СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПОДЗЕМНОГО ИЛИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
METHOD FOR EXTRACTING NICKEL FROM NICKEL-CONTAINING PRODUCTION SOLUTIONS OF SULPHURIC UNDERGROUND OR HEAP LEACHING

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения никеля.
Никельсодержащие продуктивные растворы сернокислотного подземного или кучного выщелачивания окисленных никелевых руд содержат магний, трехвалентное железо, никель, кобальт и иногда в небольших количествах марганец, цинк, медь и хром.
Концентрации вышеуказанных элементов в никельсодержащих продуктивных растворах сернокислотного подземного или кучного выщелачивания варьируются в зависимости от времени процесса выщелачивания в следующих пределах:
1) магний 0,3-14,0 г/л;
2) железо трехвалентное 0,3-5,0 г/л;
3) никель 0,5-1,0 г/л;
4) кобальт 0,025-0,15 г/л;
5) марганец 0,2-1,0 г/л;
6) хром 0,1-1,0 г/л;
7) цинк 0,02 г/л;
8) медь 0,02 г/л.
В качестве прототипа выбран способ извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания (патент RU №2352654), включающий сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата.
Недостатком способа является то, что вместе с никелем в десорбат попадает трехвалентное железо, а это не позволяет получить кондиционные соли никеля или катоды необходимого качества при электроэкстракции.
Химический состав десорбата после сорбции никеля на сорбенте хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино варьируются в следующих пределах:
1) никель 80-90 г/л;
2) железо трехвалентное 0,01-5,0 г/л.
Технической задачей заявляемого изобретения является снижение количества трехвалентного железа до переработки никельсодержащих растворов.
4
2-
Указанная задача решается тем, что в способе извлечения никеля из никельсодержащих продуктивных растворов сернокислотного подземного или кучного выщелачивания, включающем сорбцию никеля на катионообменную смолу хелатного типа функциональной группы бис(2-передилметил)амино с последующей десорбцией никеля и переработкой десорбата, что перед переработкой десорбата из него удаляют трехвалентное железо путем сорбции на анионитной смоле в SO  в форме при pH 1,6-2,4.
4
2-
В качестве анионитной смолы в SO  форме можно использовать АВ-17х8, Dowex SBR-P, Dowex WBA и WBA2.
4
2-
При pH менее 1,6 трехвалентное сернокислое железо сорбируется в меньшей степени, чем при pH 1,6-2,4. На чертеже представлена зависимость емкости анионитной смолы АВ-17х8 в SO  форме от объема пропущенного раствора.
3
При pH более 2,4 трехвалентное сернокислое железо гидролизуется и осаждается в поровом пространстве анионита в виде гидроксида Fe(ОН) и забивает межпоровое пространство анионита, не позволяя проводить процесс сорбции.
Способ осуществляли следующим образом.
Для проведения исследований по сорбции железа (III) был приготовлен модельный раствор по химическому составу, близкий к раствору, который ожидается получать после десорбции на катионообменной смоле хелатного типа с функциональной группой бис(2-передилметил)амино.
4
2-
Сорбция проводится на анионитной смоле в SO  форме типа АВ-17х8 следующим образом.
Модельный раствор подается в колонку снизу вверх со скоростью 3 мл/мин при помощи перистальтического насоса Masterflex.
Колонка представляет собой стеклянную трубку высотой 1,17 м и внутренним диаметром 15 мм. Рабочий объем сорбента составляет 206 мл.
Результаты сорбции в динамических условиях, на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3, pH 1,6, pH 1,8 представлены соответственно в таблице 1, 2, 3.
Таблица
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при pH 1,3
№ п/п
Состав исходного раствора, г/л
Объем растворов, мл
Количество (Vp/Vc)
Состав раствора после сорбции, г/л
Обменная емкость (г/л сорбента)
pH
Ni
Fe(III)
pH
Ni
Fe(III)
Fe(III)
1
1,3
91
4
86
0,42
2,5
0,41
0,011
1,66
2
1,3
91
4
32
0,57
3,06
52,7
0,022
2,28
3
1,3
91
4
35
0,74
3,04
82,7
0,045
2,95
4
1,3
91
4
40
0,93
3,07
94,7
0,16
3,69
5
1,3
91
4
49
1,17
3,23
97,1
0,5
4,52
6
1,3
91
4
55
1,44
3,26
100,7
0,18
5,54
7
1,3
91
4
50
1,68
3,25
100,7
0,25
6,44
8
1,3
91
4
52
1,93
3,21
103,1
0,41
7,35
9
1,3
91
4
92
2,38
2,67
103,1
1,46
8,48
10
1,3
91
4
97
2,85
2,46
103,1
3,5
8,71
11
1,3
91
4
97
3,31
2,37
103,1
4,8
8,34
12
1,3
91
4
99
3,79
2,3
103,1
4,8
7,95
13
1,3
91
4
100
4,28
2,13
103,1
6
6,99
Таблица 2
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,6
№ п/п
Состав исходного раствора, г/л
Объем растворов, мл
Количество (Vp/Vc)
Состав раствора после сорбции, г/л
Обменная емкость (г/л сорбента)
pH
Ni
Fe(III)
pH
Ni
Fe(III)
Fe(III)
1
1,6
91
4
79
0,38
2,16
2,28
0,16
1,47
2
1,6
91
4
41
0,58
2,67
63,8
0,16
2,23
3
1,6
91
4
31
0,73
2,67
80,1
0,16
2,81
4
1,6
91
4
33
0,89
2,69
89,3
0,16
3,42
5
1,6
91
4
42
1,09
2,79
93,9
0,167
4,20
6
1,6
91
4
43
1,30
2,99
97,1
0,26
4,98
7
1,6
91
4
72
1,65
3
99,7
0,42
6,22
8
1,6
91
4
93
2,10
2,99
97,1
0,5
7,80
9
1,6
91
4
86
2,52
2,7
99,2
1
9,05
10
1,6
91
4
97
2,99
2,52
99,2
2,23
9,88
11
1,6
91
4
90
3,42
2,44
97,9
3,28
10,19
12
1,6
91
4
94
3,88
2,38
97,9
3,29
10,51
13
1,6
91
4
88
4,30
2,32
94,3
4,05
10,49
14
1,6
91
4
99
4,78
2,17
94,3
4,1
10,45
15
1,6
91
4
101
5,27
2
90
3,99
10,45
16
1,6
91
4
101
5,76
1,8
100,8
4,6
10,16
Таблица 3
Результаты по сорбции железа в динамических условиях на сорбенте АВ-17х8 при рН 1,8
№ п/п
Состав исходного раствора, г/л
Объем растворов, мл
Количество (Vp/Vc)
Состав раствора после сорбции, г/л
Обменная емкость (г/л сорбента)
pH
Ni
Fe(III)
pH
Ni
Fe(III)
Fe(III)
1
1,8
91
4
79
0,38
2,66
0,1
0,016
1,52
2
1,8
91
4
40
0,58
3,34
49,7
0,022
2,29
3
1,8
91
4
41
0,77
3,29
79,3
0,045
3,08
4
1,8
91
4
42
0,98
3,37
80,5
0,045
3,88
5
1,8
91
4
40
1,17
3,47
94,8
0,045
4,65
6
1,8
91
4
41
1,37
3,48
106,2
0,1
5,42
7
1,8
91
4
43
1,58
3,48
99,6
0,167
6,22
8
1,8
91
4
48
1,81
3,52
103,4
0,45
7,04
9
1,8
91
4
41
2,01
3,55
102,2
0,56
7,73
10
1,8
91
4
96
2,47
3,22
103,4
0,67
9,27
11
1,8
91
4
85
2,88
2,7
104
1,6
10,26
12
1,8
91
4
99
3,36
2,53
105,8
2,2
11,12
13
1,8
91
4
100
3,85
2,47
99,9
2,8
11,70
14
1,8
91
4
100
4,33
2,49
99,3
3,4
11,99
15
1,8
91
4
100
4,81
2,28
102,2
3,6
12,19
16
1,8
91
4
97
5,28
2,2
100,5
3,4
12,47
17
1,8
91
4
100
5,77
2
102,2
4,3
12,32
18
1,8
91
4
115
6,32
1,87
99,3
4,2
12,21