Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

В связи с существенным ростом цен на кобальт в мире наметилась тенденция полной или частичной замены в катодных материалах кобальта на Ni, Mn и Fe. На рынке получили распространение смешанные катодные материалы состава Ni : Mn : Co = 0,8 : 0,1 : 0,1; Ni : Co : Mn = 0,6 : 0,2 : 0,2, а также материалы, содержащие алюминий — LiNiCoAlO 2 . При производстве катодных материалов в качестве основного никелевого прекурсора все чаще используют сульфат никеля [3], поэтому современная никелевая промышленность переходит на получение этой соли. В смеси с другими препаратами сульфат используют также в качестве фунгицида для борьбы с различными грибковыми болезнями растений. Никелевый купорос нашел применение в парфюмерной, жировой и химической промышленности как реактив и катализатор. Как следствие, прирост производства никелевой продукции связан с увеличением выпуска его сульфата никеля. В частности, в Китае в 2022 г. объем выпуска этого материала составил 377 тыс. т, что на 31,2 % больше, чем годом ранее [4]. Корейская компания LG Energy Solution (LGES) приступила к строительству в индустриальном парке Batang, в центральной части острова Ява, завода по производству 150 тыс. т сульфата никеля в год. Стоимость проекта оценивается в 3,5 млрд долл. США [5]. Помимо металлической меди в мире в больших объемах производят также медный купорос, который используют для защиты насаждений, в качестве кормовой добавки, как активатор флотации при обогащении руд. Что касается железа, то большим спросом пользуется хлорное железо, которое применяется в качестве коагулянта, синтезе, для травления поверхности металлов [6]. В последнее время большой сегмент рынка электродных материалов стали занимать катодные материалы на основе LiFePO 4 , а для их производства требуются чистые соединения железа. Очевидно, что для обеспечения промышленности солями требуется организация их производства из отходов и продуктов первичной переработки сульфидных медно-никелевых руд. В данной работе приводятся результаты получения солей кобальта из гидратных кобальтовых концентратов Кольской ГМК, а также солей никеля, меди и железа из промежуточных продуктов и отходов AO «Кольская ГМК». Получение солей кобальта В настоящее время в России соли кобальта в небольших количествах производят из металлического кобальта путем его растворения в азотной кислоте с последующим получением карбоната кобальта и его других солей на заводе «Красный химик». Производство основного карбоната кобальта было также освоено в 1999 г. в АО «Кольская ГМК» по разработанной в Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) экстракционной гидрохлоридной технологии кобальтовых концентратов [7]. Для получения чистого раствора хлорида кобальта(ІІ) концентраты предварительно растворяли в соляной кислоте в присутствии твердофазного восстановителя, а затем проводили экстракционную переработку растворов с применением смесей на основе третичных аминов. Раствор хлорида кобальта использовали для осаждения основного карбоната кобальта(ІІ). С целью получения основного карбоната кобальта(ІІ) c низким содержанием хлора его осаждение согласно способа [8] проводили при подаче хлорида кобальта в раствор карбоната натрия при интенсивном перемешивании. Полученный карбонат кобальта поступал на экспорт, а также использовался на Ангарском заводе для синтеза кобальтовых катализаторов. Принципиально карбонат мог использоваться для получения оксида кобальта и других солей этого элемента. Для синтеза других растворимых солей кобальта из растворов его хлорида использовали метод экстракционной конверсии, причем было разработано два способа [9]. В соответствии с первым способом конверсию хлорида кобальта осуществляли с использованием катионообменного экстрагента в солевой форме. При экстракции Co переходил в органическую фазу, из которой его реэкстрагировали кислотой, включая серную кислоту. Особенностью второго способа получения сульфата кобальта являлось использование для получения только одного вида экстрагента — третичного амина. В соответствии с разработанным способом [10] на первой стадии использовали амин в хлоридной форме и получали Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 57-63. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 57-63. © Касиков А. Г., Дьякова Л. В., Соколов А. Ю., Арешина Н. С., 2023 58