FI126968B - Menetelmä koboltin ja magnesiumin erottamiseksi nikkeliä sisältävästä uuton syöttöliuoksesta - Google Patents

Description

Menetelmä koboltin ja magnesiumin erottamiseksi nikkeliä sisältävästä uuton syöttöliuoksesta

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää koboltin ja magnesiumin erottamiseksi nikkeliä sisältävästä uuton syöttöliuoksesta.

Nikkelin hydrometallurginen jalostus epäpuhtaista raaka-aineista erilaisiksi puhtaiksi nikkelituotteiksi sisältää tyypillisesti osaprosesseja kuten: liuotus, liu-ospuhdistus ja tuotteiden valmistus. Jalostusprosessin raaka-aineita voivat olla sulfidisten nikkelirikasteiden sulatuksen tuote nikkelikivi, välituote erilaisten nikkelimalmien hydrometallurgisesta jalostamisesta ja/tai sekundääriset nikke-liyhdisteet sivutuotteina muiden metallien jalostuksesta ja/tai nikkelipitoiset kierrätysmateriaalit. Käsillä oleva keksintö koskee yleisesti sanottuna menetelmää kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävien vesiliuosten käsittelemiseksi niin, että saadaan erilliset pääasiassa kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävät vesiliuokset. Tällöin koboltti ja magnesium erotetaan nikkeliä sisältävästä vesiliuoksesta erillisiksi, pääasiassa kobolttia ja magnesiumia sisältäviksi vesiliuoksiksi ja koboltista sekä magnesiumista vapaaksi nikkeliä sisältäväksi vesiliuokseksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä koboltti, magnesium ja nikkeli erotetaan toisistaan neste-neste -uutolla. Neste-neste -uuttoa käytetään yleisesti liuos-puhdistusprosessina liuotuksessa syntyvän nikkeliliuoksen puhdistamiseen epäpuhtausmetalleista ennen nikkelituotteiden valmistusta. Koboltti, magnesium ja nikkeli tulevat hydrometallurgiseen jalostusprosessiin raaka-aineissa ja/tai tarveaineissa, jolloin nämä metallit päätyvät liuotuksessa syntyvään nik-keliliuokseen. Nikkeli- ja kobolttituotteiden laadun ja prosessien toimivuuden kannalta on tärkeää saada koboltti, magnesium ja nikkeli erotettua toisistaan. Näiden metallien pitoisuudet liuoksessa vaihtelevat käytetystä raaka-aineesta, tarveaineista ja niiden esikäsittelymenetelmistä riippuen.

Koboltin ja nikkelin erottamiseen toisistaan on yleisesti olemassa useita eri prosessointivaihtoehtoja, joista erästä kuvataan ohessa.

Kationinvaihtomekanismiin perustuvissa neste-neste -uuttoprosesseissa metallit siirtyvät vesiliuoksista veteen liukenemattomaan tai veteen niukkaliukoiseen orgaaniseen uuttoliuokseen seuraavan yksinkertaistetun reaktioyhtälön (1) mukaisesti, yläviiva kuvaa orgaanista liuosta,

(1)

Reaktioyhtälön (1) mukaisesti uuttoreaktion osaslajien tasapainopitoisuudet määrää pääasiallisesti vesiliuoksen pH ja kullekin metallille voidaan määrittää ominainen pH-isotermi. Kuvassa 1 on esitetty, miten metallin uuttoaste asettuu kussakin pH:ssa uuttoreagenssin ollessa Cyanex 272. Käytettäessä uuttoreagenssina bis-(2,4,4-trimetyylipentyyli)-fosfiinihappoa, esimerkiksi Cyanex 272:ta kuten kuvassa 1, uutetaan koboltti tyypillisesti nikkelin vesiliuoksesta pH-arvossa yli 5, jossa koboltin uuttoaste on korkea ja nikkelin uuttoaste alhainen. Tällöin kuitenkin hieman nikkeliä ja enemmän magnesiumia kerauuttautuu saatavaan uuttoliuokseen. Nikkeli saadaan talteen uut-toliuoksesta pesemällä uuttoliuosta kobolttipitoisella vesiliuoksella pH:n ollessa 4-5 ja palauttamalla pesuvesi uuttovaiheeseen. Tällöin kuitenkin myös valtaosa magnesiumista peseytyy vesiliuokseen ja seuraa nikkeliä. Käytetyissä kationinvaihtomekanismiin perustuvissa neste-nesteuutto-menetelmissä onkin vaikea saada erotettua magnesiumia nikkelistä, mikä rajoittaa tunnetuissa neste-neste -uutoissa syöttöliuoksen nikkeli-magnesium massasuhteen (Ni/Mg) pienimmillään arvoon 500. Tämä rajoittaa magnesium-pitoisten raaka- ja tarveaineiden käyttöä; vrt. Chemistry for Sustainable Development 12 (2004) 81-91.

Edellä oleva ongelma lähtökohtana keksinnön päätavoitteena oli saada aikaan kationinvaihtomekanismiin perustuva neste-neste -uuttomenetelmä, jolla voitaisiin saada erotettua magnesium tarkasti pois vesiliuoksesta niin että se ei seuraa nikkeliä raffinaattiin tai kobolttia tuoteliuokseen, huolimatta siitä, että uuton syöttöliuoksessa nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) on pienempi kuin 500.

Keksintö koskee menetelmää, jossa kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältäviä vesiliuoksia käsitellään neste-neste -uutolla niin, että saadaan erilliset pääasiassa kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävät vesiliuokset.

Tarkemmin sanottuna keksintö koskee kuvan 2 mukaista menetelmää kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävän uuton syöttöliuoksen 1 käsittelemiseksi neste-neste -uutolla, jossa ensimmäinen uuttoliuos 2 sisältää mainittuun uuton syöttöliuokseen 1 liukenematonta tai niukkaliukoista kationinvaihtouutto-reagenssia.

Keksinnön mukainen, patenttivaatimuksessa 1 määritelty menetelmä sisältää vähintään seuraavat menetelmävaiheet, joilla koboltti ja magnesium erotetaan nikkeliä sisältävästä uuton syöttöliuoksesta neste-neste-uutolla, jossa ensimmäinen uuttoliuos sisältää mainittuun syöttöliuokseen liukenematonta tai niukkaliukoista kationinvaihtouuttoreagenssia, joka on alkyylifosfiinihappo - uuttovaiheessa A kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävää uuton syöttö-liuosta uutetaan ensimmäisellä uuttoliuoksella koboltilla, magnesiumilla ja nikkelillä ladatun toisen uuttoliuoksen ja pääosin nikkeliä sisältävän, raffinaatin, saamiseksi, - pesuvaiheessa B koboltilla, magnesiumilla ja nikkelillä latautunutta toista uut-toliuosta pestään vastavirtaan vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä ensimmäisellä pesuliuoksella, jonka pH on 0,5-5, pääosin koboltilla ja magnesiumilla latautuneen kolmannen uuttoliuoksen ja pääosin nikkeliä sisältävän ensimmäisen pesuveden, saamiseksi, - pesuvaiheessa C pääosin koboltilla ja magnesiumilla latautunutta kolmatta uuttoliuosta pestään vastavirtaan vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä toisella pesuliuoksella, jonka pH on 0,5-5, pääosin koboltilla latautuneen neljännen uuttoliuoksen ja pääosin magnesiumia sisältävän toisen pesuveden, saamiseksi ja takaisinuuttovaiheessa D, pääosin koboltilla latautunutta neljättä uuttoliuosta takaisinuutetaan rikkihapon vesiliuoksella, tai jonkin muun mineraalihapon vesiliuoksella, takaisinuuttoliuoksella, jonka happopitoisuus on 30 - 300 g/L, pääosin metalleista vapaan viidennen uuttoliuoksen ja pääosin kobolttia sisältävän, tuoteliuoksen, saamiseksi.

Keksinnön menetelmässä uuton syöttöliuos, raffinaatti, ensimmäinen ja toinen pesuvesi ovat vesiliuoksia.

Myös pesuliuokset, takaisinuuttoliuos ja tuoteliuos ovat vesiliuoksia.

Rikkihapon vesiliuoksen sijaan voidaan käyttää esimerkiksi typpihapon tai suolahapon vesiliuosta.

Edellä määritellyillä neste-neste-uuton prosessivaiheilla A-D kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävät vesiliuokset käsitellään uutolla niin, että saadaan erilliset, pääasiassa kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävät vesiliuokset. Käsitteellä ”pääasiassa” viitataan tässä hakemuksessa siihen, että menetelmän liuoksissa kuten pesuvedessä, uuttoliuoksessa, syöttöliuoksessa, tuote-liuoksessa jne. ei ole merkittävissä määrin muita menetelmällä toisistaan erotettavissa olevia metalleja, paitsi juuri määriteltyä metallia. Niinpä esimerkiksi pääasiassa nikkeliä sisältävällä raffinaatilla tarkoitetaan sitä, että raffinaatissa ei ole merkittäviä määriä muita menetelmällä erottavia metalleja (Mg, Co, Ni) kuin nikkeliä (Ni). Vastaavasti esimerkiksi käsite ”pääosin koboltilla ja magnesiumilla latautunut kolmas uuttoliuos” tarkoittaa, ettei uuttoliuoksessa ole merkittävissä määrin nikkeliä.

Edullisesti uuttoliuoksen uuttoreagenssi on alkyylifosfiinihappo, kuten bis-(2,4,4-trimetyylipentyyli)-fosfiinihappo.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä koboltti, magnesium ja nikkeli erotetaan toisistaan. Keksinnön mukainen uuttomenetelmä perustuu siihen, että metal-lisuoloja sisältävä vesiliuos, uuton syöttöliuos 1, saatetaan uuttovaiheessa A sekoituskontaktiin uuttoliuoksen kanssa, jolloin koboltti ja magnesium sekä osa nikkelistä uuttautuvat uuttoliuokseen ja vesiliuos on tämän vaiheen jälkeen magnesiumista ja koboltista puhdistettu nikkeliliuos, raffinaatti 3.

Uuttovaiheen A jälkeen uuttoliuos johdetaan kahteen toisiinsa nähden ristivir-taan kytkettyyn pesuvaiheeseen B, C, joissa käytetään pesuliuoksena veden, koboltin ja rikkihapon seosta. Ensimmäisessä pesuvaiheessa B pestään nikkeli pois uuttoliuoksesta ja tuotteena tästä saadaan ensimmäinen pesuvesi 6, joka sisältää nikkeliä ja hieman magnesiumia. Ensimmäinen pesuvesi 6 voidaan johtaa uuttovaiheeseen A menevään uuton syöttöliuokseen 1. Toisessa pesu-vaiheessa C pestään magnesium pois uuttoliuoksesta ja tuotteena saadaan toinen pesuvesi 9, joka sisältää magnesiumia sekä hieman kobolttia ja nikkeliä. Tästä liuoksesta voidaan ottaa koboltti ja nikkeli vielä talteen erillisellä osaprosessilla.

Pesuvaiheiden B ja C jälkeen koboltti takaisinuutetaan uuttoliuoksesta vesiliuokseen takaisinuuttovaiheessa D laskemalla tämän vaiheen pH-arvoa esimerkiksi rikkihapolla tai jollain muulla mineraalihapolla.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa ensimmäinen pääosin nik-kelisulfaattia sisältävä pesuvesi voidaan myös johtaa johonkin muuhun prosessiin kuin edellä uutto-, pesu- ja takaisinuuttovaiheissa (A, B, C ja D) määriteltyyn neste-neste -uuttoprosessiin.

Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa toinen, pääosin magnesiumsulfaattia sisältävä pesuvesi johdetaan johonkin muuhun prosessiin kuin uutto-, pesu- ja takaisinuuttovaiheissa (A, B, C ja D) määriteltyyn neste-neste -uuttoprosessiin.

Nyt kehitetyn menetelmän etuna aiemmin tunnettuihin koboltin ja nikkelin erottamiseen käytettyihin neste-neste -uuttomenetelmiin nähden on siinä, että ke-rauuttautuva magnesium saadaan pestyä erikseen koboltista ja nikkelistä ja näin ollen pystytään samassa prosessissa erottamaan koboltti, magnesium ja nikkeli toisistaan. Koboltti, magnesium ja nikkeli saadaan erotettua toisistaan kolmeksi eri vesiliuosvirtaukseksi, jolloin magnesium ei kontaminoi kobolttia sisältävää tuoteliuosta 12 eikä nikkeliä sisältävää raffinaattia 3 ja siitä saadaan oma vesiliuos, toinen pesuvesi 9. Tämä parantaa puolestaan mahdollisuutta käyttää puhtaiden nikkelituotteiden valmistukseen magnesiumpitoisia raaka- ja tarveaineita.

Erityisesti keksinnöllä saavutetaan se huomattava etu, että nikkeliä sisältävässä vesiliuoksessa (raffinaatti) nikkeli-magnesium ja nikkeli-koboltti massasuhteet saadaan arvoon yli 500, kobolttia sisältävässä vesiliuoksessa koboltti-magnesium ja koboltti-nikkeli massasuhteet saadaan arvoon yli 1000 sekä magnesiumia sisältävässä vesiliuoksessa magnesium-nikkeli ja magnesium-koboltti massasuhteet saadaan arvoon yli 10.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa uuton syöttöliuoksen 1 nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) on vähintään 70, mutta alle 500.

Nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) uuton syöttöliuoksessa 1 voi olla pienimmillään 70 eli tällä tavoin on mahdollista pienentää keksinnön mukaisessa neste-neste -uuttomenetelmässä käytettävissä olevan uuton syöttöliuoksen 1 nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) huomattavasti pienemmäksi kuin tunnetuissa menetelmissä.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa uuttovaihe A sisältää yhden tai useampia uuttoaskeleita, joissa uuton syöttöliuoksesta uutetaan koboltti ja magnesium pH-alueella 4-6, edullisesti pH-arvossa 5,5.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa pesuvaiheissa B ja C vastaavasti uuttoliuoksen pesu käsittää yhden tai useamman pesuaskeleen, joissa mainittua vastaavaa uuttoliuosta pestään vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä pesuliuoksella. Edullisesti sekä pesuvaiheen B että pesuvaiheen C uuttoliuoksen pesuvaihe pesuliuoksella käsittää useampia pesuaskeleita, joiden ta-voite-pH on 3-5. Pesuvaiheessa C tavoite-pH on kuitenkin alempi kuin pesu-vaiheessa B.

Keksinnössä on yleisesti sanottuna kuvattu neste-neste-uuttomenetelmää, jolla saadaan nikkelisulfaattiliuoksesta poistettua epäpuhtautena olevat koboltti ja magnesium omiksi vesiliuosvirroiksi. Koboltin uuton yhteydessä magnesiumia ja hieman nikkeliä kerauuttautuu uuttoliuokseen käytettäessä happamia fosforia sisältäviä uuttoreagensseja, kuten Cyanex 272 (vrt. kuva 1). Keksinnön mukaisessa menetelmässä uuttoliuokseen uuttautuneet magnesium ja nikkeli pestään uuttoliuoksesta ennen koboltin takaisinuuttovaihetta. Uuttoliuoksen pesuvaihe jaetaan kahteen erilliseen vaiheeseen, joissa kummassakin vaiheessa pesuliuoksena käytetään veden, koboltin ja rikkihapon seosta. Näissä erillisissä pesuvaiheissa pestään uuttoliuoksesta ensin nikkeli ja sitten magnesium. Pesuvaiheen pH-säädöllä saadaan haluttu metalli selektiivisesti pestyä uuttoliuoksesta pois. Tuloksena on nikkelipitoinen ensimmäinen pesuvesi 6, joka sisältää hieman magnesiumia, ja magnesiumpitoinen toinen pesuvesi 9, joka sisältää hieman kobolttia ja nikkeliä.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuviin.

Kuvassa 1 esitetään Cyanex 272:n pH-isotermit koboltille, magnesiumille ja nikkelille.

Kuvassa 2 esitetään erään keksinnön mukaisen neste-neste-uuttoprosessin prosessikytkentä.

Uuton syöttöliuos 1 on vesiliuos, joka sisältää kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä kahdenarvoisina ioneina vastaionin ollessa sulfaatti-ioni tai joku muu anioni. Uuton syöttöliuoksen 1 nikkelipitoisuus voi olla esimerkiksi 50-140 g/L, mag-nesiumpitoisuus 0,1-2 g/L ja kobolttipitoisuus 0-5 g/L. Lisäksi vesiliuos voi sisältää muita epäpuhtauksia, kuten natriumia, kalsiumia, kuparia, sinkkiä, mangaania ja rautaa.

Uuttoreagenssi, jota käytetään veteen liukenemattomassa uuttoliuoksessa, on kationinvaihtouuttoreagenssi, kuten bis-(2,4,4-trimetyylipentyyli)-fosfiinihappo, kauppanimeltään esimerkiksi Cyanex 272 (valmistaja Cytec Solvay Group). Cyanex 272:n pH-isotermit on esitetty kuvassa 1 eri metalleille. Uuttoreagenssi on laimennettu kerosiiniin, tai muuhun sopivaan orgaaniseen inerttiin veteen niukkaliukoiseen liuottimeen.

Menetelmän prosessikytkentä on kuvan 2 mukainen. Prosessikytkennän eri vaiheet A, B, C ja D voivat sisältää yhden tai useamman askeleen eli uuttolai-teyksikön.

Epäpuhtauksia sisältävä uuton syöttöliuos 1 johdetaan uuttovaiheeseen A, jossa koboltti ja magnesium uutetaan ensimmäiseen uuttoliuokseen 2. Uutto-vaiheen ioninvaihtoreaktiossa koboltti- ja magnesiumionit sekä osa nikkeli-ioneista muodostaa veteen liukenemattoman organometalli kompleksin uutto-reagenssin kanssa ja uuttoreagenssista vesiliuokseen vapautuva happamuutta aiheuttava vetyioni neutraloidaan sopivalla neutralointiaineella kuten ammoniakilla. Uuttovaiheesta A poistuvaa vesiliuosta kutsutaan raffinaatiksi 3 ja se on koboltista ja magnesiumista puhdistettu nikkelisulfaatin vesiliuos.

Uuttovaiheesta A koboltilla, magnesiumilla ja nikkelillä latautunut toinen uutto-liuos 4 siirtyy pesuvaiheeseen B, jossa sitä pestään vastavirtaan vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä ensimmäisellä pesuliuoksella 5, jonka pH on säädetty alueelle 0,5-5. Tämän lisäksi kussakin pesuvaiheen B askeleessa voidaan tarvittaessa säätää pH rikkihappovedellä. Askeleiden tavoite-pH on alueella 3-5. Toiseen uuttoliuokseen 4 latautunut nikkeli korvautuu koboltilla ja ensimmäiseen pesuveteen 6 jää pääasiassa nikkeliä. Tästä vaiheesta poistuva hieman kobolttia ja magnesiumia sisältävä ensimmäinen pesuvesi 6 voidaan johtaa joko uuttovaiheeseen A yhdistämällä se uuttovaiheen A uuton syöttöliu-okseen 1 kuvan 2 prosessikytkennän mukaisesti tai muuhun käsittelyyn eli kuvassa 2 esitetyn neste-neste-uuttoprosessin ulkopuolelle.

Kolmas uuttoliuos 7 sisältää hyvin vähän nikkeliä latautuneena pesuvaiheen B jälkeen ja se johdetaan seuraavaksi pesuvaiheeseen C, jossa sitä pestään vastavirtaan vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä toisella pesuliuoksella 8, jonka pH on säädetty alueelle 0,5-5. Tämän lisäksi kussakin pesuvaiheen C askeleessa voidaan tarvittaessa säätää pH rikkihappovedellä. Askeleiden tavoite pH on alueella 3-5, mutta kuitenkin alempi kuin pesuvaiheessa B. Tässä vaiheessa pesuvaiheeseen C saapuvaan kolmanteen uuttoliuokseen 7 latautunut magnesium ja loput nikkelistä korvautuvat koboltilla. Pesuvaiheesta C poistuva toinen pesuvesi 9 sisältää magnesiumia sekä pienet määrät kobolttia ja nikkeliä. Tämä epäpuhdas magnesiumia sisältävä vesiliuos käsitellään toisessa prosessissa kuin on määritelty vaiheissa A, B, C ja D.

Pesuvaiheesta C poistuva neljäs uuttoliuos 10 sisältää latautuneena kobolttia mutta ei magnesiumia eikä nikkeliä ja se johdetaan takaisinuuttovaiheeseen D. Tässä vaiheessa koboltti takaisinuutetaan vettä ja rikkihappoa, tai jotain muuta mineraalihappoa, sisältävällä takaisinuuttoliuoksella 11, jolloin saadaan kobolttia sisältävä uuton tuoteliuos 12 ja metalleista vapaa viides uuttoliuos 13, joka kiertää takaisin prosessin alkuun ja saatetaan sekoituskontaktiin uuttovaihee-seen A saapuvan uuton syöttöliuoksen 1 kanssa.

Esimerkki 1

Uuttovaiheen A toteutus

Laboratoriossa testattiin jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uuttopilotlaitteistol-la magnesiumin uuttautumista eri askelmäärillä (4 tai 6) ja ulkoista faasisuhdet-ta (O/A) muuttamalla (0,7 ja 1,0). Taulukossa 1 on esitetty uuttovaiheesta A poistuvan vesiliuoksen eli raffinaatin 3 metallipitoisuudet eri kokeissa. Näiden kokeiden perusteella on mahdollista uuttaa magnesium pitoisuuteen alle 100 mg/l liuoksesta joka sisältää nikkeliä 113 g/l ja nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) on 100, käyttämällä joko useampia askelia tai korkeampaa ulkoista faasisuhdetta.

Taulukko 1. Uuttovaiheen A koetulokset jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uuttopilot-laitteistolla. Raffinaatin 3 analyysit ja uuttovaiheen A nikkelinuuttoaste (ENi). Kokeissa uuton syöttöliuoksen metallipitoisuudet olivat: Co 1,7 g/l, Mg 1,1 g/l ja Ni 113 g/l.

Esimerkki 2

Pesuvaiheen B ia pesuvaiheen C toteutus

Laboratoriossa testattiin jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uuttopilotlaitteistol-la metalleilla ladatun uuttoliuoksen pesua kaksivaiheisesti. Sekä pesuvaihee-seen B että pesuvaiheeseen C syötettiin erityisesti sitä varten tehtyä pesuliu-osta. Molemmat pesuvaiheet B ja C koostuivat kolmesta pesuaskeleesta: pe-suvaihe B pesuaskelista W1, W2 ja W3 sekä pesuvaihe C pesuaskelista W4, W5 ja W6. Ensimmäisen ja toisen pesuliuoksen 5 ja 8 analyysit, ensimmäisen ja toisen pesuveden 6 ja 9 pH sekä toisen, kolmannen ja neljännen uuttoliuoksen 4, 7 ja 10 analyysit on esitetty Taulukossa 2. Pesuvaiheista B ja C poistuvien ensimmäisen ja toisen pesuveden 6 ja 9 metallipitoisuudet on esitetty Taulukossa 3. Näiden kokeiden perusteella on mahdollista pestä magnesium ja nikkeli selektiivisesti pois omiin vesiliuoksiin kobolttia sisältävästä toisesta ja kolmannesta uuttoliuoksesta 4 ja 7.

Taulukko 2. Pesuvaiheiden B ja C koetulokset jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uut-topilotlaitteistolla. W3 sekä W6 viittaavat vastaavasti pesuvaiheen B ja C viimeisiin pesuaskeleisiin. Uuttoliuoksen kohdalla alaindeksi E1 viittaa pesuvaiheeseen B tulevaan toiseen uuttoliuokseen 4 ja W6 vastaavasti pesuvaiheen C viimeisestä pesuaskeleesta poistuvaan neljänteen uuttoliuokseen 10. Ensimmäisen ja toisen pesuliuoksen 5 ja 8 analyysit, ensimmäisen ja toisen pesuveden 6 ja 9 pH sekä toisen ja neljännen uuttoliuoksen 4 ja 10 analyysit.

Taulukko 3. Pesuvaiheiden B ja C koetulokset jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uut-topilotlaitteistolla. Pesuvaiheista B ja C poistuvien ensimmäisen ja toisen pesuveden 6 ja 9 metallipitoisuudet.

Esimerkki 3

Takaisinuuttovaiheen D toteutus

Laboratoriossa testattiin jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uuttopilotlaitteistol-la koboltin takaisinuuttoa pesuvaiheen C jälkeen neljännestä uuttoliuoksesta 10. Takaisinuutto tehtiin rikkihapon vesiliuoksella, jonka happopitoisuus oli 50-100 g/l. Takaisinuuttovaiheesta D poistuvan tuoteliuoksen 12 analyysit ja niistä lasketut metallien ainemääräsuhteet on esitetty taulukossa 4. Kuten tuloksista voi nähdä tällä menetelmällä ja edellisessä kappaleessa esitellyillä pesuas-kelmäärillä päästiin koboltti-nikkeli -massasuhteessa (Co/Ni) arvoon yli 3 000 ja koboltti-magnesium -massasuhteessa (Co/Mg) arvoon yli 600.

Taulukko 4. Takaisinuuttovaiheen D koetulokset jatkuvatoimisella sekoitin-selkeytin uuttopilotlaitteistolla. Takaisinuuttovaiheesta D poistuvan tuoteliuoksen 12 metallinanalyysit sekä metallien ainemääräsuhteet liuoksessa.

Claims (16)

1. Menetelmä koboltin ja magnesiumin erottamiseksi nikkeliä sisältävästä uuton syöttöliuoksesta (1), neste-neste-uutolla, jossa ensimmäinen uuttoliuos (2) sisältää mainittuun syöttöliuokseen (1) liukenematonta tai niukkaliukoista kationinvaihtouuttoreagenssia, joka on alkyylifosfiinihappo, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää vähintään seuraavat menetelmävaiheet, joilla koboltti, magnesium ja nikkeli saadaan erotettua eri vesiliuosvirtauksiin: - uuttovaiheessa (A) kobolttia, magnesiumia ja nikkeliä sisältävää uuton syöttö-liuosta (1) uutetaan ensimmäisellä uuttoliuoksella (2) koboltilla, magnesiumilla ja nikkelillä ladatun toisen uuttoliuoksen (4) ja pääosin nikkeliä sisältävän raf-finaatin (3), saamiseksi, - pesuvaiheessa (B) koboltilla, magnesiumilla ja nikkelillä latautunutta toista uuttoliuosta (4) pestään vastavirtaan vettä, pääosin kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä ensimmäisellä pesuliuoksella (5), jonka pH on 0,5-5, pääosin koboltilla ja magnesiumilla latautuneen kolmannen uuttoliuoksen (7) ja pääosin nikkeliä sisältävän ensimmäisen pesuveden (6), saamiseksi, - pesuvaiheessa (C) pääosin koboltilla ja magnesiumilla latautunutta kolmatta uuttoliuosta (7) pestään vastavirtaan vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä toisella pesuliuoksella (8), jonka pH on 0,5-5, pääosin koboltilla latautuneen neljännen uuttoliuoksen (10) ja pääosin magnesiumia sisältävän , toisen pesuveden (9), saamiseksi ja - takaisinuuttovaiheessa (D), pääosin koboltilla latautunutta neljättä uuttoliuosta (10) takaisinuutetaan rikkihapon vesiliuoksella, tai jonkin muun mineraaliha-pon vesiliuoksella, takaisinuuttoliuoksella (11), jonka happopitoisuus on 30-300 g/L, pääosin metalleista vapaan viidennen uuttoliuoksen (13) ja pääosin kobolttia sisältävän, tuoteliuoksen (12), saamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalleista vapaata viidettä uuttoliuosta (13) jälleenkäytetään ensimmäisenä uutto-liuoksena (2) uuttovaiheessa (A).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuton syöttöliuos (1), raffinaatti (3), ensimmäinen pesuvesi (6), toinen pesuvesi (9), pesuliuokset, takaisinuuttoliuos (11) ja tuoteliuos (12) ovat vesiliuoksia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuton syöttöliuoksen (1), nikkeli-magnesium massasuhde (Ni/Mg) on vähintään 70, mutta alle 500.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesuvaiheissa (B) ja (C) vastaavasti toisen ja kolmannen uuttoliu-oksen (4, 7) pesu käsittää yhden tai useamman pesuaskeleen, joissa mainittua vastaavaa toista ja kolmatta uuttoliuosta (4, 7) pestään vettä, kobolttia ja rikkihappoa sisältävällä ensimmäisellä ja toisella pesuliuoksella (5, 8).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen uuttoliuoksen (4) pesu pesuvaiheessa (B) ensimmäisellä pesuliuoksella (5) käsittää useampia pesuaskeleita, joiden tavoite-pH on 3-5.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolmannen uuttoliuoksen (7) pesu pesuvaiheessa (C) toisella pesuliuoksella (8) käsittää useampia pesuaskeleita, joiden tavoite-pH on 3-5, mutta kuitenkin alempi kuin pesuvaiheen (B) pesuaskelissa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kumpikin pesuvaihe (B, C) on jaettu kolmeen peräkkäiseen pesuaskelee-seen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesuaskeleiden pH säädetään rikkihapon vesiliuoksella.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen uuttoliuos (2) sisältää uuttoreagenssia, joka on al-kyylifosfiinihappo ja veteen liukenematonta tai veteen niukkaliukoista liuotinta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen uuttoliuoksen (2) uuttoreagenssi on bis-(2,4,4-trimetyylipentyyli)-fosfiinihappo.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä pesuvaiheesta (B) saatu, pääosin nikkeliä sisältävä ensimmäinen pesuvesi (6) yhdistetään uuttovaiheen (A) uuton syöttöliuok-seen (1).

13. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisestä pesuvaiheesta (B) saatu, pääosin nikkeliä sisältävä ensimmäinen pesuvesi (6) johdetaan johonkin muuhun prosessiin kuin edellä uutto-, pesu- ja takaisinuuttovaiheissa (A, B, C ja D) määriteltyyn neste-neste-uuttoprosessiin.

14. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisesta pesuvaiheesta (C) saatu, pääosin magnesiumia sisältävä toinen pesuvesi (9) johdetaan johonkin muuhun prosessiin kuin edellä uutto-, pesu- ja takaisinuuttovaiheissa (A, B, C ja D) määriteltyyn neste-neste-uuttoprosessiin.

15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttovaiheessa A uuton syöttöliuos (1) saatetaan sekoituskontak-tiin ensimmäisen uuttoliuoksen (2) kanssa ja samalla pH säädetään yli 4:ksi, edullisesti välille 4-6 yhdessä tai useammassa askeleessa.

16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuton syöttöliuos (1) sisältää koboltti-, magnesium- ja nikkelika-tioneja, vastaionin ollessa sulfaatti-ioni. Patentkrav