Производство кобальта

ПРОИЗВОДСТВО КОБАЛЬТА

Производство кобальтаВ большинстве видов отечественного сырья кобальт сопутствует никелю. При плавке сульфидных медно-никелевых руд его стараются сконцентрировать в медно-никелевом файнштейне, затем в флотационном никелевом концентрате, в анодах и наконец выделяют при очистке электролита в виде кека, содержащего 4—6% Co. Последний растворяют в серной кислоте в присутствии восстановителя, например по реакции:

2Со(ОН)3 + SО2 + H24 = 2CoSО4 + 4Н2О

Рис. Схема получения гидроокиси кобальта из растворов сложного состава (пример)

Получаемые растворы содержат примеси железа, марганца, меди, никеля и других элементов; переработка их показана на рис.

Из окисленных никелевых руд кобальт стараются перевести в файнштейн, а затем в анодную массу (8—10% Со, 58—64% Ni, 20—24% S). Ее разливают в аноды и подвергают электролизу в растворе NaCl (100—120 г/л) в парах с чугунными катодами. На аноде никель и кобальт вместе с примесями железа и других металлов переходят в раствор в виде двухзарядных ионов, которые тотчас гидролизуются и образуют осадок основных солей — «зеленых гидратов», сера выпадает в виде элементарных частиц, на чугунных катодах выделяется водород. Осадок зеленых гидратов растворяют в серной кислоте и, отфильтровав от серы, получают растворы для дальнейшей переработки. Этот передел сложен и дорог из-за высокого расхода электроэнергии (4000 кВт•ч/т) и реагентов, однако применяется на некоторых заводах.

Из пиритных концентратов (например, 0,5% Со и 0,5% Сu, остальное в основном FeS) кобальт извлекают сульфатно-хлорирующим обжигом с последующим выщелачиванием огарка водой. Обжиг проводят в кипящем слое с добавками сильвинита; химизм его подобен описанному выше. Огарок выщелачивают в перколяторах.

Известны и другие приемы извлечения кобальта, применяемые для переработки различных видов сырья в нашей и зарубежной практике. Всеми этими способами получают водные растворы, в которых кобальту сопутствуют часто преобладающие количества примесей железа, никеля, марганца, меди и других элементов.

Никеля в растворах часто в 5—10 раз больше, чем кобальта, его также надо извлечь в виде никелевого купороса NiSO4•7H2O или других соединений.

Упрощенная схема получения кобальта из растворов сложного состава показана на рис. Железо окисляют хлором и осаждают в виде основных солей, добавляя известь или соду. Этот осадок сорбирует примеси мышьяка, сурьмы и висмута. Медь цементируют порошком кобальта или никеля, а иногда также осуждают содой. Марганец удаляют, продувая раствор хлором или добавляя в него гипохлорит натрия NaOCl, по мере окисления выпадает осадок MnO2H2O.

Из очищенного, раствора, содержащего только кобальт и никель, кобальт осаждают хлором или гипохлоритом натрия. Попутное подобное осаждение никеля предупреждается регулированием кислотности.

Если никель все же переходит в осадок, а это наблюдают при высоком отношении Ni: Со, первичную гидроокись де осаждают тем же способом после растворения ее по реакции .

Конечную гидроокись смешивают с содой, прокаливают и промывают водой для удаления примеси серы в виде Na2SО4. После вторичного прокаливания, но уже без соды, полученная таким образом Со3О4 содержит 70—72% Со, 0,2—0,3% Ni и сотые доли процента других примесей.

 

 

Статья на тему Производство кобальта