Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН, Красноярск, Россия:

+Г. Л. Пашков, член-корреспондент РАН
И. Ю. Флейтлих, ведущий научный сотрудник
Н. А. Григорьева, старший научный сотрудник, эл. почта: natasha@icct.ru

ООО «Научно-исследовательский центр «Гидрометаллургия», Санкт-Петербург, Россия:
М. А. Плешков, ведущий научный сотрудник

Оценена возможность использования смесей бис(2, 4, 4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты (торговая марка Cyanex 301) с органическими аминами для экстракции никеля и кобальта из растворов, имитирующих по своему составу сернокислые растворы выщелачивания окисленных никелевых руд. По различным причинам (плохая совместимость с растворителями, окисление кобальта в органической фазе, плохая реэкстракция металлов и др.) первичные и вторичные амины, а также хлорид триалкилбензиламмония непригодны для выделения никеля и кобальта из растворов. Интерес для извлечения никеля и кобальта представляют только системы с Cyanex 301 в смеси с триалкиламином (ТАА) и трибутилфосфатом (ТБФ). В качестве экстрагента использовали смеси 0,4 моль/л Cyanex 301, 0,4–0,5 моль/л ТАА и 20 % ТБФ в инертных растворителях (керосин, нефтяные парафины). Присутствие в органической фазе ТБФ позволяет избежать образования осадков на стадии экстракции при рН ≥ 7,5 и использовать натриевую форму экстрагента (NaR) для регулировки рН по ступеням экстракции. Из растворов, содержащих, г/дм3: 3–6 Ni; 0,3–0,6 Co; 0,1–0,2 Zn; 2,0–3,0 Mn; 0,4–0,6 Ca; 6,0–8,0 Mg, никель и кобальт эффективно извлекаются при рН = 6,2–6,8. Коэффициенты разделения цветных (кобальта, никеля) и щелочноземельных металлов (кальция, магния), а также марганца достигают больших значений и в зависимости от условий меняются в интервале 102–103. При этом извлечение металлов из раствора составляет не менее 98 %. Никель и кобальт реэкстрагируют растворами серной кислоты (1–2 моль/л) при ее стехиометрическом расходе. Поскольку никелевые реэкстраты содержат небольшое количество свободной серной кислоты, в дальнейшем, после очистки растворов от кобальта и цинка, они могут быть переработаны по традиционным технологиям, в частности с использованием электролитических способов.

В работе принимали участие Я. М. Шнеерсон (ООО НИЦ «Гидрометаллургия») и Л. К. Никифорова (ИХХТ СО РАН).

1. Шнеерсон Я. М. Современное состояние гидрометаллургической переработки окисленных никель-кобальтовых руд // Цветные металлы. 2000. № 8. С. 76–83.
2. Набойченко С. С. Никель Урала: история, проблемы, перспективы // Цветные металлы. 2013. № 9. С. 94–97.
3. Аленичев В. М., Уманский А. Б., Клюшников А. М. Разработка технологии кучного выщелачивания окисленных никелевых руд уральских месторождений // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 322, № 3. С. 124–128.
4. Marrero J., Coto O., Schippers A. Anaerobic and aerobic reductive dissolutions of iron-rich nickel laterite overburden by Acidithiobacillus // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 168. Р. 49–55.
5. MacCarthy J., Addai-Mensah J., Nosrati A. Atmospheric acid leaching of siliceous goethitic Ni laterite ore: Effect of solid loading and temperature // Minerals Engineering. 2014. Vol. 69. Р. 154–164.
6. Cheng C. Y., Urbani M. The Recovery Nickel and Cobalt from Leach Solution by Solvent Extraction: Process Overview, Recent Research and Development // Proceedings of ISEC’2005. — China, Beijing, 19–23 september 2005. Р. 503–526.
7. Preston J., du Preez A. Synergistic Effect in the Solvent Extraction of Some Divalent Metals by Mixtures of Versatic® 10 Acid and Pyridinecarboxylate Esters // J. Chem. Tech. Biotechnol. 1994. Vol. 61, No. 2. Р. 159–166.
8. Robinson D. J., Donald R., Zhang W., Carthy F. Developments in the Hydrometallurgical Processing of Nickel Laterites // Proceedings of COM 2017, Nickel/Cobalt Hydrometallurgy Symposium. — Vancouver, Canada, 27–30 august 2017.
9. Marte K. D., Gamarano T. V., Barnard K. R. Operation of a Direct Solvent Extraction Circuit at Boleo // Proceedings of COM 2017, Nickel/Cobalt Hydrometallurgy Symposium. — Vancouver, Canada, 27–30 august 2017.
10. Mihaylov I., Krause E., Colton D. F., Okita Y., Duterque J.-P., Perraud J.-J. The development of a novel hydrometallurgical process for nickel and cobalt recovery from Goro laterite ore // CIM Bulletin. 2000. Vol. 93, No. 1041. P. 124–130.
11. Wang L. Y., Lee M. S. Separation of Co (II) and Ni (II) from chloride leach solution of nickel laterite ore by solvent extraction with Cyanex 301 // International Journal of Mineral Processing. 2017. Vol. 166. Р. 45–52.
12. Fleitlikh I. Yu., Pashkov G. L., Grigorieva N. A., Nikiforova L. K., Pleshkov M. A., Shneerson Y. M. Cobalt and nickel recovery from sulfate media containing calcium, manganese and magnesium with mixture of Cyanex 301 and a trialkylamine // Solvent extraction and ion exchange. 2011. Vol. 29, No. 5–6. Р. 782–799.
13. ТУ 6-02-733–84. Трибутилфосфат технический. — Введ. 01–01–1985.
14. ТУ 0255-042-04689375–95. Парафин нефтяной жидкий, фракция C13. Технические условия.
15. Grigorieva N. A., Fleitlikh I. Yu. Cobalt extraction from sulfate media with bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid in the presence of electron donor additives // Hydrometallurgy. 2013. Vol. 138. Р. 71–78.
16. Fleitlikh I. Yu., Grigorieva N. A., Logutenko O. A. Extraction of Non-Ferrous Metals and Iron with Systems based on Bis(2,4,4-Trimethylpentyl)Dithiophosphinic Acid (CYANEX 301) // Solvent extraction and ion exchange. 2018. Vol. 36, No. 1. DOI: 10.1080/07366299.2017.1411034