Extração de cobalto - Cobalt extraction

Minério de cobalto

Extração de cobalto refere-se às técnicas usadas para extrair cobalto de seus minérios e outros minérios compostos. Existem vários métodos para a separação do cobalto do cobre e do níquel . Eles dependem da concentração de cobalto e da composição exata do minério usado .

Recuperação de concentrados de sulfeto de cobre-cobalto

Os minérios são tratados por uma torrefação de sulfatização em um forno de leito fluidizado para converter sulfetos de cobre e cobalto em sulfatos solúveis e ferro em hematita insolúvel . A calcina é subsequentemente lixiviada com ácido sulfúrico do eletrólito de recuperação de cobre gasto . Os concentrados de óxidos são introduzidos nesta etapa de lixiviação para manter o equilíbrio do ácido no circuito. Ferro e alumínio são removidos da solução de lixiviação pela adição de cal , e o cobre é eletroluído nos cátodos de cobre . Uma parte do eletrólito gasto entra no circuito de recuperação de cobalto e é purificado pela remoção de ferro, cobre, níquel e zinco antes da precipitação do cobalto como seu hidróxido . Isso é feito pela adição de mais cal para aumentar o pH até que o cobre restante se precipite. Este cobre é enviado de volta ao circuito de cobre. À medida que mais cal é adicionada, uma cobre-cobaltita precipita e é enviada de volta ao processo de lixiviação. Hidrossulfeto de sódio (NaHS) é adicionado (junto com um pouco de cobalto metálico como catalisador ) para precipitar o sulfeto de níquel (NiS). Sulfeto de hidrogênio (H 2 S) e carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ) são então adicionados para precipitar o sulfeto de zinco (ZnS). A cal é então adicionada à saturação para precipitar o hidróxido de cobalto (II) (Co (OH) 2 ). Nos estágios finais, esse hidróxido de cobalto é redissolvido e o metal é refinado por eletrólise . Os cátodos de cobalto resultantes são esmagados e desgaseificados a vácuo para obter um cobalto metálico puro.

Recuperação de concentrados de sulfeto de níquel-cobalto (processo Sherritt)

O processo Sherritt é um processo hidrometalúrgico com o nome de Sherritt Gordon Mines Ltd. (agora Sherritt International ) de Sherridon e Lynn Lake Manitoba Canadá , com base no processo Forward mais antigo desenvolvido pelo Dr. Frank Forward para a recuperação de cobre e níquel dessas mesmas minas . Os concentrados de sulfeto de níquel podem ser tratados por torrefação ou fundição instantânea para produzir mate a partir do qual o níquel e o cobalto podem ser recuperados hidrometalurgicamente, ou podem ser tratados por lixiviação por pressão de solução de amônia . O resíduo é removido. Uma alimentação de concentrado fosco e sulfeto contendo aproximadamente 0,4% de cobalto e 30% de enxofre é lixiviada sob pressão em temperatura e pressão elevadas em uma solução amoniacal para produzir uma solução de níquel, cobre e cobalto. Ao ferver a amônia; o cobre é precipitado como sulfeto e enviado para uma fundição. O sulfeto de hidrogênio é adicionado à autoclave para remover o sulfeto de níquel e o sulfeto de cobre, que são alimentados de volta ao processo de lixiviação. O ar é então passado através da solução na autoclave para oxidrólise . A solução é então reduzida com hidrogênio, novamente em alta temperatura e pressão, para precipitar o pó de níquel (> 99%). A solução restante (contendo proporções aproximadamente iguais de sulfetos de níquel e cobalto), é então ajustada (a uma temperatura e pressão mais baixas) para precipitar os sulfetos mistos e o fluido é concentrado e cristalizado em sulfato de amônio ((NH 4 ) 2 SO 4 ) . Os sulfetos mistos são lixiviados sob pressão com ar e ácido sulfúrico. Amônia é então adicionada para remover potássio e ferro como jarosita (KFe3+
3(OH) 6 (SO 4 ) 2 ). Mais amônia e ar são adicionados para a oxidação . A solução é removida da autoclave e ácido sulfúrico é adicionado para remover o níquel como níquel (II) sulfato - sulfato de amônio hexa-hidratado ((NiSO 4 ) • ((NH 4 ) 2 SO 4 ) • 6H 2 O) que é então enviado para ter seu níquel foi recuperado. A solução é então reduzida com mais ácido sulfúrico e pó de cobalto metálico é adicionado para ajudar na nucleação de precipitantes ( semeadura ). A adição de gás hidrogênio à saturação precipita o pó de cobalto com pureza de aproximadamente 99,6%.

Recuperação de concentrados de óxido de cobre-cobalto

O minério é triturado e os óxidos ricos em cobalto são separados por flotação de espuma . O concentrado contendo cobalto é então misturado com cal e carvão , e então derretido em uma atmosfera redutora . Ferro e impurezas mais leves flutuam para a superfície como escória sólida ou são expelidos do fundido como gás. O líquido restante é composto de uma fundição de cobre mais pesada contendo aproximadamente 5% de cobalto que é processado para seu cobre e uma escória mais leve que é de aproximadamente 40% de cobalto que é posteriormente refinada por processamento hidrometalúrgico e eletrolítico. As concentrações de óxido de cobalto (Co 3 O 4 ) também podem ser reduzidas pela reação aluminotérmica ou com carbono em um alto-forno .

Recuperação de minérios lateríticos

Minérios lateríticos de níquel-cobalto podem ser tratados por processos hidrometalúrgicos ou pirometalúrgicos , como fosco ou fundição de ferroníquel , que requerem que todo o minério seja fundido e os valores de metal sejam separados dos componentes residuais do minério. O processo hidrometalúrgico para o minério de laterita pode usar ácido sulfúrico ou soluções de lixiviação de amônia.

Recuperação de minérios de arseneto

Os concentrados contendo arsênio são torrados em um leito fluidizado para remover 60% a 70% do arsênio presente como óxido de arsênio (As 2 O 5 ). Os minérios torrados podem ser tratados com ácido clorídrico e cloro ou com ácido sulfúrico para dar uma solução de lixiviação que pode ser purificada por métodos hidrometalúrgicos e a partir da qual o cobalto pode ser recuperado por eletro refino ou por precipitação de carbonato . Se o ácido clorídrico for usado, o cobalto pode ser extraído usando alamina 336 em meta - xileno . O cobalto também pode ser extraído com ácido dialquilfosfínico . Quando o carbonato de cobalto (CoCO 3 ) é aquecido (calcinado) acima de 400 ° C, ele se decompõe em dióxido de carbono (CO 2 ) e óxido de cobalto (II) (CoO) e pode ser refinado como um concentrado de óxido (veja acima).

Eletro refino

Se purificar por eletrólise, uma solução aquosa de sulfato de 50 a 70 ° C é geralmente usada com um ânodo de chumbo (produtos de corrosão dos quais não contaminarão a solução de eletrólito de oxi-hidróxido de cobalto (CoOOH)) e um cátodo de aço inoxidável que permitirá a fácil remoção do cobalto depositado. O refino elétrico em meio de cloreto ou sulfato a -0,3 V fará um revestimento catódico de 99,98% de cobalto.

Veja também

Notas

  1. ^ Holleman, AF, Wiberg, E., Wiberg, N. (2007). "Cobalt" (em alemão). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102ª ed. De Gruyter. pp. 1146–1152. ISBN  978-3-11-017770-1 .
  2. ^ Joseph R. Davis (2000). Manual da especialidade ASM: níquel, cobalto e suas ligas . ASM International. p. 346. ISBN 0-87170-685-7.
  3. ^ Joseph R. Davis (2000). Manual da especialidade ASM: níquel, cobalto e suas ligas . ASM International. p. 347. ISBN 0-87170-685-7.
  4. ^ M. Filiz, NA Sayar e AA Sayar, Hydrometallurgy , 2006, 81 , 167-173.
  5. ^ RR Moskalyk, AM Alfantazi, Review of Present Cobalt Recovery Practice, Minerals & Metalurgical Processing, vol 17, 4, 2000, pp. 205-216.