DE2501395A1

DE2501395A1 - Verfahren zur trennung von nickel und cobalt

Info

Publication number: DE2501395A1
Application number: DE19752501395
Authority: DE
Inventors: Cvetko B Nikolic; Robert S Rickard; Weldon Paul Zundel
Original assignee: Amax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1975-01-15
Publication date: 1975-08-21
Also published as: CU34175A; JPS50115115A; FR2260624B1; JPS585251B2; DE2501395B2; DOP1975002274A; AU7694574A; DE2501395C3; CA1024751A; US3933975A; ZA7526B; FR2260624A1

Description

2501 395 Dipl.-Chem. Dr Brandes

Dr-Ing.Held
Dipl.-Phys. Wolff

8 München 22,ThJerschstraBe 8

Tel.(089)293297
Telex 0523325 (patwo d) Telegrammadresse: wolffpatent, münchen

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Deutsche Bank AG, 14/28630

(BLZ 60070070)

Bürozeit: 8-12 Uhr, 13-16.30 Uhr

außer samstags

13. Jan. 1975 25/93 Reg.Nr. 124 511

AMAX INC., 1270 Avenue of the Americas, New York, New York 10020, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren" zur Trennung von Nickel und Cobalt

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Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Cobalt und Nickel aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen, in denen das Cobalt in dreiwertigem Zustand vorliegt. Das Verfahren der Erfindung eignet sich insbesondere für die Aufarbeitung von. Nickel- und Cobalthydroxyd-Niederschlägen, die als Nebenprodukte bei der hydrometallurgischen Aufarbeitung von Nickelerzen und oxidierten Sulfidkonzentraten anfallen.

Nickel und Cobalt kommen bekanntlich in der Regel gemeinsam in natürlich vorkommenden Mineralien vor. Da sich nach den üblichen Erzaufarbeitungsverfahren keine wirksame Trennung der beiden Metalle erreichen läßt, erfolgt in der Regel eine Trennung der beiden Metalle aus Lösungen, die beim Auslaugen von Nickel und Cobalt enthaltenden Materialien anfallen, beispielsweise beim Auslaugen von oxidischen Erzen, Sulfidkonzentraten und dergleichen.

In den vergangenen Jahren sind verschiedene hydrometallurgische Verfahren für die Gewinnung von Nickel und/oder Cobalt aus Iateritischen limonitischen Erzen bekannt geworden. Bei einem dieser Verfahren wird wässrige Schwefelsäure zum Auslaugen fein vermahlener Erze bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck verwendet. Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von etwa 10 bis 20 % hergestellt, die anschließend durch Absetzenlassen und Dekantieren in Eindickern konzentriert wird, unter Erzeugung eines Konzentrates mit einem Feststoffgehalt von etwa 30 bis 50 %. Die auf diese Weise erhaltene konzentrierte Aufschlämmung wird dann in einem Autoklaven mittels unter hohem Druck stehendem Wasserdampf auf eine hohe Temperatur aufgeheizt, bei welcher das Auslaugen der Erze erfolgt. Gewöhnlich wird bei einer Temperatur von über 2O5°C, beispielsweise bei einer Temperatur von 246°C und einem Druck von etwa 37,75 kg gearbeitet. Nach dem Auslaugen der Erze im Autoklaven wird die ausgelaugte Masse abgekühlt und vorzugsweise durch Gegenstrom-Dekantieren gewaschen. Die erhaltene saure Lauge wird dann mit einem Neutralisationsmittel versetzt, beispielsweise Mg(OH) j»

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* 3-

Korallenstaub oder dergleichen, wodurch der pH-Wert erhöht wird, beispielsweise auf einen Wert von 2,5 bis 2,8 für die Sulfid-Ausfällung des Nickels und Cobalts. Dazu wird die Bleichlauge auf eine Temperatur von etwa 122°C erhitzt, worauf Nickel und Cobalt als Sulfide mit H₇S bei Drucken von bis zu etwa 11,5 kg/ cm unter Verwendung von Nickelsulfid als Keimmaterial ausgefällt werden.

Der erhaltene Sulfidniederschlag wird dann gewaschen und auf einen Feststoffgehalt von etwa 65 % eingedickt, worauf die eingedickte Masse bei einer Temperatur von etwa 177⁰C und einem Druck von etwa 50 kg/cm^ in einem Autoklaven in Higer Schwefelsäure oxidiert wird. Als Neutralisationsmittel wird der Nickel-Cobalt-Lösung Ammoniak zugesetzt, um den pH-Wert zu erhöhen, beispielsweise auf einen Wert von 5,3, um vorhandenes Eisen, Aluminium oder Chrom, die als Verunreinigungen während des Auslaugens in die Lösung gelangt sind, auszufällen. Als Oxidationsmittel wird Luft verwendet. Nach der Trennung der Lösung von dem Niederschlag werden vorhandenes Kupfer, Blei oder Zink durch Ausfällung in Form der Sulfide unter Verwendung von H-S als Fällungsmittel entfernt, wobei die Lösung zunächst durch Zusatz von Säure zur Verminderung des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 1,5 eingestellt wird. Der Sulfidniederschlag wird dann von der Lösung abgetrennt, worauf die Lösung mit Ammoniak für die Gewinnung von metallischem Nickel versetzt wird. Die Nickellösung mit einem Nickelgehalt von etwa 40 bis 50 g/l und etwas Cobalt wird dann mit Wasserstoff in einem Autoklaven bei etwa 190⁰C und einem Druck von 46,5 kg/cm mit Wasserstoff unter Verwendung von Nickelpulver als Keimmaterial reduziert. Die verbleibende Lösung wird dann in bekannter Weise unter Gewinnung von Cobalt aufgearbeitet. Bei dieser Verfahrensweise wird ein cobalthaltiges Nickelprodukt erhalten.

Bs ist des weiteren bekannt, beispielsweise aus den US-PS 2 767 053 und 2 767 054, Cobalt aus wässrigen Nickel-Cobaltsulfatlösungen mittels Nickel-(III)-hydroxid abzutrennen und aus dem anfallenden Niederschlag Cobalt von Nickel nach dem sogenannten Pentamminverfahren zu trennen. In dem bei diesem Verfahren anfal-

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-**. 25Q1395

- t-

lenden Niederschlag liegt das Cobalt im dreiwertigen Zustand vor.

Der Cobalt-(III)-Niederschläg, der ebenfalls Nickel enthält, wird in Cobalt-(Ill)-Pentammin und Nickel-(II)-Amin überführt, und zwar durch Zusatz einer solchen Menge von Ammoniak, das auf jedes Mol Cobalt-(III)-Ionen 5 Mole NH₃ entfallen und auf jedes Mol Nickel-(II)-Ionen 5 Mole NH₃. Die erhaltene Lösung wird dann mit Sauerstoff oxidiert und danach mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von mindestens 4 angesäuert, wobei ein Nickel enthaltender Niederschlag in Form eines Nickel-Ammonium-Doppelsalzes anfällt, wobei das Doppelsalz in einer Kristallisationsvorrichtung erzeugt wird. '

Obgleich das beschriebene Verfahren zur Extraktion und Gewinnung von Cobalt aus Nickel-Cobalt-Sulfatlösungen geeignet ist, weist es doch gewisse Nachteile auf. Ein Nachteil dieses Verfahrens beruht auf den hohen Kosten für die Reagentien für die Erzeugung der Pentammine. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Lösungen im allgemeinen eine Oxidation erfordern, um den reduzierenden Effekt der Schwefelsäure auf Cobalt- (I I I) -Ionen zu inhibieren, da Cobalt-(III)-Ionen wesentlich für die Durchführung des Pentamminverfahrens sind.

Aufgabe der Erfindung war es, ein wirksames Verfahren für die Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen anzugeben.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich Nickel-Cobalt-Niederschläge, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand vorliegt, wirksam dadurch aufarbeiten lassen, daß man die Niederschläge in Ammoniumsulfatlösungen, z.B. rückständigen Laugen aus Ammoniumsulfat-Kristallisationsvorrichtungen auflöst.

Gegenstand der Erfinüung ist ein Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen, in denea das Cobalt

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im dreiwertigen Zustand vorliegt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) den Niederschlag bei einer Temperatur von 80 bis 120⁰C und unter einem Druck von mindestens 1,40 kg/cm in einer Ammoniumsulfatlösung mit mindestens 100 g (NH.)-SO₄ und mindestens

50 g NH, pro Liter Lösung löst, daß man

b) die Lösung unter Ausfällung eines an Nickel reichen Nickel-Ammoniumsulfat-Niederschlages auf einen pH-Wert von 1,5 bis 3,0 ansäuert und abkühlt, daß man

c) den Niederschlag von der Lösung mit dem Cobalt und restlichem Nickel trennt und daß man

d) die Lösung zur Entfernung des restlichen Nickels durch eine selektive Ionenaustauscherkolonne führt und aus der von Nickel praktisch freien Lösung das Cobalt isoliert.

In vorteilhafter Weise wird zur Auflösung des Nickel-Cobalt-Niederschlages eine Ammoniumsulfatlösung verwendet, die 100 bis , 450 g Ammoniumsulfat pro Liter Lösung enthält. In vorteilhafter Weise enthält die Lösung des weiteren 50 bis 170 g NH, pro Liter.

Zur Verfahrensstufe d) können alle die Ionenaustauscherkolonnen verwendet werden, die zu einer selektiven Entfernung von Nickel geeignet sind. In vorteilhafter Weise arbeitet ^{man in} der Verfahrensstufe a) bei einem Druck von mindestens 2,40 kg/cm^.

Das Verfahren der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise im Rahmen solcher hydrometallurgischen Verfahren anwenden, bei denen Nickel-Cobalt-(III)-Niederschläge anfallen, beispielsweise als Nebenprodukte bei der Aufarbeitung von Nickel-Cobaltsulfatlösungen, die bei der selektiven Auslaugung von Nickel und Cobalt enthaltenden Materialien, beispielsweise oxidischen Erzen, gerösteten SuI-fidkonzentraten und dergleichen anfallen.

So kann beispielsweise beim Auslaugen oxidischer Erze oder gerösteter Sulfidkonzentrate eine Nickel-Cobaltsulfatlösung anfallen, in welcher das Verhältnis von Nickel zu Cobalt bei etwa 5:1 bis

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etwa 200:1 liegen kann.

Bei der Aufarbeitung einer solchen Nickel-Cobaltsulfatlösung kann beispielsweise ein Nickel-Cobalt-(III)-Niederschlag als Nebenprodukt in folgender Weise anfallen:

Aus der in Form eines Hauptstromes anfallenden Nickel-Cobalt-Lösung wird ein aliquoter Teil abgezogen, der eine ausreichende Nickelmenge enthält, die nach Oxidation in den Nickel-(III)-Zustand ausreichend groß genug ist, um im folgenden das Cobalt des Hauptstromes zu Cobalt-(III) zu oxidieren.

Aus dem aliquoten abgezogenen Teil wird das Nickel durch Zusatz eines Fällungsmittels als Nickel-(II) ausgefällt. Als Fällungsmittel kann beispielsweise eine Mischung aus CO₂ und NH, verwendet werden oder NH^ allein, wobei die Fällungs temperatur bei Verwendung von NH₃ allein bei über 50⁰C liegt. Der Nickel-(II)-Niederschlag wird dann zu Nickel-(III) oxidiert, das von der Lösung abgetrennt und mit der Hauptstromlösung so lange in Kontakt gebracht wird, bis die Cobalt-(II)-Ionen der Hauptstromlösung zu Cobalt-(III)-Ionen oxidiert sind, wobei das Cobalt aus der Lösung ausfällt und wobei die Nickel-(III)-Ionen wieder zu Nickel-(II)-Ionen reduziert werden. Die Temperatur der Oxidation Eegt dabei über etwa 50⁰C. Auf diese Weise wird eine an Nickel angereicherte Hauptstromlösung erhalten mit einem Nickel Kobalt-Verhältnis von über 2000:1. Der Niederschlag enthält im allgemeinen etwa 25 bis 45 % Nickel und 20 bis 5 % Cobalt, bei einem Cobalt: Nickel-Verhältnis von 0,8:1 bis 10:1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch ganz allgemein anwendbar auf jegliche Niederschläge, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand .vorliegt (Cobaltiform) und das Nickel im zweiwertigen Zustand.

Nachdem aus der Hauptstromlösung sowohl Nickel und Cobalt abgetrennt worden sind, kann die Lösung, die an Nickel und Cobalt verarmt ist, einer Ammoniumsulfat-Kristallisationsvorrichtung zuge-

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A-

führt werden, um Ammoniumsulfat zurückzugewinnen.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß die Rest lauge aus der Ammoniumsulfat-Kristaiiisations vorrichtung direkt für die Auflösung des Nickel-Cobalt-(HI)-Niederschlages verwendet werden kann. Die Auflösung erfolgt schnell und vollständig, wobei verunreinigendes Eisen während der Auflösung in Form eines Niederschlages entfernt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Nickel-Cobalt-(III)-Niederschlag in einer Lösung aufgelöst, die 300 g (NH.)₂S0. pro Liter Lösung und 50 g NH₃ pro Liter Lösung enthält. Die Auflösung erfolgt dabei in einem Autoklaven unter

2 2

einem Druck von etwa 1,40 kg/cm bis 3,5 kg/cm . Die Auflösung ist dabei in etwa 2 bis 3 Stunden beendet. Nach der Auflösung wird die Lösung mit dem gelösten Niederschlag angesäuert, und zwar auf einen pH-Wert von etwa 1,5 bis 3, wobei ein Nickel-Doppelsalz-Niederschlag anfällt, wenn die Lösung gekühlt wird, in/Lem das Verhältnis von Ni:Co sehr hoch ist und beispielsweise bei 2000:1 liegt. Die verbliebene Lösung mit dem gelösten Cobalt und Restmengen an Nickel, bei einem Co:Ni-Verhältnis von beispielsweise 10:1 bis 20:1, wird dann durch eine Ionenaustauscherharζ-kolonne geführt, welche das noch verbliebene Nickel selektiv entfernt, worauf die von Nickel praktisch freie Cobaltlösung nach üblichen bekannten Methoden zur Cobaltgewinnung aufgearbeitet wird.

In der Zeichnung ist die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Schema dargestellt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird der Cobalt-(III)-Niederschlag zunächst in der Verfahrensstufe (1) unter Verwendung einer Ammoniumsulfatlösung und Ammoniak aufgelöst. Die zur Auflösung verwendete Lösung enthält 300 g (NH₄)^O₄ und 50 g NH₃, jeweils pro Liter Lösung. Die Auflösung erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise 8O⁰C unter einem Druck von 4,50 kg/cm (50 psi gage), bei einer Auf-

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lösungsdauer von etwa zwei Stunden.

Unlösliche Rückstände, beispielsweise Eisenhydroxid, werden in der Verfahrensstufe (2) abgetrennt, worauf die kalte Lösung in der Verfahrensstufe (3) mit konzentrierter H₂SO. auf einen pH-Wert von etwa 1,5 bis 3 gebracht wird, wobei das Doppelsalz (Ni (NH₄)₂(SO₄)₂ ausfällt. In der Verfahrensstufe (4) werden Niederschlag und Lösung voneinander getrennt, wobei die Lösung mit dem Cobalt und restlichem Nickel in Form einer Oberflußlösung der Ionenaustauscherkolonne (6) zugeführt wird, in welcher eine selektive Abtrennung des noch vorhandenen Nickels erfolgt. Das in der Verfahrensstufe (5) abfiltrierte und gewaschene Doppelsalz stellt ein hochreines Nickelprodukt dar. Das von der Austauscherkolonne absorbierte Nickel wird dann in der Verfahrensstufe (7) abgestreift, und zwar durch Hindurchführen einer Schwefelsäurelösung durch die Ionenaustauscherkolonne. Die dabei anfallende Nickellösung wird wieder zurück in den Hauptstrom geführt.

Bei Durchführung des Verfahrens der Erfindung hat sich gezeigt, daß die kinetischen Bedingungen für die Ammoniak-Ammoniumsulfat-Auf lösung des Cobalt-(III)-Niederschlages bei Raumtemperatur vergleichsweise sehr gering sind, daß jedoch die Auflösung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise etwa 80⁰C, in einem geschlossenen Reaktor bei erhöhtem Druck von beispielsweise 2,40 kg/cm oder 4,50 kg/cm sehr rasch verläuft, d.h. in etwa zwei Stunden erfolgt ist» Durchgeführte Untersuchungen bestätigten, daß sämtliches Cobalt in der Lösung als Cobalt-(III) vorliegt. Dies ist besonders wichtig, weil hierdurch die Bildung eines Nickel-Doppelsalzes von vergleichsweise sehr hoher Reinheit ermöglicht wird.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel

Zunächst wurde ein Cobalt-(III)-Niederschlag dadurch erzeugt, daß Nickel-(II)-Hydroxid unter Verwendung einer Lösung von NaOCl als Oxidationsmittel zu Nickel-(III)-Hydroxid oxidiert wurde.

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Eine typische Lösung zur Oxidation des Nickel-(II)-Hydroxides enthält beispielsweise 5,25 Gew.-I NaOCl.

Der oxidierte Niederschlag wurde dann in eine Lösung einer Versuchsanlage eingeführt, die Nickel- und Cobaltsulfat enthielt. Auf diese Weise wurde nach etwa einer Stunde bei 90 bis 95°G ein Cobalt-(III)-Niederschlag mit einem Verhältnis von Ni:Co von 3,5:1 erhalten. Dieser Niederschlag wurde dann in einer Reihe von Versuchen weiterverarbeitet, wobei zur Auflösung des Niederschlages Lösungen mit pro Liter 300 g (NH.)-SO* und verschiedenen Mengen an Ammoniak, wie sich aus der folgenden Tabelle T ergibt, verwendet wurden. Die Auflösung erfolgte bei einer Temperatur von etwa 80⁰C und einem Druck von.4,50 kg/cm .

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Tabelle 1

CD CO OO

Auflösung des Cobalt-(III)-Niederschlages in NH₃-(NH₄)₂SO₄-Lösungen
Aus gangs material Produkt

Feststoffe

Flüssigkeit

Niederschlag

H₂O

NH,OH

TNT

ICo

ml

22,0 35,6 10,0 450

Vol.

Ni

Co

ml

590

Zeit

g/	1	g/l	btunden
11	,2	3,20	1
12	,4	3,60	2
12	,7	3,95	3

23,	2	35,	2	10,	4	400	100	578	13,6 14,8	3,72 3,98	1 2
22,	4	35,	2	10,	4	350	150	568	13,6	3,92 4,00 4,11	1 2 3
18,	7	36,	8	12,	8	300	200	550 "	11,6 12,0 12,6	3,84 4,04 4,35	1 2 3

Aus den Daten der Tabelle ergibt sich, daß die Auflösung innerhalb von 2 bis 3 Stunden erfolgt war. Es wurde festgestellt, daß die Auflösung des Cobalt-(III)-Niederschlages in einer Lösung von 300 g (NH₄)2^SO4 P^ro Liter Lösung und NH₃ erfolgreich war.

Nach der Auflösung des Niederschlages, enthielt die Lösung 12,8 g Ni und 3,84 g Co, jeweils pro Liter Lösung.

Durch Zusatz konzentrierter Schwefelsäure wurde aus der Lösung das Nickel-Doppelsalz (Ni (NH₄) ₂(SO.) ₂ ausgefällt. Es wurde eine Reihe von Fällungen durchgeführt, unter d-sn aus der folgenden Tabelle 2 ersichtlichen Bedingungen.

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Tabelle

Ausfällung von Ni (NH₄)₂(SO₄)

O CD OO CO

O Oi CD

Versuch ml konz. H₇SO₄ End-

Nr. auf 200 ml ^Δ * pH-

eingespeiste Wert Lösung

1 13 1,4

2 11,5 2,0

3 11,5 2,7

4 11,7 2,9

Filtrat Wasch-Lösung

Niederschlag

Vol. Ni Co

ml Vol. Ni

Co

g/l g/l ml g/l g7T

201 0,30 3,80

198 0,32 3,88

201 0,34 3,80

200 0,34 3,84 50'

10,4 0,014 11,5 17,2 0,014

10,0 0,013 12,5 16,0 0,008

10,4 0,015 12,0 16,4 0,010

10,8 0,013 11,6 16,8 0,008

Während des Zusatzes der H-SO. stieg die Temperatur der Lösung auf 65°C an. Wie sich aus der letzten Spalte der Tabelle 2 ergibt, wies das Nickel-Doppelsalz einen sehr geringen Cobaltgehalt auf. Die Verhältnisse von Ni:Co ergeben sich aus der folgenden Tabelle 3.

	Tabelle 3	' Verhältnis Ni:Co
Versuch Nr.		1200:1 2000:1 1640:1 2100:1
1 2 3 4

Wie sich aus den ermittelten Ergebnissen ergibt, liegt das Verhältnis von Ni:Co in den Doppelsalzen bei über 1000:1 bis zu über 2000:1,

Die verbliebene Lösung von der DoppeIsalζausfällung mit dem Cobalt und restlichem Nickel wurde dann zur Entfernung des Nickels durch eine Austauscherkolonne geführt, die ein kationisches Chelat bildendes Ionenaustauscherharz, selektiv für die Adsorption von Nickel enthielt. Das ν im vorliegenden Falle verwendete Austauscherharz bestand aus einem kationischen Iminodiacetatchelatbildnerharz in der Ammoniumform. Derartige Harze sind im Handel erhältlich, beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen DOWEX A1, DOWEX XF-4045 und Amberlite XE-318.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß die aus der Kolonne abgezogenen Lösungen nur noch sehr geringe Mengen Nickel enthielten, beispielsweise 1 ppm. Nach der Adsorption des Nickels, wurde das adsorbierte Nickel mittels einer 4N H₂SO₄-LOSmIg abgezogen. Nach Abstreifen des Nickels wurde das Ionenaustauscherharz mittels 3 bis 4 Bett-Volumina einer 20Hgen NH^OH-Lösung regeneriert.

Die Versuche wurden mit Cobalt-(III)-Lösungen durchgeführt, in denen das Verhältnis von Co:Ni bei ungefähr 3:1 lag. Vor Verwendung des Austauscherharzes, wurde es in die Ammoniumform überführt, indem ein

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Strom einer 2O$igen NH.OH-Lösung aufwärts durch die Kolonne fließen gelassen wurde. Die Cobalt-(III)-Lösung wurde dann abwärts durch die Kolonne geführt. Abwärts wurden auch die Waschlösungen durch die Kolonne geführt. Der Adsorption des Nickels schloss sich eine Wäsche mit Wasser an, und daraufhin eine Wäsche mit einer Lösung von 5 % (NH^)-SO^ und 1N NH^OH. Hierdurch wurde eingeschlossenes Cobalt und Nickel entfernt. Nach einer weiteren Wäsche mit Wasser wurde das Nickel dann mittels einer 4N H^SO^-Lösung abgestreift oder eluiert. Das Eluierungsmittel, das im Ionenaustauscherharz verblieb, wurde mittels Wasser entfernt, worauf das Austauscherharz wieder in die Ammoniumform überführt wurde.

Die Ergebnisse, die bei Verwendung von Cobalt-(III)-Lösungen mit Verhältnissen von Co:Ni von 3:1 und 20,2:1 erhalten wurden, sind in den folgenden Tabellen 4 und 5 zusammengestellt.

Tabelle 4

Nickel-Adsorption an Ionenaustauscherharz vom Typ Dowex XF-4045 von Cobalt-(III)-Lösungen mit einem Verhältnis von Co: Ni von 3:1

Auswertung g/l Verhältnis

ml Ni Co Ni:Co Co:Ni

Eingespeiste Lösung, 500 0,199 0,593 3,0

pH - 1,5

Effluent 569 0,001 0,186 186

Waschmittel 2000 0,001 0,083 83

Effluent plus 2569 0,001 0,106 106

Waschmittel

Eluat 610 0,150 0,038 3,9

Waschmittel 300 0,016 0,006 2,7

Eluat plus Wasch- 910 0,106 0,027 3,9 mittel

Cumulative Ni-Beladung > 97,0% Cumulative Co-Beladung 8,41

0,45359 g Ni/0,02832 mi? Austauscherharz = 0,020 0,45359 g Co/0,02832 nr Austauscherharz = 0,006

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Tabelle 5

Nickel-Adsorption an Ionenaustauscherharz vom Typ Dowex XF-4045 aus Cobalt-(III)-Lösungen mit einem Verhältnis von Co:Ni von 20,2:1

	Auswertung,	Ni	g/l	Cu	Verhältnis	Co: Ni
	ml	0,208	Co	0,001	Ni: Co	20,2
Eingespeiste Lö sung, pH β 2,5	850	<0,001	4,20	0,0005		2660
Effluent	1000	<0,001	2,660	0,0005		409
Waschmittel	1940	<0,001	0,409	0,0005		1175
Effluent plus Waschmittel	2940	0,304	1,175	0,004
Eluat	600	0,026	0,108	0,0005	2,8	-
Waschmittel	500	0,178	0,017	0,002	1,5
Eluat plus Waschmittel	1100	0,066	Cumulative Ni-Beladung > Cumulative Co-Beladung	2,7
		99,0% 3,21

0,45359 g Ni/0,02832 m\ Austauscherharz ■ 0,043 0,45359 g Ni/0,02832 nr Austauscherharz = 0,013

Aus den Daten der Tabellen ergibt sich, daß eine vorteilhafte Trennung des Nickels aus der Cobalt-(III)-Lösung erreichbar ist. Der Nickelgehalt der Cobalt-Lösungen, die aus der Kolonne austraten, war sehr niedrig und lag bei etwa 1 ppm, bei einem Nickelgehalt der Ausgangslösung von 208 ppm. Nach der Entfernung des Nickels wurden Verhältnisse von Cobalt:Nickel von 1175:1 erhalten.

Die Strömungsgeschwindigkeiten durch die Adsorptionskolonne lagen bei den durchgeführten Versuchen bei etwa 3,785 1 (1 gallon) oder weniger pro Minute pro 0,02832 m Austauscherharz, und zwar sowohl bei der Beladung des Austauscherharzes wie auch bei der Eluierung. Die Eluierung des Nickels aus dem Austauscherharz verlief unter Verwendung von 4N H₂SO. schnell und vollständig.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Trennung von Nickel und Cobalt aus Nickel-Cobalt-Niederschlägen, in denen das Cobalt im dreiwertigen Zustand vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß man

Ca) den Niederschlag bei einer Temperatur von 80 bis 120⁰C und

unter einem Druck von mindestens 1,40 kg/cm in einer Ammoniumsulfatlösung mit mindestens 100 g (NH₄J₂SO₄ und mindestens 50 g NH, pro Liter Lösung löst, daß man

(b) die Lösung unter Ausfällung eines an Nickel reichen Nickel-Ammoniumsulfat-Niederschlages auf einen pH-Wert von 1,5 bis 3,0 ansäuert und abkühlt, daß man

(c) den Niederschlag von der Lösung mit dem Cobalt und restlichem Nickel trennt und daß man

(d) die Lösung zur Entfernung des restlichen Nickels durch eine selektive Ionenaustauscherkolonne führt und aus der von Nickel praktisch freien Lösung das Cobalt isoliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Nickel-Cobalt-Niederschlag mit etwa 25 bis 45 % Nickel und 20 bis 5 I Cobalt ausgeht, daß man zur Auflösung des Niederschlages eine Lösung verwendet, die pro Liter 100 bis 450 g (NH₄^₂SO₄ und 50 bis 170 g NH, enthält und daß man die Auflösung des Niederschla-

2 ges bei einem Druck von 2,40 bis 3,10 kg/cm durchführt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Nickel-Cobalt-Niederschlag ausgeht, der bei der Aufarbeitung einer Nickel-Cobalt-Lösung mit Nickel-(II)- und Cobalt-(II)-Ionen und einem Verhältnis von Nickel : Cobalt von 5:1 bis 200:1 anfällt, bei der man aus einem Hauptstrom einer Nickel-Cobalt-Lösung einen aliquoten Teil abzieht, der genügend Nickel enthält, um nach Oxidation in den Nickel-(III)-Zustand mindestens ausreicht, um das Cobalt in der Hauptstromlösung in den dreiwertigen Zustand zu überführen, bei der man das Nickel aus dem aliquoten Teil in Form eines Nickel-(II)-Niederschlages durch Zusatz eines Fällungsmittels, be-

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stehend aus einer Mischung von CO₂ und NH., oder NH, allein ausfällt, wobei die Temperatur der Fällung bei Verwendung von NH, allein bei über 50⁰C liegt, bei der man das Nickel-(II) des Nickel-(II)-Niederschlages zu Nickel-(III) oxidiert, bei der man ferner den oxidierten Nickel-Niederschlag von der Lösung abtrennt und bei der man die Hauptstromlösung mit dem oxidierten Niederschlag so lange in Kontakt bringt, daß die Cobalt-(Il)-Ionen der Lösung durch Oxidation in den Cobalt-(III)-Zustand überführt werden und als Niederschlag aus der Lösung ausfallen, unter Reduktion der Nickel-(III)-Ionen zu Nickel-(Il)-Ionen, bei einer Oxidationstemperatur von über 50⁰C.

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