniedder mit der möglicherweise erfolgenden Bildung von to riger vorliegen können, können auf die herkömmliche Kobalt- und/oder Eisehsulfid verbundenen Wirkungen Weise zur Gewinnung des Kobalts in verkaufsfähiger wird das Schwefel enthaltende "Material in solchen Form behandelt werden. So kann der Rückstand bei-Mengen zugegeben, daß 0,2 Mol bis 2 Mol Schwefel spielsweise wieder aufgelöst werden, und das Kobalt pro Mol Kobalt und/oder Eisen zur Verfügung gestellt kann durch Flüssigkeits- oder Feststoffionenaustauwerden. Im allgemeinen ist, je höher der Anteil des 15 scherverfahren gewonnen werden. Das Kobalt und Schwefel enthaltenden Materials, das innerhalb des das Nickel können auch weiter getrennt werden, indem genannten Bereichs zugefügt wird, ist, desto höher die man nach der Auflösung eine selektive Ausfällung vormaximale Reduktionstemperatur (bis zu 400" C), die nimmt, z. B. durch Zugabe von wasserlöslichen Sulfiverwendet werden kann, und desto niedriger ist der er- den oder durch Reduktion mit Wasserstoff, forderliche Kohlenmonoxyddruck für die Carbonylie- 20 Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert, rung und desto niedriger ist der Kobaltgehalt des ver- . flüchtigten Nickel-Carbonyls. Wenn jedoch über- Beispiel 1 schüssige Schwefelmengen zugefügt werden, dann wird Es wurde eine Probe erhalten, die 41,2 % Nickel und die endgültige Nickelextraktion erniedrigt, weil sich S % Kobalt, d. h. ein Nickel-zu-Kobalt-Verhältnis von etwas Nickel mit dem Schwefel unter Bildung von SuI- as 8,25:1 enthielt, indem eine Nickel und Kobalt enthalfiden vereinigt, welche nicht ohne weiteres reduziert tende ammoniakalische Ammoniumcarbonatlösung und carbonyliert werden. Dies trifft insbesondere bei erhitzt wurde, wodurch Ammoniak und Kohlendioxyd den mäßigen Drücken, die bei der Carbonylierung an- abdestilliert und die basischen Carbonate des Nickels gewandt werden, zu. Die Schwefel enthaltenden Ver- und des Kobalts ausgefällt wurden. Diese Charge bindungen sollten daher vorteilhafterweise so züge- 30 wurde 4 Stunden bei 3000C in Wasserstoff reduziert, geben werden, daß 0,75 bis 1,5 Mol Schwefel pro Mol Vor der Reduktion wurde genügend Schwefel in Form Kobalt vorgesehen werden. Wenn in der reduzierbaren von Natriumsulfid (NaxS)-Schlamm zugesetzt, um das Nickelverbindung oder in dem reduzierten Metall reduzierte Metall mit einem Schwefelgehalt von 3%, Kupfer vorhanden ist, dann sollten zusätzliche Men· d. h. einem Schwefel-zu-Kobalt-Molverhältnis von gen von Schwefel innerhalb der vorstehenden Ver- 35 0,54:1 zu versehen. Das reduzierte Metallprodukt hältnisse vorgesehen werden. wurde ohne Rückoxydation abgekühlt und hierauf mitduring the reduction a solid solution containing the carbon monoxide left behind is collected gaseous nickel-nickel during the carbonylation less active carbonyl, which makes the above described, and the sulfur now reacts with the cobalt manner. Due to the continuous removal of iron and the effects of these metals removal of the nickel carbonyl from the carbonylie in the solid solution to a minimum. The material containing the carbonylation reaction is made more powerful in such amounts that the reaction is added in full so that the sulfur content of the reduced material runs off at a greater rate between 0.05 and 5%. The carbonylation residue, in which nickel can have sufficient catalytic effects of sulfur and cobalt ratios as low as 1: 3 or even lower with the possible formation of carbonylation, can be done in the conventional cobalt and / or iron sulphide-related manner Obtaining the cobalt in salable, the sulfur-containing "material is treated in such a form. So the residue can be added in amounts that 0.2 moles to 2 moles of sulfur, for example, are redissolved, and the cobalt per mole of cobalt and / or iron may be provided by liquid or solid ion exchange. In general, the higher the proportion of the shear process recovered. The cobalt and sulfur containing material within which the nickel can also be further separated by adding said range is, the higher the maximum selective precipitation after dissolution ale reduction temperature (up to 400 "C) that takes, e.g. B. by adding water-soluble sulfi, and the lower the earth or by reduction with hydrogen, necessary carbon monoxide pressure for the Carbonylie- 20 The invention is illustrated in the examples, and the lower the cobalt content of the ver. volatile nickel carbonyls. However, if excessive amounts of sulfur are added to Example 1, then a sample was obtained which decreased 41.2% nickel and the final nickel extraction because there was S% cobalt, ie a nickel-to-cobalt ratio of some nickel contained the sulfur with formation of Sul as 8.25: 1, by combining a nickel and cobalt halide, which is not readily reduced ammoniacal ammonium carbonate solution and carbonylated. This is particularly true when the heating is carried out, whereby ammonia and carbon dioxide are at the moderate pressures which are distilled off during carbonylation and the basic carbonates of nickel are used. The sulfur containing carbon and cobalt were precipitated. This batch should bonds therefore advantageously züge- 30 for 4 hours reduced at 300 0 C in hydrogen, will provide that 0.75 to 1.5 moles of sulfur per mole of sulfur before reduction was to be provided in the form of cobalt enough. If copper is present in the reducible sodium sulfide (Na x S) added to the nickel compound or in the reduced metal with a 3% sulfur content, then additional amounts should be added, ie a sulfur-to-cobalt molar ratio of sulfur within the above 35 0.54: 1 ratio. The reduced metal product ratios are provided. was cooled without reoxidation and then with
reaktion gesammelt, indem man die aus dem Carbony- Sphären und bei einer Temperatur von 6O0C 17 Stun-reaction collected by taking the spheres from the carbony and at a temperature of 6O 0 C for 17 hours
lienmgsreaktor austretenden Gase komprimiert und/ den lang behandelt. Durch die Carbonylierungsbehand-Lienmgsreaktor exiting gases compressed and / the long treated. Through the carbonylation treatment
oder abkühlt. Die Komprimierung und/oder die Ab- 40 lung wurden 98% des Nickels in dem reduziertenor cools down. The compression and / or the ablation was 98% of the nickel in the reduced
kühlung dieser Gase stellt eine Methode zur Abtren- Metallprodukt extrahiert Der Carbonylierungsrück-Cooling of these gases provides a method of separating metal product extracted The carbonylation back-
nung von Nickel-Carbonyl zusammen mit anderen stand enthielt 96% des Kobalts in dem reduziertenThe use of nickel carbonyl along with other stands contained 96% of the cobalt in the reduced
dar. Das Kohlenmonoxyd kann sodann wieder in den dem Nickel-Carbonyl erschienen, d. h. das Nickel-zu-The carbon monoxide can then reappear in the nickel carbonyl, i.e. H. the nickel-to-
flüssigen Carbonylverbindungen können fraktioniert 200:1.liquid carbonyl compounds can be fractionated 200: 1.
destilliert werden, wobei Nickel-Carbonyl, das im Zu Vergleichszwecken wurde eine Charge der glei-be distilled, with nickel-carbonyl, which was used for comparison purposes, a batch of the same
wesentlichen von Eisen und naturgemäß von Kobalt chen Zusammensetzung bei den gleichen Bedingungenessentially of iron and, of course, of cobalt chen composition under the same conditions
frei ist, als erstes abdestilliert Durch Zersetzung des mit Einschluß der Zugabe von Schwefel behandelt,is free, first distilled off By decomposition of the treated with inclusion of the addition of sulfur,
abdestillierten Nickel-Carbonyls können die handeis- 50 jedoch mit der Ausnahme, daß die Carbonylierungs-distilled nickel carbonyl can be used, however, with the exception that the carbonylation
üblichen Formen von im wesentlichen reinem Nickel reaktion nur unter einem Druck von einer Atmosphärecommon forms of essentially pure nickel only react under one atmosphere of pressure
hergestellt werden. So kann beispielsweise das Nickel- Kohlenmonoxyd vorgenommen wurde. Unter sonstgetting produced. For example, the nickel-carbon monoxide was made. Under otherwise
steht Letzteres kann in die Carbonylierungsreaktion 55 a .. „ .,, -stands the latter can in the carbonylation reaction 55 a .. ". ,, -
zurückgeführt werden. Beispiel 2to be led back. Example 2
Die Carbonylierungsreaktion kann in jeder Vorrich- Dieses Beispiel belegt die Tatsache, daß niedrigere tung durchgeführt werden, die einen guten Gas-Fest- Reduktionstemperaturen wesentlich sind, um innerstoffkontakt gibt Die Durchführung kann Chargen- hdbvemünftiger^tratecbnischakzeptierbareNickelweise oder auf kontinuierlicher Basis geschehen. So 60 ausbeuten zu erhalten, fine Reihe von drei Chargen, können beispielsweise Fließbettreaktoren, Drehofen die 41,2% Nickel und 5,0% Kobalt, d. h. ein Nickeloder Mehrfachöfen eingesetzt werden, sofern eine zu-Kobalt-Verhältnis von 85,2:1 enthielten und die gute Gasabdichtung vorliegt durch Erhitzen eines Nickel -und Kobalt enthaltendenThe carbonylation reaction can be carried out in any device. This example demonstrates the fact that lower The process can be carried out in a batch-wise, technically acceptable manner, or on a continuous basis. So yield 60, fine series of three batches, For example, fluidized bed reactors, rotary kilns containing 41.2% nickel and 5.0% cobalt, i. H. a nickel or multiple furnaces can be used, provided that they contained a to cobalt ratio of 85.2: 1 and the Good gas sealing is achieved by heating a material containing nickel and cobalt
fahren kontinuierlich oder absatzweise durchgeführt 65 worden waren, wurden in Wasserstoff 4 Stunden aufrun continuously or intermittently 65 were carried out in hydrogen for 4 hours
wird, Kohlenmonoxyd mit dem erforderlichen Teil- 300,400 und 500° C erhitzt Genügend Schwefel wurdecarbon monoxide is heated with the required part - 300,400 and 500 ° C. Enough sulfur has been heated
druck dem Carbonylierungsreaktor kontinuierlich zu- als NatS-Schlamm vor der Reduktion zugefügt, daßpressure continuously added to the carbonylation reactor as NatS sludge before the reduction, that
gefügt und daraus abgelassen. Das kontinuierlich ab- das reduzierte Metall mit einem Schwefel-zu-Kobalt-joined and drained from it. The continuously from- the reduced metal with a sulfur-to-cobalt-
24902490
Molverhältnis von 0,29, bzw. 0,38 und 0,27 versehen wurde.Molar ratio of 0.29, or 0.38 and 0.27 was provided.
Das reduzierte Metallprodukt wurde ohne Rückoxydation abgekühlt und hierauf bei einem Teildruck von 10 Atmosphären und einer Temperatur von 60° C 17 Stunden lang mit Kohlenmonoxyd behandelt. Durch die Carbonylierungsbehandlung wurden 98,6, 66,4 und 41,2% des Nickels in den Produkten reduziert, und zwar bei Temperaturen von 300 bzw. 400 und 5000C. Wie in Tabelle I gezeigt ist, hängt das Ausmaß der Verflüchtigung des Nickels ausgeprägterweise von der Vorreduktionstemperatur ab. Reduktionstemperaturen unterhalb 300° C ergeben ähnliche Extraktionsergebnisse, wobei jedoch die Reduktionsgeschwindigkeit sich drastisch erniedrigt. The reduced metal product was cooled without reoxidation and then treated with carbon monoxide at a partial pressure of 10 atmospheres and a temperature of 60 ° C. for 17 hours. The carbonylation treatment reduced 98.6, 66.4 and 41.2% of the nickel in the products at temperatures of 300 and 400 and 500 ° C., respectively. As shown in Table I, the extent of volatilization depends on the Nickel significantly depends on the pre-reduction temperature. Reduction temperatures below 300 ° C. give similar extraction results, but the rate of reduction is drastically reduced.
S: Ca MolverhältnisS: Approx Molar ratio
0,29 0,38 0,270.29 0.38 0.27
CarbonylierungsdruckCarbonylation pressure
at COat CO
10 10 1010 10 10
ReduktionstemperaturReduction temperature
300 400 500300 400 500
Nickel-ExtraktionNickel extraction
'/. 1 Std. I 17 Std.'/. 1 hour I 17 hours
39,539.5
34,934.9
7,27.2
Eine Serie von sechs Proben von basischem Carbonat, das 41,2 % Nickel und 5% Kobalt enthielt (aus ammoniakalischer Ammoniumcarbonatlösung erhalten), wurde mit wäßriger Natriumsulfidlösung aufgeschlämmt, um Schwefel-Kobalt-Molverhältnisse im Bereich von 0,25 bis 1,0 zu erhalten (vgl. Tabelle II). Die Aufschlämmungen wurden abfiltriert, und die sulfidieren Carbonate wurden 4 Stunden bei 3000C mit Wasserstoff reduziert. Die reduzierten Produkte wurden ohne Rückoxydation abgekühlt und hieraul mit Kohlenmonoxyd 17 Stunden lang bei 600C behandelt. Die sechs Proben wurden in zwei Reihen behandelt, nämlich drei Proben bei 5 Atmosphären Kohlenmonoxyd und drei Proben bei 10 Atmosphären Kohlenmonoxyd. Die Proben wurden so ausgewählt, daß ein weiter Schwefel-Kobalt-Bereich bei beiden ίο Reihen überdeckt wurde. A series of six samples of basic carbonate containing 41.2% nickel and 5% cobalt (obtained from ammoniacal ammonium carbonate solution) were slurried with aqueous sodium sulfide solution to give sulfur to cobalt molar ratios ranging from 0.25 to 1.0 obtained (see Table II). The slurries were filtered off and the sulfiding carbonates were reduced for 4 hours at 300 0 C with hydrogen. The reduced products were cooled without re-oxidation and hieraul treated with carbon monoxide for 17 hours at 60 0 C. The six samples were treated in two series, namely three samples at 5 atmospheres of carbon monoxide and three samples at 10 atmospheres of carbon monoxide. The samples were selected to cover a wide range of sulfur-cobalt in both rows.
1. Katalysierung der Verflüchtigungsreaktion des Nickels,1. catalyzing the volatilization reaction of nickel,
2. Unterdrückung der Bildung von Kobalt-Carbonyl,2. Suppression of the formation of cobalt carbonyl,
3. Erniedrigung der endgültigen Nickel-Extraktion für hohe Schwefel-Kobalt-Verhältnisse.3. Lowering the final nickel extraction for high sulfur-cobalt ratios.
In Tabelle II ist die Katalysierungswirkung für die Versuche mit 5 Atmosphären erkennbar zam Aus*In Table II is the catalytic effect for the Experiments with 5 atmospheres recognizable at the end *
ao druck gebracht, wobei Schwefel-Kobalt-Molverhältnisse von 0,25, 0,50 und 1,00 Nicket-Verflüchtigungen von 49,4, bzw. 69,1 und 94,0 ergeben. Die Wirkung dei Unterdrückung des Kobalts ist in gleicher Weise eindeutig gezeigt: Die Nickel-Kobalt-Verhältnisse steigenao, with sulfur-cobalt molar ratios of 0.25, 0.50 and 1.00 nicket volatilizations of 49.4, 69.1 and 94.0 respectively. The effect of suppressing cobalt is clearly shown in the same way: The nickel-cobalt ratios increase
as von 135 auf 1900 und 26000 für Schwefel-Kobalt-Molverhältnisse von 0,25 bzw. 0,50 und 1,0 an. Bei dem höheren Druck (10 Atmosphären) ist die katalytische Wirkung von hohen Schwefelgehalten nicht so signifikant. Die Kobaltunterdrückung bleibt jedoch immeias from 135 to 1900 and 26000 for sulfur-cobalt molar ratios of 0.25 and 0.50 and 1.0, respectively. In which higher pressure (10 atmospheres) the catalytic effect of high sulfur contents is not as significant. The cobalt suppression remains, however
noch ein wichtiger Faktor: In dem Maß, wie das Schwefel-Kobalt-Molverhältnis von 0,32 auf 0,52 und 0,73 erhöht wird, steigt das Nickel-Kobalt-Extraktionsverhältnis von 131 auf 226 und 995, während die endgültige Nickel-Extraktion etwas fällt, nämlich vonanother important factor: to the extent that the sulfur-cobalt molar ratio from 0.32 to 0.52 and 0.73 is increased, the nickel-cobalt extraction ratio increases from 131 to 226 and 995, while the final nickel extraction drops slightly, namely from 98,6 auf 98,0 und 97,0.98.6 to 98.0 and 97.0.
• Probe = 41,2"/. Ni, 5,0% Co, 8,25·/. Ni/Co. Reduktion 4 Stunden bei 3000C in H1. Verflüchtigung 17 Stunden.• Sample = 41.2 "/. Ni, 5.0% Co, 8.25 · /. Ni / Co. Reduction 4 hours at 300 ° C. in H 1. Evaporation 17 hours.
Eine Probe aus lateritischem Erz, das 1,18% Ni, 0,15 % Co, und 45,1 % Fe enthielt, zu der V1 Gewichtsprozent Pyrit zugefügt worden war, wurde 4 Stunden bei 600" C mit einem Gas, das 40% Kohlenmonoxyd und 60% Kohlendioxyd enthielt, selektiv reduziert. Das reduzierte Material wurde ohne Rückoxydation auf 60DC abgekühlt und dann mit Kohlenmonoxyd bei einem Teildruck von 5 Atmosphären 17 Stunden lang behandelt Der carbonyi-extrahierte Rückstand wurde in eine animoniakalische Ammoniumcarbonatlösung eingegeben, die 6 Gewichtsprozent Ammoniak und 4 Gewichtsprozent Kohlendioxyd enthielt. Der Rückstand wurde mit dieser Lösung bei 65° C unter Belüftung ausgelaugt. A sample of lateritic ore containing 1.18% Ni, 0.15 % Co, and 45.1 % Fe , to which V 1 % by weight of pyrite had been added, was treated for 4 hours at 600 "C with a gas that was 40 % carbon monoxide and 60% carbon dioxide contained, selectively reduced. the reduced material was cooled without reoxidation at 60 D C, and then treated with carbon monoxide at a partial pressure of 5 atmospheres for 17 hours, the carbonyl-extracted residue was placed in a animoniakalische ammonium carbonate solution containing 6 The residue was leached with this solution at 65 ° C. with aeration.
Durch die Carbonylierungsbehandlung wurdet 91,5% des Nickels extrahiert, wodurch ein CarbonylBy the carbonylation treatment, 91.5% of the nickel was extracted to give a carbonyl
produkt erhalten wurde, das auf 1 Teil Nickel Ö,73Teil< Eisen und weniger als 0,0001 Teil Kobalt enthielt Durch eine Behandlung mit ammoniakalischem Am moniumcarbonat wurden weitere 3,5% des Nickel; zusammen mit 81,5% des Kobalts ausgelaugt Dkproduct was obtained that is based on 1 part of nickel O, 73 parts < Iron and less than 0.0001 part cobalt contained by treatment with ammoniacal Am monium carbonate were another 3.5% of the nickel; along with 81.5% of the cobalt leached Dk
Destillation dieser Auslauglösung ergab ein basische: Carbonat, welches Nickel, Kobalt und Etsen im rage fähren Verhältnis 1:3:0,01 enthielt Das Carbonai kann nach den herkömmlichen Behandlungsmeüiodei unterworfen werden, um das Kobalt zu gewinnenDistillation of this leach solution gave a basic: Carbonate, which nickel, cobalt and etsen in the rage Ferries ratio 1: 3: 0.01 contained The carbonai can be according to the conventional treatment menu be subjected to extract the cobalt
Eine ähnliche Probe eines lateritischen Erzes zusam men mit Vi Gewichtsprozent Pyrit wurde 4 Stundet bei 6000C mit einem Gas, das 40% Kohlenmonoxyc und 60% .Kohlendioxyd enthielt, selektiv reduziertA similar sample of a lateritic ore men together with Vi weight percent pyrite was added 4 deferment at 600 0 C with a gas containing 40% and 60% Kohlenmonoxyc .Kohlendioxyd selectively reduced
Das reduzierte Material wurde ohne Rückoxydation auf 6S0C abgekühlt und in eine ammoniakalische Ammoniumcarbonatlösung gebracht, die 6 Gewichtsprozent Ammoniak und 4 Gewichtsprozent Kohlendioxyd enthielt. Der Rückstand wurde mit dieser Lösung bei 65°C unter Belüftung ausgelaugt: Durch dieses Auslaugen wurden 93,5% des Nickels zusammen mit 80 bis 82% des Kobalts extrahiert. Die Destillation dieser Auslauglösung ergab ein basisches Carbonat, das Nickel, Kobalt, Eisen im ungefähren Verhält- nis 1:0,11:0,01 enthielt. Das basische Carbonat wurde mit einer wäßrigen Natriumsulfidlösungaufgeschlämrnt, wodurch ein Schwefel-Kobalt-Molverhältnis von 0,82:1 in den Feststoffen erhalten wurde. Die Aufschlämmung wurde abfiltriert, und das basische Carbo- nat wurde unter Wasserstoff bei 30O0C 4 Stunden lang reduziert. Das reduzierte Material wurde ohne Rückoxydation auf 60° C abgekühlt und hierauf mit Kohlenmonoxyd bei einem Partialdruck von 6 Atmosphären 17 Stunden lang behandelt. Durch die Carbonylie- ao rungsbehandlung wurden 97 % des ursprünglich in dem Carbonat vorhandenen Nickels extrahiert, wodurch ein Carbonylprodukt erhalten wurde, das auf 1 Teil Nickel 0,002 Teile Kobalt und 0,002 Teile Eisen enthielt. Der Rückstand aus der Carbonylierung enthielt Nickel, as Kobalt und Eisen im ungefähren Verhältnis 1:3:0,2. Dieser Rückstand kann den üblichen Behandlungsmethoden zur Gewinnung des Kobalts unterworfen werden.The reduced material was cooled without re-oxidation on 6S 0 C and placed in an ammoniacal ammonium carbonate solution containing 6 weight percent ammonia and 4 weight percent of carbon dioxide. The residue was leached with this solution at 65 ° C. with aeration: This leaching extracted 93.5% of the nickel together with 80 to 82% of the cobalt. Distillation of this leach solution gave a basic carbonate containing nickel, cobalt, iron in an approximate ratio of 1: 0.11: 0.01. The basic carbonate was slurried with an aqueous sodium sulfide solution to give a sulfur to cobalt molar ratio of 0.82: 1 in the solids. The slurry was filtered off and the basic carbonate was reduced under hydrogen at 30O 0 C for 4 hours. The reduced material was cooled to 60 ° C. without reoxidation and then treated with carbon monoxide at a partial pressure of 6 atmospheres for 17 hours. The carbonylation treatment extracted 97% of the nickel originally present in the carbonate, whereby a carbonyl product was obtained which contained 0.002 part cobalt and 0.002 part iron per 1 part nickel. The residue from the carbonylation contained nickel, cobalt and iron in an approximate ratio of 1: 3: 0.2. This residue can be subjected to the usual treatment methods for the recovery of cobalt.
Auf Grund dieser beiden Arbeitsweisen wird ersiehtlieh, daß die selektive Reduktion, an die sich direkt ein Auslaugen mit Ammoniak anschließt, insofern vorteilhaft ist, als das Gewicht des in dem Druckreaktor zu verarbeitenden Materials weniger als 2% des Gewichts der Erzbeschickung beträgt Ein Auslaugen, an das sich die Carbonylierung anschließt, ist gleichfalls insofern vorteilhaft, als das Carbonylprodukt einen viel geringeren Eisengehalt aufweist, als dasjenige, daß durch direkte Verflüchtigung erhalten wird.On the basis of these two modes of operation it can be seen that the selective reduction, which is directly involved Leaching with ammonia follows, inasmuch as the weight of the in the pressure reactor increases processed material is less than 2% of the weight of the ore charge which is followed by the carbonylation is also advantageous in that the carbonyl product is one has much lower iron content than that obtained by direct volatilization.
4040
Dieses Beispiel belegt die Tatsache, daß die Wirkung der Reduktionstemperatur nicht so drastisch ist, wenn Schwefelgehalte innerhalb der bevorzugten Schwefelzu-Kobalt-Verhältnisse verwendet werden. Vier Proben eines basischen Carbonatniederschlags, der 44,8*/· Nickel, 4,75% Kobalt und 1,88% Schwefel enthielt, wurden in Wassesrtoff 4 Stunden bei 300"C, 3250C, 3500C und 375°C reduziert Vor der Reduktion wurde zu den einzelnen Proben genügend Schwefel gegeben, daß in den reduzierten Metallproben Schwefel-zu-Kobalt-Molverhältnisse von 0,99, 0,88, 0,93 und 0,85 erhalten wurden. Die reduzierten Metallproben wurden unter 10 Atmosphären Kohlenmonoxyd bei 6O0C 20 Stunden lang carbonyliert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt Es wird ersichtlich, daß wenn die vorteilhaften Schwefel-zu-Kobalt-Molverhältnisse verwendet werden, die Wir- kung der Reduktionstemperatur auf die Nickel-Extraktion selbst bis zu 375° C nicht erkennbar ist Die Wirkung der 'Reduktionstemperatur wird ersichtlicher, wenn man sich 400° C annähert Die Ergebnisse m Tabellen! zeigen auch, daß höhere Reduktionstemperaturen, während sie die Nickel-Extraktionen erniedrigen, das Verhältnis des extrahierten Nickels zu Kobalt erhöhen.This example demonstrates the fact that the effect of the reduction temperature is not as dramatic when sulfur levels are used within the preferred sulfur to cobalt ratios. Contained four samples of a basic Carbonatniederschlags, the 44.8 * / · nickel, 4.75% cobalt and 1.88% sulfur, 4 hours at 300 "C, 325 0 C 350 0 C and 375 ° C were reduced in Wassesrtoff Sufficient sulfur was added to each sample prior to reduction to provide sulfur to cobalt molar ratios of 0.99, 0.88, 0.93, and 0.85 in the reduced metal samples, and the reduced metal samples were under 10 atmospheres carbon monoxide for 20 hours carbonylated at 6O 0 C. the results obtained are shown in Table III together It is apparent that if the advantageous sulfur-to-cobalt mole ratios are used, the WIR effect of the reduction temperature on the nickel extraction itself up to 375 ° C is not recognizable. The effect of the 'reduction temperature becomes more apparent when approaching 400 ° C. The results in the tables also show that higher reduction temperatures, while they lower the nickel extractions, the ratio of the e Increase extracted nickel to cobalt.
Reduktionstemperatur 0CReduction temperature 0 C
S:Co MolverhältnisS: Co Molar ratio
0,99 0,88 0,93 0,850.99 0.88 0.93 0.85
98,8 96,5 96,8 91,398.8 96.5 96.8 91.3
6,7 5,8 5,3 3,56.7 5.8 5.3 3.5
extrahiertenextracted
Ni: CoNi: Co
139: 1 158: 1 172:1 246:1139: 1 158: 1 172: 1 246: 1
Claims (13)
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