Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, Апатиты, Россия:

А. Г. Касиков, зав. лабораторией, канд. хим. наук, доцент, эл. почта: kasikov@chemy.kolasc.net.ru
Л. В. Дьякова, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, доцент
Е. Г. Багрова, инженер

АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия:

О. А. Хомченко, главный специалист отдела научно-технического развития инженерного центра, канд. техн. наук

В настоящее время в АО «Кольская ГМК» применяют гидрохлоридную схему переработки кобальтового концентрата с получением концентрированных хлоридных никель-кобальтовых растворов. Далее из этих растворов проводят жидкостную экстракцию кобальта смесью третичного амина в инертном разбавителе с добавкой алифатических спиртов в качестве модификатора, препятствующего образованию второй органической фазы. По мере освоения технологии возник ряд проблем, связанных с необходимостью оптимизации условий экстракционного процесса получения кобальта. Одной из причин снижения производительности процесса экстракции является высокая вязкость органических смесей, из-за которой снижается скорость диффузии веществ на границе раздела фаз, увеличивается время расслаивания и наблюдается унос водной фазы в кобальтовый экстракт. Приведена сравнительная оценка использования алифатических высокомолекулярных спиртов и кетонов в качестве модификаторов экстракционных смесей на основе третичных аминов. Установлено, что применяемые в настоящий момент спирты способствуют повышению вязкости экстракционных смесей и кобальтовых экстрактов. Кроме того, они подавляют экстракцию кобальта в результате образования устойчивых сольватов. В отличие от спиртов алифатические кетоны не только способны существенно снижать вязкость экстрактов, но и повышают извлечение кобальта из хлоридных растворов и увеличивают емкость экстракционных смесей по кобальту. В частности, при экстракции в сравнимых условиях содержание кобальта в экстракте на основе 30%-ного триоктиламина с добавкой 2-ундеканона составило 13,1 г/дм3, тогда как для смеси триалкиламина со спиртами — всего 9,9 г/дм³. С учетом малой растворимости и высокой температуры вспышки для практического использования в кобальтовом производстве Кольской ГМК в качестве модификатора рекомендован 2-ундеканон.

1. Basudev Swain, Sung-Soo Cho, Gat Ho Lee, Sunghyun Uhm. Extraction/Separation of Cobalt by Solvent Extraction: A Review // Applied Chemistry for Engineering. 2015. Vol. 26, No. 6. P. 631–639.
2. Sole K. C. The Evolution of Cobalt–Nickel Separation and Purification Technologies: Fifty Years of Solvent Extraction and Ion Exchange // Extraction 2018: Proceedings of the First Global Conference on Extractive Metallurgy. 2018. P. 1167–1191.
3. Касиков А. Г. Исследования и разработки ИХТРЭМС КНЦ РАН в области химии и технологии кобальта // Вестник Кольского научного центра РАН. 2015. № 3. С. 54–63.
4. Касиков А. Г., Дьякова Л. В., Хомченко О. А. Освоение экстракционной технологии нового кобальтового производства в АО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2018. № 1. С. 14–19.
5. Гиганов В. Г., Сан Ю Аунг. Экстракционное извлечение вольфрама солями вторичных и третичных аминов // Успехи в химии и химической технологии. 2015. Т. XXIX, № 6. С. 95–97.
6. Bringas E., San R., Fresnedo M., Ortiz I. Removal of anionic pollutants from groundwaters using Alamine 336: chemical equilibrium modelling // Jоurnal Chem. Technol Biotechnol. 2006. Vol. 81. P. 1829–1835.
7. Khanramaki F., Safdari J., Shirani A. S., Torkaman R. Investigations on the complete removal of iron (III) interference on the uranium (VI) extraction fromsulfate leach liquor using Alamine 336 in kerosene // Radiochimica Acta. 2018. April. P. 1–13.
8. Petrova A. M., Kasikov A. G. Rhenium (VII) solvent extraction with mixtures of tertiary amine and oxygen-containing extractants from sulphate media // Hydrometallurgy. 2016. Vol. 165. P. 270–274.
9. Gaikwad A. P., Suryavanshi V. J., Anuse M. A. Liquid-liquid extraction studies of ruthenium (III) from malonate medium using n-octylaniline as an ion-pairing reagent: study of catalyst and alloys // Bulgarian Chemical Communications. 2017. Vol. 49, No. 4. P. 914–922.
10. Шмидт В. С. Экстракция аминами. — М. : Атомиздат, 1980. — 264 с.
11. Медков М. А., Стеблевская Н. И., Смольков А. А., Железнов В. В. Экстракция металлов алифатическими аминами в присутствии октилового спирта // Журнал неор ганической химии. 1990. Т. 35, № 9. С. 2016–2019.
12. Panigrahi S., Dash T., Nathsarma K. C., Sarangi K. Extraction of Ruthenium using Both Tertiary and Quaternary Amine from Chloride Media // Separation Science and Technology. 2014. Vol. 49, No. 4. Р. 545–552.
13. Акимова И. Д., Молчанова Т. В., Щипанова Р. С., Головко В. В. Извлечение серной кислоты из гидролизных стоков производства диоксида титана // Цветные металлы. 2018. № 10. С. 54–68.
14. Filiz M., Sayar N. A., Sayar N. A. Extraction of cobalt (II) from aqueous hydrochloric acid solutions into Alamine 336-m-xylene mixtures // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 81, No. 3-4. P. 167–173.
15. Sayar N. A., Filiz M., Sayar A. A. Extraction of Co (II) and Ni (II) from concentrated HCl solutions using Alamine 336 // Hydrometallurgy. 2009. Vol. 96, No. 1. P. 148–153.
16. Дживанова З. В., Белова Е. В. Применение разбавителя Изопар-М в экстракционной технологии переработки отработавшего ядерного топлива // Труды КНЦ РАН. Химия и материаловедение. 2018. Т. 2, № 1. С. 262–265. DОI: 10.25702/KSC.230.
17. Mizza M. Etal. Liquid-liquid extraction by tri-iso-octylamine in methyl isobutyl ketone from aqueous hydrochloric acid // Analytiсa Chimica Acta. 1967. Vol. 37. P. 402–404.
18. Дьякова Л. В., Касиков А. Г., Кадырова Г. И. Влияние природы и концентрации модификатора на экстракцию кобальта из хлоридных растворов триоктиламином // Журнал прикладной химии. 2012. № 11. С. 1184–1887.
19. Медков М. А., Стеблевская Н. И., Шумилина Е. В., Каштаева В. Н. Экстракция индия (III) алифатическими аминами в присутствии метилгексилкетона // Журнал неорганической химии. 1989. T. 34, № 9. С. 2280–2283.