استخلاص الكوبالت

خام الكوبالت

يشير مصطلح استخلاص الكوبالت Cobalt extraction إلى التقنيات المستخدمة لاستخراج الكوبالت من خاماته وخاماته المركبة الأخرى. حيث توجد عدة طرق لفصل الكوبالت عن النحاس والنيكل. والتي تعتمد على تركيز الكوبالت والتركيب الدقيق للخام المستخدم.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الإرجاع من مركزات كبريتيد النحاس-الكوبالت

تُعالج الخامات بواسطة تحميص الكبريتات في فرن طبقة مميعة لتحويل كبريتيد النحاس والكوبالت إلى كبريتات قابلة للذوبان والحديد في الهـِماتيت غير قابل للذوبان. يتم بعد ذلك ترشيح الكلس باستخدام حمض الكبريتيك من كهرل استخلاص النحاس المستهلك. يتم إدخال مركزات الأكسيد في خطوة الترشيح هذه للحفاظ على توازن الحمض في الدائرة. تتم إزالة الحديد والألمنيوم من محلول الرشح عن طريق إضافة الجير، والنحاس الكهربائي على كاثودات النحاس. ويدخل جزء من الكهرل المستهلك إلى دائرة إرجاع الكوبالت ويتم تنقيته عن طريق إزالة الحديد والنحاس والنيكل والزنك قبل ترسيب الكوبالت باعتباره هيدروكسيده. يتم تحقيق ذلك عن طريق إضافة المزيد من الجير لرفع الأس الهيدروجيني حتى يترسب النحاس المتبقي. يتم إرسال هذا النحاس مرة أخرى إلى الدائرة النحاسية. ومع إضافة المزيد من الجير بعد ذلك، يترسب النحاس والكوبالتيت ويعاد إلى عملية الرشح. ثم يضاف بيكبريتيد الصوديوم (NaHS) (مع بعض الكوبالت المعدني باعتباره محفز) لترسيب كبريتيد النيكل (NiS). ويتم إضافة كبريتيد الهيدروجين (H₂S) وكربونات الصوديوم (Na₂CO₃) لترسيب كبريتيد الزنك (ZnS). ثم يضاف الجير إلى محلول مشبع لترسيب هيدروكسيد الكوبالت الثنائي (Co(OH)₂). ثم في المراحل النهائية، تتم إعادة إذابة هيدروكسيد الكوبالت هذا ويتم تكرير المعدن بواسطة التحليل الكهربائي. ويتم سحق كاثودات الكوبالت الناتجة وتفريغها من الغاز للحصول على معدن كوبالت نقي.

الإرجاع من مركزات كبريتيد النيكل والكوبالت (عملية شيريت)

عملية شيريت هي عملية المعالجة المعدنية المائية المسماة باسم شركة مناجم شيريت گوردن المحدودة. (الآن شيريت العالمية) من شيريدون ولين ليك مانيتوبا كندا، استناداً إلى عملية فورورد الأقدم التي طورها الدكتور فرانك فورورد لاستعادة النحاس والنيكل من تلك المناجم نفسها. يمكن معالجة مركّزات كبريتيد النيكل إما عن طريق التحميص أو الصهر السريع لإنتاج مات يمكن من خلالها استخلاص النيكل والكوبالت بالمياه المعدنية، أو يمكن معالجتها بواسطة ترشيح ضغط محلول الأمونيا حيث تتم إزالة البقايا. إن التغذية المركزة غير اللامعة والكبريتيد المحتوية على ما يقرب من 0.4٪ كوبالت و30٪ كبريت عبارة عن ضغط ترشح عند درجة حرارة وضغط مرتفعين في محلول نشاد لإنتاج محلول من النيكل والنحاس والكوبالت. بغليان الأمونيا; يترسب النحاس على شكل كبريتيد ويرسل إلى المصهر. ويضاف كبريتيد الهيدروجين إلى الأوتوكلاڤ لإزالة كبريتيد النيكل وكبريتيد النحاس الذي يتم إعادته إلى عملية الترشيح. ثم يتم تمرير الهواء من خلال المحلول في الأوتوكلاڤ من أجل التحلل بالأكسجين. ثم يتم اختزال المحلول بالهيدروجين، مرة أخرى عند درجة حرارة وضغط مرتفعين، لترسيب مسحوق النيكل (> 99٪). يتم بعد ذلك تعديل المحلول المتبقي (الذي يحتوي على نسب متساوية تقريباً من كبريتيدات النيكل والكوبالت) (إلى درجة حرارة وضغط منخفضين) لترسيب الكبريتيدات المختلطة ويتركز السائل ويتبلور في كبريتات الأمونيوم ((NH₄)₂SO₄). الكبريتيدات المختلطة عبارة عن ضغط يتم ترشيحه بالهواء وحمض الكبريتيك. ثم تضاف الأمونيا لإزالة الپوتاسيوم والحديد على شكل جاروسيت (KFe3+3 (OH)₆(SO₄)₂). يضاف المزيد من الأمونيا والهواء من أجل الأكسدة. تتم إزالة المحلول من الأوتوكلاڤ ويضاف حمض الكبريتيك لإزالة النيكل مثل كبريتات النيكل (II) - كبريتات الأمونيوم هيكساهيدرات ((NiSO₄)•((NH₄)₂SO₄)•6H₂O) والتي يتم إرسالها بعد ذلك لاستعادة النيكل. ثم يتم تقليل المحلول بمزيد من حامض الكبريتيك ويضاف مسحوق معدن الكوبالت للمساعدة في نواة المرسبات ( البذر). تؤدي إضافة غاز الهيدروجين إلى التشبع إلى ترسيب مسحوق الكوبالت بنقاوة حوالي 99.6٪.

الإرجاع من مركزات أكسيد النحاس-الكوبالت

يُفتت الخام وتُفصل الأكاسيد الغنية بالكوبالت بواسطة التعويم الرغوي. يتم بعد ذلك خلط المركز الحامل للكوبالت مع الجير والفحم، ثم يُصهر في جو مختزل. حيث تطفو شوائب الحديد والشوائب الأخف على السطح كخبث صلب أو تُطرد من المصهور كغاز. يتكون السائل المتبقي من مصهور نحاس أثقل يحتوي على ما يقرب من 5٪ كوبالت تمت معالجته من أجل نحاسه ويتكون الخبث الأخف وزناً من حوالي 40٪ كوبالت والذي يتم تكريره بشكل إضافي عن طريق المعالجة المعدنية والتحليلية. ويمكن أيضاً تقليل تركيزات أكسيد الكوبالت (Co₃O₄) بواسطة تفاعل ألومينو حراري أو باستخدام الكربون في فرن لافح.^[1]

الإرجاع من خامات اللاتريت

يمكن معالجة خامات اللاتريت من النيكل والكوبالت إما عن طريق عمليات معالجة المعادن أو المعادن الحرارية، مثل الصهر دون لمعان أو ferronickel، والتي تتطلب صهر الخام بالكامل وفصل القيم المعدنية ليتم فصلها عن المكونات المتبقية من الخام. يمكن أن تستخدم عملية المعالجة المائية لخام اللاتريت حمض الكبريتيك أو محاليل ترشيح الأمونيا.^[2]

الإرجاع من خامات الزرنيخيد

يتم تحميص مركزات الزرنيخ المحتوية في طبقة مميعة لإزالة 60٪ إلى 70٪ من الزرنيخ الموجود في صورة أكسيد الزرنيخ (على النحو التالي (As₂O₅). يمكن معالجة الخامات المحمصة بـ حمض الهيدروكلوريك والكلور أو حمض الكبريتيك لإعطاء محلول ترشيح يمكن تنقيته بالطرق المعدنية المائية والتي يمكن استخلاص الكوبالت منها بالتكرير الكهربائي أو بواسطة ترسيب الكربونات.^[3] إذا تم استخدام حمض الهيدروكلوريك، فيمكن استخلاص الكوبالت باستخدام ألامين 336 في ميتا-زايلين.^[4] يمكن استخلاص الكوبالت أيضاً باستخدام حمض ديالكيل فوسفينيك. عندما يتم تسخين كربونات الكوبالت (CoCO₃) (المكلس) فوق 400 درجة مئوية، فإنه يتحلل إلى ثنائي أكسيد الكربون (CO₂) وأكسيد الكوبالت الثنائي (CoO) ويمكن تنقيته كمركز أكسيد (انظر أعلاه).

التنقية الكهربائية

في حالة التنقية بالتحليل الكهربائي، عادةً ما يتم استخدام محلول كبريتات مائية عند 50 إلى 70 درجة مئوية مع أنود الرصاص (منتجات التآكل التي لن تلوث منها الكوبالت أوكسي هيدروكسيد (CoOOH) محلول إلكتروليت) وكاثود صلب مقاوم للصدأ الذي سيسمح بإزالة الكوبالت المترسب بسهولة.^[5]التنقية الكهربائية في وسط كلوريد أو كبريتات عند -0.3 فولت سيصنع طلاء كاثود بنسبة 99.98٪ من الكوبالت.

انظر أيضاً

ملاحظات

^ Holleman, A. F., Wiberg, E., Wiberg, N. (2007). "Cobalt" (in German). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102nd ed.. de Gruyter. pp. 1146–1152. ISBN 978-3-11-017770-1.
^ Joseph R. Davis (2000). ASM specialty handbook: nickel, cobalt, and their alloys. ASM International. p. 346. ISBN 0-87170-685-7.
^ Joseph R. Davis (2000). ASM specialty handbook: nickel, cobalt, and their alloys. ASM International. p. 347. ISBN 0-87170-685-7.
^ M. Filiz, N.A. Sayar and A.A. Sayar, Hydrometallurgy, 2006, 81, 167-173.
^ R.R. Moskalyk, A.M. Alfantazi, Review of Present Cobalt Recovery Practice, Minerals & Metallurgical Processing, vol 17, 4, 2000, pp. 205-216.

[1] Holleman, A. F., Wiberg, E., Wiberg, N. (2007). "Cobalt" (in German). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102nd ed.. de Gruyter. pp. 1146–1152. ISBN 978-3-11-017770-1.

[2] Joseph R. Davis (2000). ASM specialty handbook: nickel, cobalt, and their alloys. ASM International. p. 346. ISBN 0-87170-685-7.

[3] Joseph R. Davis (2000). ASM specialty handbook: nickel, cobalt, and their alloys. ASM International. p. 347. ISBN 0-87170-685-7.

[4] M. Filiz, N.A. Sayar and A.A. Sayar, Hydrometallurgy, 2006, 81, 167-173.

[5] R.R. Moskalyk, A.M. Alfantazi, Review of Present Cobalt Recovery Practice, Minerals & Metallurgical Processing, vol 17, 4, 2000, pp. 205-216.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]