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Extracción de cobalto

mineral de cobalto La extracción de cobalto se refiere a las técnicas utilizadas para extraerlo de sus minerales y otros minerales compuestos. Existen varios métodos para separa...

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mineral de cobalto

La extracción de cobalto se refiere a las técnicas utilizadas para extraerlo de sus minerales y otros minerales compuestos. Existen varios métodos para separar el cobalto del cobre y el níquel . Estos dependen de la concentración de cobalto y de la composición exacta del mineral utilizado.

Recuperación a partir de concentrados de sulfuro de cobre-cobalto

Los minerales se tratan mediante un proceso de sulfatación en un horno de lecho fluidizado para convertir los sulfuros de cobre y cobalto en sulfatos solubles y el hierro en hematita insoluble . El calcinado se lixivia posteriormente con ácido sulfúrico del electrolito de recuperación de cobre agotado . Se introducen concentrados de óxido en esta etapa de lixiviación para mantener el equilibrio ácido en el circuito. El hierro y el aluminio se eliminan de la solución de lixiviación mediante la adición de cal , y el cobre se obtiene por electrodeposición en cátodos de cobre . Una parte del electrolito agotado entra en el circuito de recuperación de cobalto y se purifica mediante la eliminación de hierro, cobre, níquel y zinc antes de la precipitación del cobalto como su hidróxido . Esto se logra mediante la adición de más cal para elevar el pH hasta que el cobre restante precipita. Este cobre se devuelve al circuito de cobre. A medida que se añade más cal, precipita un cobaltito de cobre que se reincorpora al proceso de lixiviación. Se añade hidrosulfuro de sodio (NaHS) (junto con cobalto metálico como catalizador ) para precipitar sulfuro de níquel (NiS). A continuación , se añaden sulfuro de hidrógeno (H₂S ) y carbonato de sodio (Na₂CO₃ ) para precipitar sulfuro de zinc (ZnS). Posteriormente , se añade cal hasta la saturación para precipitar hidróxido de cobalto(II) (Co(OH) ₂ ). En las etapas finales, este hidróxido de cobalto se redisuelve y el metal se refina mediante electrólisis . Los cátodos de cobalto resultantes se trituran y se desgasifican al vacío para obtener cobalto metálico puro.

Recuperación a partir de concentrados de sulfuro de níquel-cobalto (proceso Sherritt)

El proceso Sherritt es un proceso hidrometalúrgico que recibe su nombre de Sherritt Gordon Mines Ltd. (ahora Sherritt International ) de Sherridon y Lynn Lake, Manitoba, Canadá , basado en el antiguo proceso Forward desarrollado por el Dr. Frank Forward para la recuperación de cobre y níquel de esas mismas minas. Los concentrados de sulfuro de níquel pueden tratarse mediante tostación o fundición instantánea para producir mata de la cual se puede recuperar níquel y cobalto hidrometalúrgicamente, o pueden tratarse mediante lixiviación a presión en una solución de amoníaco . El residuo se retira. Una alimentación de mata y concentrado de sulfuro que contiene aproximadamente 0,4 % de cobalto y 30 % de azufre se lixivia a presión a temperatura y presión elevadas en una solución amoniacal para producir una solución de níquel, cobre y cobalto. Al evaporar el amoníaco, el cobre precipita como sulfuro y se envía a una fundición. Se agrega sulfuro de hidrógeno al autoclave para eliminar el sulfuro de níquel y el sulfuro de cobre, que se reintroducen en el proceso de lixiviación. Luego se hace pasar aire a través de la solución en el autoclave para la oxihidrólisis . La solución se reduce con hidrógeno, nuevamente a alta temperatura y presión, para precipitar polvo de níquel (>99%). La solución restante (que contiene proporciones aproximadamente iguales de sulfuros de níquel y cobalto) se ajusta (a una temperatura y presión más bajas) para precipitar los sulfuros mixtos y el fluido se concentra y cristaliza en sulfato de amonio ( (NH₄ ) ₂SO₄ ) . Los sulfuros mixtos se lixivian a presión con aire y ácido sulfúrico. Luego se agrega amoníaco para eliminar el potasio y el hierro como jarosita (KFe³⁺₃ ( OH) ₆ (SO₄ ) ₂ ) . Se agrega más amoníaco y aire para la oxidación . La solución se retira del autoclave y se agrega ácido sulfúrico para eliminar el níquel como sulfato de níquel(II) - sulfato de amonio hexahidratado ( [NiSO₄ ] •[(NH₄ ) ₂SO₄ ] •6H₂O ) , que luego se envía para recuperar su níquel. La solución se reduce aún más con más ácido sulfúrico y se añade polvo de cobalto metálico para ayudar a la nucleación de precipitados ( siembra ). La adición de gas hidrógeno hasta la saturación precipita polvo de cobalto con una purezade aproximadamente el 99,6%.

Recuperación a partir de concentrados de óxido de cobre-cobalto

El mineral se tritura y los óxidos ricos en cobalto se separan mediante flotación por espuma . El concentrado que contiene cobalto se mezcla con cal y carbón , y luego se funde en una atmósfera reductora . El hierro y las impurezas más ligeras flotan a la superficie como escoria sólida o se expulsan de la masa fundida en forma de gas. El líquido restante se compone de una fundición de cobre más pesada que contiene aproximadamente un 5 % de cobalto y que se procesa para obtener su cobre, y una escoria más ligera que contiene aproximadamente un 40 % de cobalto y que se refina aún más mediante procesos hidrometalúrgicos y electrolíticos. Las concentraciones de óxido de cobalto (Co₃O₄ ) también pueden reducirse mediante la reacción aluminotérmica o con carbono en un alto horno . [ 1 ]

Recuperación a partir de minerales lateríticos

Los minerales lateríticos de níquel-cobalto pueden tratarse mediante procesos hidrometalúrgicos o pirometalúrgicos , como la fundición de mata o ferroníquel , que requieren la fusión completa del mineral y la separación de los metales valiosos de los componentes residuales. El proceso hidrometalúrgico para el mineral laterítico puede utilizar soluciones de lixiviación con ácido sulfúrico o amoníaco. [ 2 ]

Recuperación a partir de minerales de arseniuro

Los concentrados que contienen arsénico se tuestan en un lecho fluidizado para eliminar entre el 60 % y el 70 % del arsénico presente como óxido de arsénico (As₂O₅ ) . Los minerales tostados pueden tratarse con ácido clorhídrico y cloro o con ácido sulfúrico para obtener una solución de lixiviación que puede purificarse mediante métodos hidrometalúrgicos y de la cual se puede recuperar cobalto por electrorefinación o por precipitación de carbonato . [ 3 ] Si se utiliza ácido clorhídrico, el cobalto puede extraerse utilizando alamina 336 en meta - xileno . [ 4 ] El cobalto también puede extraerse utilizando ácido dialquilfosfínico . Cuando el carbonato de cobalto (CoCO₃ ) se calienta (calcina) por encima de 400 °C, se descompone en dióxido de carbono (CO₂ ) y óxido de cobalto(II) (CoO) y puede refinarse como un concentrado de óxido (véase más arriba).

Electrorefinación

 Al purificar mediante electrólisis, se suele utilizar una solución acuosa de sulfato a 50-70 °C con un ánodo de plomo (cuyos productos de corrosión no contaminarán la solución electrolítica de oxihidróxido de cobalto (CoOOH)) y un cátodo de acero inoxidable que permitirá la fácil eliminación del cobalto depositado. [ 5 ] El electrorrefinado en un medio de cloruro o sulfato a -0,3  V producirá un recubrimiento de cátodo de cobalto al 99,98 %.

Véase también

Notas

  1. ^ Holleman, AF, Wiberg, E., Wiberg, N. (2007). "Cobalto" (en alemán). Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102.ª ed. de Gruyter. págs. 1146-1152. ISBN 978-3-11-017770-1.
  2. ↑ Joseph R. Davis (2000). Manual especializado de la ASM: níquel, cobalto y sus aleaciones . ASM International. pág. 346. ISBN  0-87170-685-7.
  3. ↑ Joseph R. Davis (2000). Manual especializado de la ASM: níquel, cobalto y sus aleaciones . ASM International. pág. 347. ISBN  0-87170-685-7.
  4. ↑ M. Filiz, NA Sayar y AA Sayar, Hidrometalurgia , 2006, 81 , 167-173.
  5. ↑ RR Moskalyk, AM Alfantazi, Revisión de las prácticas actuales de recuperación de cobalto, Minerals & Metallurgical Processing, vol 17, 4, 2000, pp. 205–216.