Введение к работе
Актуальность работы
С развитием прогрессивных методов вскрыгия рудвшх материалов — автоклавного и хлорировавши, увеличивается значение їидрометал-лургичесхих процессов. Современным гидрометаллургическим процессам должны сиппэегстиовэдъ эффект шзпые методы извлечении металлов из растворов. Кроме того, в связи с расширением областей применения цветных, редки и благородных металлов предъявляются все более жесткие требования к их чистого. Получение чистых металлов осложняется тем, что из-за недостатка богатых руд в сферу металлургического производства вовлекается природное сырье, содержащее незначительное количество ценных составлятощих. Существующие пяро- и гидромеїіі-іцгурги іеские способы во многих случаях не обеспечивают требуемой чистоты продукта, извлекаемого го этого сырья, а также комплексного ичвлече-шія ценных веществ из полиметаллических руд и концентратов.
Для металлов характерна близость физико-химических свойств, что затрудняет их разделение. Для этого необходимы методы, основанные на небольших различиях в свойствах элементов или их соединений. Креме того, во избежание загрязнений окружающей среды необходимы металлургические процессы с замкнутым технологическим циклом - без образования отходов, сточных вод и выбросов вредных газов в атмосферу.
Характерной особенностью кобальта является его нрисугстаие в промышленных концентрациях в месторождениях других металлов - никеля, меди, же-леза свинца, марганца, висмута и серебра, где он представлен как кобальтовыми, так и кобальтсодержэтними рудными минералами. Главным источником промьшіясттого получения кобальта служа г медпо-ни «елевые руды, содержащие кобальт как примесь. Способ переработки различных руд зависит от их конкретных составов. В конечном итоге получают расгворы солей кобальта и никеля. После очистки от примесей из раствора осаждают гидроксид кобальта СО(ОН)Ї, который прокаливают для удаления воды, а полученный оксид СоэО восстанавливаю!4 водородом или углеюдом. Металлический кобальт, содержащий до 2-3 % примесей, может быть о гишеп эдектролтом. Металлический кобальт может быть получен также электролизом ВІЗ сульфатных, реже — хло-ридных оліжтро литой.
Большой интерес представляет очистка раствора кобальта от марганца. Оба металла по рялу параметров обладают близкими свойствами, что затрудняет их разделение. Среди нзвестш.гх методов разделения нашли применение сорбвдон-пые, якезракниомпые, реагенті IOIJO осаждения, комшісксообразонанин л другие.
Одним из перепективньтх является электрохимический способ. Эшм способом из сульфатных и хлоридпых растворов кобальта (ІЇ) может быть получен катодный кобальт высокой егепени чистоты.
Таким образом, исследование электрохимического извлечения кобальта из водных растворов кобальта и марганца с целью получения катодного кобальта высокой чистоты по примеси марганца являете : актуальной. Цель рабиіи
Исследование и технология получения кобальта электроэкстракцией из полных растворов солей кобальта (II) и марганца (II). Задачи исследования
- определить зависимость основных показателей процесса, электроэкстрак-ции кобальта из сульфатных и хлорндно-сульфазчіьіх растворов кобальта и марганца от условии проведения процесса;
- провести анализ качества катодного кобальта по марганцу., полученного в различных условиях проведения процесса электроэкстракции.
Молоды исследования работе испил ьзопалиїть химические и фвдико-химические методы анализа: весовой, объемный, рН-метрический, фотоколориметрический, рептгеиофа-зовый, спектральный, металлографический; метод статистической обработки результатов эксперимент.
Оїіоеноканносіь и достинвдность научных исследований и выводит базируется на использовании основных положений физической химии, совремеи-пых методов аиалишческой химии, математической обработки экспериментальных данных па ЭВМ и подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Положении, выносимые из защиту
-способ электроэкстракцин в динамическом режиме ІЇОЗНОЛНЄТ получить катодный кобальт высокого качества по примеси марганца из сульфатных и сульфатно-хлоридпых растворов с одновременным извлечением марганца и составе анодного шлама -анализ кинетических параметров процесса, определение лимитирующей стадии, порядка и энергии активации реакции позволяет судить о вероятном мехапизме рассматриваемых процессов. Научная новизна
-разработан способ получения кобальта высокой чистоты из сульфатных и хлоридпо-сульфатггых растнорон кобаліл;з и марганца и установка для еш осуществления (патенты РФ 2212460, 2205236 и 2209839);
- предложена методика анализа кинетических параметров электроэкстрактшн;
- показана возможность использоваїиія анодною шлама н качесіне катализатора окислительных процессов (патент РФ 2198027);
- нркдюжепа технологическая схема переработки кобальтсодержащих растворов.
Практическая значимость работы
-предложен способ извлечении кобальта из растворов без предварительной очистки от марганца (электрохимическая очистка кобальтовых растворов от марганца проверена гидрометаллогическим отделом исследовательского центра ОАО «ГМК Норильский никель» и заложена ч технилціический регламент по выщелачиванию медио-никелсвого файнштейна);
-получены математические зависимости в виде регрессионных урадпешш для расчета основных параметров процесса электроэкстракции - предложен анодный шлам в качестве катализатора окислительных процессов.
Апробация работы
Положения диссертационной работы доложены автором и обсуждены па Всероссийской паучно-практнчеекоГі конференции, 11 ос в и щепной 70-летшо СКГТУ «Перспективы развития горнодобывающего и металлургического комплексов РОССИНИ (Г. Владикавказ), 2002 г., на научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ) (г. Владикавказ), в 2000-2006 г., г.
Публикации
Основные результаты диссертационной работы изложены в 12 публикациях, в том числе в 4 патентах Российской Федерации, отчете по ТШРа выполненной для ОАО «ГМК «Норильский никель» и ОАО «Владикавказский центр новых технологий».
Структура и Ы»ьем работы .
Диссертация состоит из введении; 6 глав, выводов, библиографического списка из 106 наименований и содержит 145 страниц машинописного текста, 47 рисунков и 32 таблиц.
