Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

При изучении выщелачивания кобальта из алюмо-кобальтового остатка (кека) после выщелачивания молибдена водными растворами Na₂CO₃ из обожженного АКМ катализатора, использовали водные растворы NH₄OH и смешанные растворы (NH₄)₂CO₃+NH₄OH, (NH₄)₂CO₃+NH₄НCO₃. Для окисления кобальта(II) до кобальта(III) использовали продувку воздуха или водный раствор H₂O₂. Содержание молибдена в исходном кеке составляло – 0,1-3,5% (в зависимости от условий проведения процесса выщелачивания молибдена), кобальта – 3,5%, алюминия – 32%.

 

3.3.2 Разработка метода спектрофотометрического определения кобальта в водных растворах

Был разработан метод определения кобальта в водных растворах по спектрам собственного поглощения соединений кобальта.

Построена калибровочная зависимость по спектрам собственного поглощения для систем (NH₄)₂CO₃-NH₄OH,рис.3.14.

Рис.3.14. Спектры собственного поглощения кобальта. Разбавление в исходном растворе. Условия: t=25C, (NH₄)₂CO₃+NH₄OH-1,25M. (Исх. – исходный раствор, 2р – разбавление в 2 раза в исходном растворе, 4р - разбавление в 4 раза в исходном растворе, 8р - разбавление в 8 раз в исходном растворе, 16р - разбавление в 16 раз в исходном растворе, 32р - разбавление в 32 раза в исходном растворе)

Рис.3.15. Калибровочная зависимость в системах (NH₄)₂CO₃-NH₄OH.

Так же была построена калибровочная зависимость по спектрам собственного поглощения для систем (NH₄)₂CO₃ – NH₄HCO₃.

Рис.3.16. Спектры собственного поглощения. Разбавление в исходном растворе. Условия: t=25C, (NH₄)₂CO₃ – NH₄HCO₃ - 1M. (Исх. – исходный раствор, 2р – разбавление в 2 раза в исходном растворе, 4р - разбавление в 4 раза в исходном растворе, 8р - разбавление в 8 раз в исходном растворе, 16р - разбавление в 16 раз в исходном растворе, 32р - разбавление в 32 раза в исходном растворе)

По данным спектрам построена калибровочная зависимость для систем (NH₄)₂CO₃ – NH₄HCO₃, рис.3.17.

Рис.3.17. Калибровочная зависимость для систем (NH₄)₂CO₃ – NH₄HCO₃.

Для каждой из систем были выведены уравнения для определения концентраций кобальта в растворах после выщелачивания по двум λ собственного поглощения.

Для системы (NH₄)₂CO₃-NH₄OH выведены уравнения () и (), которые соответствуют λ собственного поглощения равным 356 и 518.

С(Со)₃₅₆=0,3501·D₃₅₆                                                                                ()

С(Со)₅₁₈=0,5247·D₅₁₈                                  ()
А для системы (NH₄)₂CO₃-NH₄HCO₃ выведены уравнения () и (), которые соответствуют λ собственного поглощения равным 374 и 548.

C(Co)₃₇₄= 0,3815·D₃₇₄                                                               ()

C(Co)₅₄₈ = 0,51·D₅₄₈                                                                  ()

3.3.3 Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека водными растворами NH ₄ OH

При выщелачивании кобальта из алюминий-кобальтового кека 5,8 М водным раствором NH₄OH в присутствии 0,01 M H₂O₂ при Т:Ж=1:6, t=20±2°С, τ_ПЕР.=300 мин., скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин., величина α_Со за 2 ступени выщелачивания составила 26,7%, табл. 3.26. При увеличении количества ступеней выщелачивания до 3, α_Со не увеличивалась.

Таблица 3.26

Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека 5,8 М NH₄OH в присутствии 0,01 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:6, t=20±2°С, τ_ПЕР.=300 мин., скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ ступени	ССо, г/л	αСо, %
1	1,1	10,6
2	1,5	16,1
3	0,0	0,0

В табл. 3.27 представлены кинетические данные выщелачивания кобальта 6,8 М NH₄OH в присутствии 0,18 М H₂O₂ при Т:Ж=1:50, t=50°С. Концентрацию кобальта в аммиачных растворах измеряли спектрофотометрическим методом по собственному поглощению Co(III).

Таблица 3.27

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека 6,8 М NH₄OH в присутствии 0,18 М H₂O₂ (по данным спектрофотометрического определения)

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=50°С, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6	7
τ, мин	0	30	60	90	120	150	180
С(Со(III)), г/л	0	0,06	0,08	0,10	0,11	0,11	0,12
α(Со(III)), %	0	7,9	10,8	13,6	14,6	15,2	16,4

После 180 мин выщелачивания, равновесная концентрация NH₄OH в растворе составила 5,1 М. В растворах по истечению 5-8 ч наблюдали образование вторичных осадков розового цвета. В результате вторичного осадкообразования концентрация кобальта в растворе снижалась. По результатам гравиметрического определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания (0,19 г/л), величина α_Со составила 25,7%.

При снижении температуры выщелачивания с 50°С до 25°С, концентрация кобальта, достигаемая за 180 мин выщелачивания снижалась с 0,19 г/л до 0,14 г/л, а величина α_Со с 25,7% до 19,4% (по данным гравиметрии) при прочих равных условиях (Рис.). Снижение концентрации NH₄OH с 6,8М до 1,1М также приводило к снижению извлечения кобальта в раствор. Концентрация металла в растворе снижалась до 0,07 г/л, а величина α_Со до 10,2% (выщелачивание 1,1М NH₄OH при 25°С, Т:Ж=1:50). Во всех случаях по истечению 5-8 ч наблюдали образование вторичных осадков.

Рис.3.18. Кинетика выщелачивания кобальта растворами NH₄OH .

Вторичные осадки представляют из себя очень рентгеноаморфный порошок, поэтому фазы было сложно идентифицировать. Таким образом были определены только соединения кобальта и алюминий представленные Al_2.66O₄  и Co₃O₄.

Рис.3.19. Рентгенограмма вторичного осадка.

A-Al_2.66O₄ (JSPDC № 77-0403), C - Co₃O₄ (JSPDC № 42-1467)

Некоторые рефлексы не удалось идентифицировать.

 

3.3.3 Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека водными растворами NH₄OH-(NH₄)₂CO₃

При выщелачивании кобальта из алюминий-кобальтового кека водным смешанным раствором 0,58 М NH₄OH+0,9 M (NH₄)₂CO₃ при барботаже воздуха (расход 10 л/ч), Т:Ж=1:5, t=20±2°С, τ_ПЕР.=180 мин., скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин., величина α_Со за одну ступень составила 11,4% (концентрация кобальта в растворе составляла 1,02 г/л). При увеличении концентрации аммиака в составе смешанного раствора с 0,58 М до 1,15 М, величина α_Со за одну ступень увеличивается с 11,4% до 19%. Суммарная величина степень α_Со за 4 ступени при выщелачивании смешанным раствором 1,15 М NH₄OH+0,8 М (NH₄)₂CO₃ составила 51%, табл. 3.28.

Таблица 3.28

Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 1,15М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃.

Условия выщелачивания: барботаж воздуха (расход 10 л/ч), Т:Ж=1:5, t=20±2°С, τ_ПЕР.=180 мин., скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ контакта	1	2	3	4
ССо, г/л	1,7	1,3	1,2	0,3
αСо, %	19,0	14,4	13,2	3,9

При изучении кинетики выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃ при Т:Ж=1:5, t=25°C, было установлено, что равновесие в системе достигается за 480 мин. проведения процесса, табл. 3.29, при этом α_Со составила 18,6% (концентрация кобальта в растворе 1,7 г/л). Величина α_Al за 480 мин. составила 4,1% (концентрация Al в растворе составила 3 г/л).

Таблица 3.29

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:5, t=25°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	τПЕР., мин	ССо, г/л	αСо, %
1	0	0,0	0,0
2	120	1,1	12,8
3	240	1,3	14,4
4	480	1,7	18,6
5	540	1,6	17,9

При увеличении температуры процесса c 25°C до 50°C, величина α_Со за одну ступень увеличивалась более чем в 2 раза (с 11,4% до 24,2%), табл. 3.30, при выщелачивании смешанным раствором состава 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,05 М H₂O₂ при Т:Ж=1:5.

Таблица 3.30

Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,05 М H₂O₂.

 

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:5, τ_ПЕР.=180 мин., скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	ССо, г/л	αСо, %
t=25°C
1	1,0	11,4
t=50°C
2	2,1	24,2

 

Таблица 3.31

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,8 М NH₄OH+1,8 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=25°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III)), г/л	0,00	0,14	0,18	0,20	0,20	0,20
α(Со(III)), %	0,0	20,0	25,7	28,0	28,4	28,6
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III)), г/л	0,20	0,22	0,22	0,22	0,22	0,21
α(Со(III)), %	29,0	31,4	31,6	31,2	31,1	30,0

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,9 М. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом ICP-MS в аналитическом центре АО «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ» (0,2 г/л), величина α_Со составила 29,9%, а по данным гравиметрии (0,19 г/л) – 28,6%.

Таблица 3.32

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,825 М NH₄OH+1,775 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=50°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III)), г/л	0,00	0,20	0,24	0,25	0,26	0,26
α(Со(III)), %	0,0	28,4	34,1	35,5	36,9	37,4
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III)), г/л	0,26	0,28	0,30	0,30	0,30	0,32
α(Со(III)), %	37,4	39,8	43,1	43,1	42,7	45,7

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация NH₄OH и (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,15 М и 0,4 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,28 г/л) – 39,8%.

 

Таблица 3.33

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,825 М NH₄OH+1,775 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=75°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,35	0,37	0,38	0,39	0,40
α(Со(III), %	0,0	48,9	51,7	53,1	54,5	55,9
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,39	0,39	0,39	0,39	0,40	0,40
α(Со(III), %	54,9	54,9	55,0	55,1	55,3	55,3

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация NH₄OH и (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,15 М и 0,4 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,40 г/л) – 56,1%.

Таблица 3.34

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,2 М NH₄OH+1,9 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=75°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,34	0,37	0,39	0,39	0,39
α(Со(III), %	0,0	48,3	52,8	55,1	55,6	55,5
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,39	0,40	0,40	0,37	0,36	0,33
α(Со(III), %	55,5	56,7	57,0	52,9	52,0	47,1

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация NH₄OH и (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,15 М и 0,4 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,26 г/л) – 37,7%.

 

Рис.3.20. Кинетики выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором NH₄OH+(NH₄)₂CO₃

1 – Условия: (В3- Исх. р-р: 0,8МNH₄OH+1,8М(NH₄)₂CO₃. t=25°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М,

В7- Исх. р-р: 0,825М NH₄OH+1,775М (NH₄)₂CO₃. Равн. р-р: 0,15М NH₄OH+0,4М (NH₄)₂CO₃. t=50°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М,

В9 - Исх. р-р: 0,825МNH₄OH+1,775М(NH₄)₂CO₃. Равн. р-р: 0,15МNH₄OH+0,4М(NH₄)₂CO₃. t=75°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М,

В13 - Исх. р-р: 0,2МNH₄OH+1,9М(NH₄)₂CO₃. Равн. р-р: 0,15МNH₄OH+0,4М(NH₄)₂CO₃. t=75°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М)

 

3.3.4 Выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового кека водными растворами (NH₄)₂CO₃-NH₄НCO₃

Таблица 3.35

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,7M (NH₄)₂CO₃ + 0,2М NH₄НCO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

 

 

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=25°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,08	0,13	0,15	0,16	0,15
α(Со(III), %	0,0	11,4	18,6	20,7	22,2	21,4
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,16	0,17	0,16	0,15	0,16	0,16
α(Со(III), %	22,2	24,2	22,6	21,6	22,9	22,9

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ и NH₄НCO₃ в растворе составила 0,4 М и 0,2 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,15 г/л) – 22,5%.

Таблица 3.36

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,7M (NH₄)₂CO₃ + 0,58М NH₄НCO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:83, t=50°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,11	0,15	0,18	0,19	0,19
α(Со(III), %	0,0	26,2	35,7	42,9	44,0	45,3
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,19	0,20	0,20	0,20	0,19	0,18
α(Со(III), %	45,3	47,1	47,3	47,6	45,1	42,2

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,5 М. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,22 г/л) – 41,3%.

Таблица 3.37

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,7M (NH₄)₂CO₃ + 0,58М NH₄НCO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=50°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,10	0,15	0,19	0,20	0,20
α(Со(III), %	0,0	14,3	21,4	26,4	27,9	28,6
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,22	0,24	0,24	0,24	0,24	0,23
α(Со(III), %	31,4	34,0	34,5	34,5	34,5	33,3

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ в растворе составила 0,5 М. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,24 г/л) – 34,5%.

Таблица 3.38

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 0,7M (NH₄)₂CO₃ + 0,55М NH₄НCO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=75°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,14	0,20	0,24	0,26	0,27
α(Со(III), %	0,0	20,0	28,6	34,3	37,1	39,3
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,27	0,31	0,31	0,31	0,30	0,29
α(Со(III), %	39,3	44,4	44,3	44,9	42,9	41,2

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ и NH₄НCO₃ в растворе составила 0,4 М и 0,2 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,33 г/л) – 38,1%.

 

Таблица 3.39

Кинетика выщелачивания кобальта из алюминий-кобальтового кека смешанным раствором состава 1,2M (NH₄)₂CO₃ + 0,9М NH₄НCO₃ в присутствии 0,18 М H₂O₂.

Условия выщелачивания: Т:Ж=1:50, t=75°C, скорость перемешивания пульпы – 1000 об/мин.

№ п.п.	1	2	3	4	5	6
τ, мин	0	5	10	15	20	25
С(Со(III), г/л	0,00	0,11	0,19	0,30	0,35	0,36
α(Со(III), %	0,0	16,3	27,1	42,8	49,9	51,4
№ п.п.	7	8	9	10	11	12
τ, мин	30	60	90	120	150	180
С(Со(III), г/л	0,34	0,34	0,33	0,31	0,31	0,30
α(Со(III), %	49,2	48,2	46,7	45,0	44,3	43,5

 

По данным потенциометрического титрования равновесного раствора в присутствии стеклянного электрода после 180 мин выщелачивания, концентрация (NH₄)₂CO₃ и NH₄НCO₃ в растворе составила 1,1 М и 0,15 М соответственно. Вторичного осадкообразования в растворах не наблюдали. По результатам определения концентрации кобальта в растворе после 180 мин. выщелачивания методом гравиметрии (0,61г/л) – 75,2%.

Рис.3.21. Кинетики выщелачивания кобальта из алюмо-кобальтового кека смешанным раствором (NH₄)₂CO₃ + NH₄НCO₃ (В5 - Исх. р-р: 0,7М(NH₄)₂CO₃+0,55МNH₄HCO₃.Равн.р-р:0,4М(NH₄)₂CO₃ + 0,2М NH₄HCO₃. t=25°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М, В6 - Исх. р-р: 0,7М(NH₄)₂CO₃+0,58МNH₄HCO₃. Равн. р-р: 0,5М(NH₄)₂CO₃. t=50°C,Т:Ж=1:83, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М, В8 - Исх. р-р: 0,7М(NH₄)₂CO₃+0,55МNH₄HCO₃. Равн. р-р: 0,4М(NH₄)₂CO₃+0,2МNH₄HCO₃. t=75°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М, В10 - Исх. р-р: 1,2М(NH₄)₂CO₃+0,9МNH₄HCO₃. Равн. р-р: 1,1М(NH₄)₂CO₃+МNH₄HCO₃. t=75°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М, В6(1:50) - Исх. р-р: 0,7М(NH₄)₂CO₃+0,58МNH₄HCO₃. Равн. р-р: 0,5М(NH₄)₂CO₃. t=50°C,Т:Ж=1:50, τ=3ч, С(H₂O₂)=0,18М).

При различном соотношении Т:Ж наибольшая степень извлечения кобальта из раствора наблюдалась при Т:Ж равном 1:50 и составила 52,5%. При соотношении 1:25 степень извлечения Со(III) была немного меньше - 51,2%. При дальнейшем увеличении Т:Ж степень извлечения падала, как видно из табл 3.37. Слева степени извлечения полученные спектрофотрическим методом, справа степени извлечения полученные с помощью гравиметрии.

Таблица 3.37

Влияние соотношения Т:Ж на степень извлечения кобальта.  

Исх. р-р: 1,2М(NH4)2CO3+0,9МNH4HCO3. Равн. р-р: 1,1М(NH4)2CO3+0,15МNH4HCO3. t=75°C, τ=60 мин, С(H2O2)=0,18М				Гравиметрия
№ п.п.	Т:Ж	С(Со(III), г/л	α(Со(III), %	С(Со(III), г/л	α(Со(III), %
1	1:50	0,35	49,9	0,36	52,5
2	1:25	0,43	30,8	0,72	51,2
3	1:10	1,06	30,3	1,38	39,4
4	1:5	1,69	24,1	3,11	44,5
5	1:2,5	1,70	12,1	2,05	14,6
6	1:1	2,38	6,6	3,27	9,1

 

Исходя из полученных данных, был построен график зависимости степени извлечения кобальта из аммиачно-карбонатных растворов от соотношений Т:Ж. Как видно из графика, степень извлечения возрастает от 9% до 52,5%, если увеличить соотношение Т:Ж от 1:1 до 1:50.

Рис.3.22.Зависимость степени извлечения кобальта из аммиачно-карбонатных растворов от соотношения Т:Ж.

Исходя из полученных данных таблицы 10 (приложение), был построен график (рис.3.23) зависимости степени извлечения кобальта из алюминий-кобальтого кека от температуры в зависимости от системы, в растворе которой проводилось выщелачивание. Видно, что степень извлечения возрастает при увеличении температуры, как в системе (NH₄)₂CO₃, так и в системе (NH₄)₂CO₃+NH₄ОН.

Рис.3.23 Зависимость степени извлечения кобальта от температуры для разных систем выщелачивания.

Проведенные исследования по выщелачиванию кобальта из алюминий-кобальтового остатка (кека) полученного при выщелачивании молибдена водными растворами Na₂CO₃ из обожженного АКМ катализатора, водными растворами NH₄OH и смешанными растворами (NH₄)₂CO₃+NH₄OH, позволяют сделать следующие основные выводы:

Выводы:

1) Изучено выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового остатка водными растворами NH₄OH. Показано, что равновесие в системе при выщелачивании 5,8 М раствором NH₄OH в присутствии 0,01 М H₂O₂ при Т:Ж=1:6, t=20±2°С устанавливается за 300 мин., при этом α_Со за 2 ступени выщелачивания составило 30,5%.

2) Изучено выщелачивание кобальта из алюминий-кобальтового остатка смешанными водными растворами NH₄OH+(NH₄)₂CO₃. Показано, что равновесие в системе при выщелачивании раствором 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃ H₂O₂ при Т:Ж=1:5, t=25°C устанавливается за 480 мин., при этом α_Со за ступень составила 21,2%. К увеличению α_Со приводит повышение концентрации NH₄OH в составе смеси NH₄OH+(NH₄)₂CO₃ и температуры процесса. Установлено, что при увеличении концентрации аммиака в составе смешанного раствора с 0,58 М до 1,15 М, величина α_Со за одну ступень увеличивается с 13% до 21,7%. Суммарная величина степень α_Со за 4 ступени при выщелачивании смешанным раствором 1,15 М NH₄OH+0,8 М (NH₄)₂CO₃ при барботаже воздуха (10 л/ч) и Т:Ж=1:5, t=20±2°С составила 58%. Установлено, что при увеличении температуры процесса c 25°C до 50°C, величина α_Со за одну ступень увеличивалась с 13% до 27,6% при выщелачивании раствором 1,15 М NH₄OH+0,8 M (NH₄)₂CO₃ в присутствии 0,05 М H₂O₂ и Т:Ж=1:5.