Brevet FR2090292A1 — publié le 19720114

La présente invention concerne un procédé de séparation du nickel et du cobalt qui sont sous forme de sels dans une solution aqueuse. Il n'existe pas de processus simple pour séparer le nickel et 5 le cobalt dans le traitement des nodules formés au fond de la mer et d'autres minerais. La présente invention concerne la séparation des sels de nickel et de cobalt dans une solution aqueuse. Bar exemple, le nickel et le cobalt sont séparés d'une solution aqueuse contenant les sels de nickel et de cobalt sous forme de chlorure 10 de sulfate ou de nitrate. On a découvert un procédé utilisant un échange ionique en phase liquide qui permet de séparer le cobalt du nickel. Le réactif liquide d'échange ionique est le "Kelex" produit par Ashland Chemical Company, une division de Ashland Oil and 15 Refining Company. On ajuste le pH d'une solution aqueuse contenant les sels de nickel et de cobalt sous forme de chlorures, de sulfates ou de nitrates entre 3,5 et 5,5, le pH préféré étant de 3,5. On met la solution résultante en contact avec une solution de "Kelex 100" dans 20 du kérosène. La Demanderesse a utilisé habituellement une solution à 10 fo dans du "ïïapoleum", une fraction de pétrole du type kérosène produite par Kerr-McG-ee Corporation. On peut utiliser d'autres concentrations. Parfois, il est souhaitable d'ajouter de l'isodécanol à la solution de "Kelex" - "îJapoleum" comme agent de modification 25 de phase et on peut en ajouter jusqu'à 30 %. L'extraction'à un pH de 3,5 isole la plus grande partie du nickelVavec une certaine quantité de cobalt. Après l'extraction du nickel, le raffinat aqueux est ajusté à un pH de 4,2 pour achever l'extraction du cobalt. Il faut ajouter une substance alcaline à la solution aqueuse pour main-30 tenir le pH du côté acide. Il est parfois souhaitable d'effectuer la première partie de l'extraction à un pH de 3,5 et la dernière partie à un pH de 4,2. Il est possible d'effectuer parfois l'extraction à un pH de 3,0 à 4,2. On l'effectue en ajustant la solution du raffinat du cuivre 35 à un pH de 4,2 et en laissant le pH diminuer jusqu'à 3*0 avant d'ajouter la substance alcaline. Dans ce mode opératoire, l'extraction du cobalt à un pH de 4,2 diminue le pH jusqu'à 3,5» auquel le 71 18818 2090292 nickel est extrait, ce qui abaisse le pH à 3,0. L'addition d'une substance alcaline (hydroxyde de sodium ou hyâroxyde d'ammonium) ramène le pH à 4»2 et on répète le cycle jusqu'à ce que la totalité du nickel et du cobalt soit extraite. 5 On isole séparément le nickel et le cobalt de la solution or ganique de "Kelex". Le nickel est isolé le premier en utilisant une solution contenant de 3 à 20 d'acide chlorhydrique. La Demanderesse a constaté que le cobalt n'est pas isolé de la solution de "Kelex" par cette concentration d'acide chlorhydri-10 que, ce qui permet d'obtenir une bonne séparation entre le nickel et le cobalt. La solution de "Kelex" contenant le cobalt est mise en contact avec une solution contenant plue de 20 # d'acide chlorhydrique. Cette solution extrait le cobalt de la solution "Kelex" et la solution 15 de "Kelex,f-kérosène appauvrie en métal,,est ramenée à la phase d'extraction. Il est souhaitable d'effectuer cet isolement à une température de 30 à 50°C pour réduire au minimum la quantité d'acide chlorhydrique - absorbée par la solution de "Kelex". La solution d'acide chlorhydrique contenant le cobalt est mise 20 en contact avec une solution de triisooctylamine (TIOA) et de kérosène qui réextrait le cobalt. La solution de TIOA contient 10 $ de TIOA, 12 # d'isodécanol, le reste étant du kérosène. Le cobalt est isolé de la solution de TIOA en utilisant de l'eau. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de 25 réalisation décrite et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. -3- 71 18818 2090292 RB7BEDIGATIOITS 1. Procédé de séparation du nickel et du cobalt existant sous forme de sels dans une solution aqueuse, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler du "Kelex" comme phase organique 5 dans la solution aqueuse ; à maintenir le pH du mélange entre 3,5 et 5,5 ; à extraire le nickel et le cobalt en les faisant passer dans la phase organique ; et à séparer le nickel et le cobalt de la phase organique par un acide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 le "Kelex" est dissous dans un liquide dérivant du pétrole avant d'être injecté dans la solution aqueuse. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sels sont des chlorures, des sulfates et/ou des nitrates. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 la solution de "Kelex" est mélangée avec de 1'isodécanol ou un liquide dérivant du pétrole. 5. Procédé de séparation du cobalt, du nickel dans une solution aqueuse contenant du chlorure de manganèse, du chlorure de nickel et du chlorure cobalteux selon la revendication 1, caractéri- 20 sé en ce que la solution de ''Kelex" contient environ 10 $ de "Kelex" environ 30 % d'isodécanol et environ 60 % de "Hapoleum" (kérosène). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier le pH de la solution contenant le cobalt et le nickel de manière à extraire le nickel et le cobalt à divers 25 rapports. 7. Procédé de séparation du nickel et'du cobalt existant sous la forme de sels fi an a une solution aqueuse, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler du "Kelex", comme phase organique flans la solution aqueuse ; à maintenir le pH du mélange entre 3,5 30 et 5,5 ; à extraire le nickel et le cobalt eryles faisant passer dans la phase organique ; à séparer le nickel de la phase organique en appliquant un acide faible et à séparer le cobalt de la phase organique en utilisant un acide concentré. 8. Procédé de séparation du nickel et du cobalt existant sous 35 forme de sels flâna une solution aqueuse, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter du "Kelex" comme phase organique dans ladite solution aqueuse ; à maintenir le pH du mélange entre 3,5 et 5,5 ; 71 18818 4 2090292 à extraire le nickel et le cobalt en les faisant passer dans la phase orga.n1.que ; à séparer le nickel de la phase organique en appliquant un acide faible ; à séparer le cobalt de la phase organique en appliquant un acide concentré et à extraire le cobalt de 5 l'acide concentré en utilisant une solution de triisooctylamine. 9. Procédé de séparation du nickel et du cobalt existant sous forme de sels dans une solution aqueuse, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter du "Kelex" sous forme de phase organique dans la solution aqueuse ; à maintenir le pH du mélange entre 3»5 et 10 5*5 ; à extraire le nickel et le cobalt en les faisant passer dans la phase organique ; à séparer le nickel de la phase organique au moyen d'un acide faible ; à séparer le cobalt de la phase organique au moyen d'un acide concentré ; à extraire le cobalt de l'acide concentré au moyen d'une solution de triisooctylamine ; et à sépa-15 rer le cobalt de la solution de triisooctylamine en utilisant de l'eau. 10. Procédé selon la revendication 9» caractérisé en ce que l'acide destiné à extraire le nickel est de l'acide chlorhydrique à moins de 20 20 11. Procédé selon la revendication 9» caractérisé en ce que l'acide destiné à extraire le cobalt est de l'acide chlorhydrique à plus de 20 12. Procédé selon la revendication 9» caractérisé en ce que la solution préférée de triisooctylamine contient 10 fo de triisooc-25 tylamine, 12 % d'isodécanol, le reste étant du kérosène.