ОАО «Институт «Гинцветмет», Москва, Россия:

Э. И. Гедгагов, зав. лабораторией металлургии и обогащения, эл. почта: egedgagov@gmail.com

ТОО «КазГидроМедь», Караганда, Казахстан:
С. В. Захарьян, зав. исследовательской лабораторией, эл. почта: szakharyan@yandex.ru
И. В. Терентьева, геолог, эл. почта: irina_ter64@mail.ru
А. У. Серикбай, инженер-исследователь исследовательской лаборатории, эл. почта: shakeev1986@mail.ru

Разработана технология сорбционного извлечения кобальта из никелевого раствора с использованием импрегнированного сорбента Lewatit TP 272 и предложено ее аппаратурное оформление. Показано, что замена действующей осадительной технологии на сорбционную позволит не только значительно улучшить технико-экономические показатели, но и повысить экологическую безопасность процесса. Приведены результаты лабораторных исследований извлечения и глубокой очистки никелевых растворов от кобальта c применением импрегнированного сорбента макропористой структуры, в котором в качестве импрегната, включенного в стиролдивинилбензольную матрицу, использован экстрагент Cyanex 272. Показано, что импрегнированный сорбент с функциональными группами бис-(2, 4, 4-триметилпентил)фосфиновой кислоты обеспечивает требуемое извлечение кобальта из никелевого раствора за одну-две ступени ионообменной сорбции в статическом режиме. Установлены основные параметры процесса очистки в статическом варианте проведения процесса: загрузка сорбента 0,2–2,0 % от объема раствора, скорость вращения мешалки  20–30 мин^–1, температура 28–35 оC, зернение сорбента 0,5 мм. Показано, что максимальная степень очистки никелевого раствора от кобальта соответствует диапазону рН 3–6. Отмечено, что высокие значения коэффициентов разделения кобальта и никеля, для технологических растворов достигающие 5000, позволяют разделять никель и кобальт в присутствии ионов-подавителей, таких как медь, цинк, железо и т. п. Разработаны условия предварительной очистки растворов от ионов-подавителей сорбцией на промышленные смолы. Разработаны условия вытеснительной промывки насыщенного кобальтом импрегнированного сорбента от макрокатиона никеля с применением так называемого метода фронтально-градиентной очистки непосредственно фазы насыщенного ионита. Этот прием обеспечивает количественное удаление металлов-примесей из фазы ионита. Предложены условия десорбции кобальта с насыщенного импрегнированного анионита до низкой остаточной емкости, позволяющей многократно использовать партию импрегнированного сорбента. Рекомендовано аппаратурное оформление процесса очистки.

1. Костанян А. Е., Ерастов А. А., Белова В. В., Холькин А. И. Новые экстракционно-хроматографические процессы разделения органических и неорганических веществ // Химическая технология. 2015. Т. 16, № 4. С. 239–245.
2. Гедгагов Э. И. Основные принципы подхода к выбору промышленных ионитов для создания экологически безопасных схем глубокого разделения никеля и кобальта // Тез. докл. междунар. конф. по химической технологии. — 17–23 июня 2007. — М. : Ленанд, 2007. Т. 4. С. 220–223.
3. Гедгагов Э. И., Захарьян С. В., Хайруллин И. И., Шилов С. Л. Исследование новых сорбентов концерна Lanxess (Германия) для извлечения и глубокой очистки цветных и редких металлов и перспективы применения для разделения редкоземельных элементов // Новые подходы в химической технологии минерального сырья. Применение экстракции и сорбции : матер. 2-й Российской конф. — 3–6 июня 2013. — СПб., 2013. Ч. II. С. 25–27.
4. Гедгагов Э. И., Мышковский А. М., Оспанов Н. А., Захарьян С. В. Разработка сорбционных процессов для извлечения, очистки и разделения цветных, редких и редкоземельных металлов // Перспективы добычи, производства и применения РЗМ (РЗМ-2011) : тез. докл. 10-й Всерос. науч.-практ. конф. — 26–27 сентября 2011. — М., 2011. С. 45–48.
5. Муринов Ю. И. Перспективы создания сорбентов и экстрагентов на основе сера-азоторганических соединений // Новые подходы в химической технологии минерального сырья : тез. докл. 2-й Российской конф. с междунар. участием. — 3–6 июня 2013. — СПб., 2013. Ч. 1. С. 32–33.
6. Закутевский О. И., Псарева Т. С., Стрелко В. В., Журавлев И. З., Хан В. Е. Сорбенты для аккумулирования и поглощения радионуклидов и урана из водных растворов // Химия, физика и технология поверхности. 2012. Т. 3, № 2. С. 199–204.
7. Воропанова Л. А. Теория и практика сорбционных процессов извлечения цветных металлов из водных растворов. — Владикавказ : НПКП «МАВР», 2014. — 360 с.
8. Романцова И. В. Наномодифицирование сорбентов для очистки жидких сред : автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Тамбов : ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. — 16 с.
9. Coleman N. J., Brassington D. S., Raza A., Mendham A. P. Sorption of Co²⁺ and Sr²⁺ by waste-derived 11-A o tobermorite // Waste Management. 2006. Vol. 26, No. 3. P. 260–267.
10. Wang W., Cheng C. Y. Separation and purification of scandium by solvent extraction and related technologies: a review // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2011. Vol. 86, No. 10. P. 1237–1246.

11. Xie F., Zhang T., Dresinger D., Doule F. A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions // Minerals Engineering. 2014. Vol. 56. P. 10–28.
12. Gupta B., Malik P., Deep A. Solvent Extraction and Separation of Tetravalent Lanthanides and Ittrium Using Cyanex 923 // Solvent Extraction and Ion Exchange. 2003. Vol. 21, No. 2. P. 239–259.13.
13. Maslova M. V., Gerasimova L. G. Sorption of non-ferrous metal cations on hydrated titanium dioxide // Non-ferrous Metals. 2017. No. 2. P. 27–32.
14. Gerasimova L. G., Nikolaev A. I., Maslova M. V., Shchukina E. S. Synthesis of a titanium (IV)-based sorbent and potentialities of its usage for extracting cations of non-ferrous metals // Non-ferrous Metals. 2017. No. 2. P. 32–36.