Laterit Liç Çözeltisinden Sinerjik Solvent Ekstraksiyon (SSX) Yöntemi Kullanılarak Nikel ve Kobalt Kazanımı

Abstract

Bu çalışmada, nikel sülfat (NiSO4.6H2O), kobalt sülfat (CoSO4.7H2O), manganez sülfat_x000D_ (MnSO4.H2O), magnezyum sülfat (MgSO4.7H2O) ve kalsiyum klorür (CaCl2.2H2O) tuzları_x000D_ deiyonize su ile çözündürülerek sentetik bir liç çözeltisi hazırlanmıştır. Sentetik çözelti_x000D_ içerisinde seçimli olarak nikel ve kobalt kazanımı için sinerjik solvent ekstraksiyon (SSX) ve_x000D_ direkt solvent ekstraksiyon (DSX) yöntemleri uygulanmıştır. Organik ekstraksiyon çözeltisi_x000D_ olarak Cyanex 272 (bis (2,4,4-trimethylpentyl) phosphonic asit, Versatic 10 (neodecanoic_x000D_ asit) ve DEHPA/D2EHPA (di (2-ethylexyl) fosforik asit) n-Hexan içerisinde seyreltilerek_x000D_ kullanılmıştır. Organik çözelti içerisine ekstraksiyon esnasında oluşabilecek üçüncül fazları_x000D_ ve yerel çökmeleri engellemek için ayarlayıcı olarak TBP (tributyl phosphate) kullanılmıştır._x000D_ Kobalt Cyanex 272 solvent ekstraksiyon ünitesinde yaklaşık pH 5,7’de manganez ile beraber_x000D_ ekstrakte edilmiştir. Yüklü organik çözelti temizleme devresinde asitliği ayarlanmış deiyonize_x000D_ su ile pH 5,5’de üç aşama temizleme işlemi görmüştür. Temizlenmiş yüklü organik 2 kademe_x000D_ 10 g/L Co çözeltisi ile tekrar temizlenmiştir. Temizlenmiş yüklü çözelti pH 0,5’de 2 kademe_x000D_ sıyırma işlemine tabi tutularak kobalt ve manganez yüklü çözelti elde edilmiştir. İkinci solvent_x000D_ ekstraksiyon ünitesinde organik ekstraktant olarak Versatic 10 kullanılmıştır. Cyanex 272_x000D_ ünitesi sonunda kalan atık çözelti ikinci üniteye beslenmiştir. Bu ünitede nikel yaklaşık pH_x000D_ 6,9’da organik faza yüklenmiştir. Yüklü organik pH 6,5’de asitliği ayarlanmış deiyonize su ile_x000D_ 2 kademe temizlenmiş ve ardından 2 kademe 10 g/L Ni çözelti kullanılarak tekrar_x000D_ temizlenmiştir. Temizleme işleminden sonra pH 0,5’de 1 kademe sıyırma işlemi_x000D_ gerçekleştirilerek yüklü nikel çözeltisi elde edilmiştir. Çalışma sonunda, ilk ekstraksiyon_x000D_ kademesinde manganez sentetik liç çözeltisinden tamimiyle uzaklaştırılamamıştır. SSX_x000D_ çalışmalarında %15 Cyanex 272+%5 Versatic 10+%5 TPB, %15 Versatic 10+%5 Cyanex_x000D_ 272+%5 TPB, %15 Cyanex 272+%5 Versatic 10+%5 DEHPA+%5 TBP ve %15 Cyanex_x000D_ 272+%5 DEHPA+%5 TBP sistemleri test edilmiştir. %15 Cyanex 272+%5 Versatic 10+%5_x000D_ TBP sisteminin Ni-Mg-Ca’yı Co’dan ayırmada kullanılabileceği belirlenmiştir. %15 Versatic_x000D_ 10+%5 Cyanex 272+%5 TPB sistemi kullanılarak Ca ve Mg arasında büyük bir seçimlilik_x000D_ olduğu ve bu iki metal iyonunun liç çözeltisinden seçimli olarak ayrılabileceği görülmüştür._x000D_ Aynı zamanda %15 Cyanex 272+%5 Versatic 10+%5 DEHPA+%5 TBP sistemi kullanılarak_x000D_ düşük pH değerlerinde Mn’nin Co’dan uzaklaştırılabileceği belirlenmiştir.

In this study, synthetic leach solution was prepared by dissolving analytical grade salts of_x000D_ nickel sulphate (NiSO4.6H2O), cobalt sulphate (CoSO4.7H2O), manganese sulphate_x000D_ (MnSO4.H2O), magnesium sulphate (MgSO4.7H2O) and calcium chloride (CaCl2.2H2O) in_x000D_ deionized water. Synergistic Solvent Extraction (SSX) and Direct Solvent Extraction (DSX)_x000D_ methods were performed for the selective separation and purification of nickel and cobalt_x000D_ from the synthetic leach solution. Cyanex 272 (bis (2,4,4-trimethylpentyl) phosphonic acid,_x000D_ Versatic 10 (neodecanoic acid) and DEHPA/D2EHPA (di (2-ethylexyl) phosphoric acid) by_x000D_ diluting in n-Hexane were used as an organic extractant. TBP (tributyl phosphate) was added_x000D_ as a modifier in the organic solution to prevent third phase formations and local precipitations_x000D_ during extraction. Cobalt was extracted along with manganese in Cyanex 272 solvent_x000D_ extraction circuit at about pH 5.7. Loaded organic solution was treated with acidified water for_x000D_ three times at pH 5.5 in scrubbing stage. Scrubbed organic was subsequently treated with 10_x000D_ g/L Co solution for two stages. Cobalt and manganese loaded strip solution were obtained_x000D_ from the scrubbed organic by subjecting to two stages stripping process at pH 0.5. In the_x000D_ second extraction circuit, Versatic 10 was used as an organic extractant. Remained raffinate_x000D_ in the Cyanex 272 extraction circuit was fed to second extraction circuit. In this circuit, nickel_x000D_ was extracted into the organic phase at about pH 6.9. Loaded organic solution was treated_x000D_ with acidified water for two stages at pH 6.5 and then again treated with 10 g/L Ni solution for_x000D_ two stages. After scrubbing stages, nickel loaded strip solution was obtained from the_x000D_ scrubbed organic by using one stage stripping process at pH 0.5. At the end of this study,_x000D_ manganese was not completely separated from the synthetic leach solution in the first_x000D_ extraction circuit. In SSX experiments, 15% Cyanex 272+5% Versatic 10+5% TPB, 15%_x000D_ Versatic 10+5% Cyanex 272+5% TPB, 15% Cyanex 272+5% Versatic 10+5% DEHPA+5%_x000D_ TBP ve 15% Cyanex 272+5% DEHPA+5% TBP systems were tested. It was determined that_x000D_ 15% Cyanex 272+5% Versatic 10+5% TPB system can be used to seperation of Ni-Mg-Ca_x000D_ from Co. It was appeared that there is a big selectivity between Ca and Mg by using 15%_x000D_ Versatic 10+5% Cyanex 272+5% TPB system and these metal ions can be selectively_x000D_ separated from the leach solution. It was also determined that by using 15% Cyanex_x000D_ 272+5% Versatic 10+5% DEHPA+5% TBP system, Mn can be removed from the Co at low_x000D_ pH values.