RS66937B1

RS66937B1 - Postupak recikliranja baterija

Info

Publication number: RS66937B1
Application number: RS20250629A
Authority: RS
Inventors: Gavin Beer; Mark Daniel Urbani
Original assignee: A C N 630 589 507 Pty Ltd
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2025-07-31
Also published as: HRP20250756T1; PL3899071T3; AU2023223004A1; CN113423849A; EP3899071B1; AU2019400942B2; WO2020124130A1; KR20210113605A; EP3899071A1; AU2019400942A1; EP3899071A4; ZA202104946B; HUE072490T2; JP2022513445A; DK3899071T3; KR102837513B1; SG11202106070RA; US20220017989A1; EA202191664A1; ES3035140T3

Description

Opis

OBLAST TEHNIKE

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za izdvajanje metala iz ulaznih materijala koji sadrže te metale. Konkretnije, predmetni pronalazak se odnosi na izdvajanje različitih metala sadržanih u istrošenim baterijama na bazi litijuma (Li-jona).

STANJE TEHNIKE

[0002] Razmatranje stanja tehnike koje sledi, ima za cilj samo da olakša razumevanja predmetnog pronalaska. Ovo razmatranje ne predstavlja objavu ili priznanje da bilo koji od materijala na koje se upućuje, jeste ili je bio, deo uobičajenog opšteg znanja na dan koji se smatra prioritetnim datumom prijave.

[0003] Količina punjivih Li-jonskih baterija koje se koriste širom sveta brzo raste poslednjih godina i spremna je za dalje širenje sa pojavom tržišta električnih vozila i masovnog skladištenja električne energije. Kako se potražnja za Li-jonskim baterijama povećava, raste i potražnja za komponentama metala / metalnih oksida koje se koriste u baterijama. Brz porast potražnje za nekima od ovih metala, kao što je kobalt, izvršio je pritisak na održivo snabdevanje ovim resursima. To je dovelo do brzog povećanja cene ovih metala.

[0004] Interesovanje za razvoj procesa za izdvajanje i recikliranje različitih komponenti u modernim baterijama je malo. Razlog tome je uglavnom relativno mala količina Li-jonskih baterija koje su dostupne za reciklažu i relativno visoki troškovi tipičnih piro-metalurških i hidro-metalurških procesa kojima se postiže izdvajanje. Kako potražnja za Li-jonskim baterijama nastavlja da raste, tako raste i količina istrošenih Li-jonskih baterija koje su dostupne za recikliranje. Postoji potreba za jeftinim, efikasnim procesima recikliranja, posebno za složenije komponente metala/metalnih oksida.

[0005] Sastav Li-jonskih baterija se značajno razvio u poslednje vreme. Premda su neki postupci recikliranja baterija razvijeni, oni su primarno ograničeni na izdvajanje određenih metala iz određene vrste baterije ili izvora napajanja. Na primer, prvobitne baterije su bile pretežno litijum-kobaltne, a fokus postupaka za izdvajanje je bio na izdvajanju kobalta. Kako se potražnja za litijumom povećavala, postupci izdvajanja su se pomerile ka izdvajanju i kobalta i litijuma. Kako su se tehnologije baterija dalje razvijale, katode su uključivale druge metale, kao što su mangan, nikl, aluminijum, gvožđe i fosfor. Postupci koje se koriste za izdvajanje litijuma i kobalta nisu pogodni za izdvajanje drugih metala, niti su dobro prilagođene različitim hemijskim sastavima baterija.

[0006] Porast upotrebe Li-jonskih baterija povećaće količinu istrošenih Li-jonskih baterija dostupnih za recikliranje. Međutim, zalihe istrošenih Li-jonskih baterija obuhvataće mnogo različitih vrsta baterija. Pogodnost postupaka za izdvajanje za samo jedan tip baterije, predstavlja značajan problem za komercijalizaciju ovih prostupaka, jer će zahtevati sortiranje i razdvajanje. Postoji potreba za razvojem procesa za izdvajanje niza metala iz niza različitih tipova Li-jonskih baterija.

[0007] EP 3 202 929 A1 otkriva postupak za izluživanje otpada litijum-jonskih baterija koji sadrži nikl i/ili kobalt u kiselom rastvoru, u kome se izluživanje nikla i/ili kobalta može efikasno podstaći dodavanjem, zajedno sa otpadom, najmanje jedne od jednostavnih supstanci mangana i/ili gvožđa, jedinjenja mangana i/ili gvožđa i rastvora koji sadrži metalne jone mangana i/ili gvožđa koji nisu sadržani u otpadu, u kiseli rastvor, tako da metalni joni mangana i/ili gvožđa budu prisutni u kiselom rastvoru, a zatim dovođenjem u kontakt nikla i/ili kobalta sadržanih u otpadu sa metalnim jonima mangana i/ili gvožđa u kiselom rastvoru koji sadrži metalne jone mangana i/ili gvožđa.

[0008] EP 3 202 928 A1 otkriva postupak za izluživanje otpada litijum-jonskih baterija koji sadrži nikl i/ili kobalt i mangan i/ili gvožđe u kiselom rastvoru, pri čemu postupak obuhvata korak luženja metala, u kome se nikl i/ili kobalt luže tako što se otpad dodaje u kiseli rastvor, tako da se mangan i/ili gvožđe prvo luže kako bi se omogućilo da metalni joni mangana i/ili gvožđa budu prisutni u kiselom rastvoru, a zatim se nikl i/ili kobalt dovode u kontakt sa metalnim jonima mangana i/ili gvožđa u kiselom rastvoru koji sadrži metalne jone mangana i/ili gvožđa.

[0009] Publikacija XU ET AL, "A review of processes and technologies for the recycling of lithium-ion secondary batteries", JOURNAL OF POWER SOURCES, ELSEVIER SA, vol.

177, no.2 se odnosi na nekoliko procesa za recikliranje litijum-jonskih baterija koji uključuju luženje baterija u kiselom rastvoru, nakon čega sledi upotreba ekstrakcije rastvaračem kako bi se jedan ili više metala izdvojili iz dobijenog rastvora luženja.

[0010] Upravo na osnovu ovoga stanja, razvijen je predmetni pronalazak.

[0011] Predmetni pronalazak teži da prevaziđe, ili najmanje ublaži, jedan ili više nedostataka prethodnog stanja tehnike koje se pominje prethodno u tekstu, ili da za potrošače obezbedi koristan ili komercijalni izbor.

[0012] U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da reč „sadrže“ ili varijacije kao što su „sadrži“ ili „koji sadrži“ pretpostavljaju uključivanje navedenog celog broja ili grupe celih brojeva ali ne i isključenje bilo kog drugog celog broja ili grupe celih brojeva.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0013] U skladu sa prvim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, kako bi se formirala suspenzija koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak;

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja jednom ili većem broju zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem, pri čemu svaki korak ekstrakcije rastvaračem izdvaja jedan ili više korisnih metala iz rastvora luženja, pri čemu preostali koncentrovani rastvor luženja sadrži litijum; i

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0014] Postupak prema predmetnom pronalasku je posebno koristan za izdvajanje najmanje značajnog dela svih korisnih metala iz istrošenih Li-jonskih baterija, poželjno u vidu sulfata visoke čistoće. Proces je posebno robustan po tome što može da primi različite hemije Lijonskih baterija kao jedan ili mešoviti dovodni izvor. Ovo se postiže putem kiselog luženja, nakon čega slede sekvencijalni koraci izdvajanja metala korišćenjem tehnika ekstrakcije rastvaračem. Utvrđeno je da je ovo posebno povoljno jer niz različitih hemijskih sastava baterija može da bude predmet obrade procesa, što znači da nije potrebno sortiranje različitih tipova baterija.

[0015] U poželjnim oblicima predmetnog pronalaska, ulazni tok sadrži jedno ili više od, bakra, gvožđa, mangana, aluminijuma, kobalta i nikla.

[0016] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, postupak dalje obuhvata korak: podvrgavanja dovodnog toka procesu pripremnog tretmana,

pre koraka podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom.

[0017] Poželjno, proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka mehaničke obrade. Poželjnije, koraci mehaničke obrade obuhvataju jedan ili više, od koraka drobljenja i koraka usitnjavanja.

[0018] Poželjno, proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka smanjenja veličine. Poželjnije, jedan ili više koraka smanjenja veličine obuhvataju korak mlevenja.

[0019] U jednom obliku predmetnog pronalaska, proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka obogaćivanja. Poželjno, jedan ili više koraka obogaćivanja uključuju jedan ili više koraka vazdušne klasifikacije, koraka magnetne klasifikacije i koraka flotacije.

[0020] U jednom obliku predmetnog pronalaska, koraci:

podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, kako bi se formirala suspenzija koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak; i

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka,

se sprovode u kolu za luženje. Poželjno, kolo za luženje sadrži odeljak za luženje, odeljak za zgušnjavanje i odeljak za filtraciju.

[0021] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak:

podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, kako bi se formirala suspenzija koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak, specifičnije obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u jednom ili više reaktora za luženje. Poželjno, korak obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u dva ili više reaktora za luženje. Poželjnije, korak obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u tri ili više reaktora za luženje. Poželjnije, korak obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u četiri ili više reaktora za luženje. Poželjnije, korak obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u pet ili više reaktora za luženje.

[0022] Poželjno, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom se sprovodi na atmosferskom pritisku.

[0023] Poželjno, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom se sprovodi na povišenoj temperaturi.

[0024] U jednom obliku predmetnog pronalaska, svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom, radi ekstrakcije jednog ili više metala i dobijanja obogaćenog ekstraktanta koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala. Poželjno, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dalje obuhvata odvajanje obogaćenog ekstraktanta od obogaćenog rastvora luženja. Poželjnije je da svaki korak ekstrakcije rastvaračem dalje obuhvata izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

[0025] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje bakra iz obogaćenog rastvora luženja. Poželjno, obogaćeni rastvor luženja stavlja u kontakt sa ekstraktantom bakra da bi se dobio obogaćeni rastvor luženja osiromašeni bakrom i obogaćeni ekstraktant bakra. Poželjnije je da se bakar izdvaja iz ekstraktora bakra koji je utovaren. Još poželjnije, se bakar izdvaja kao sulfat.

[0026] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje aluminijuma iz rastvora luženja. Poželjno, rastvor luženja dovede u kontakt sa ekstraktantom aluminijuma da bi se dobio rastvor luženja osiromašen aluminijumom i ekstraktant aluminijuma sa više aktivnih materija. Poželjnije je da se aluminijum izdvaja iz ekstraktanta aluminijuma sa više aktivnih materija. U jednom obliku predmetnog pronalaska, aluminijum se izdvaja iz rastvora luženja nakon regeneracije bakra.

[0027] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kontakt rastvora luženja sa ekstraktantom aluminijuma će dodatno opteretiti gvožđem iz rastvora luženja na ekstraktant aluminijuma sa više aktivnih materija. Poželjno, gvožđe izdvaja iz ekstraktanta aluminijuma sa više aktivnih materija.

[0028] Aluminijum i gvožđe se regenerišu iz rastvora luženja pomoću koraka taloženja. Poželjno, aluminijum i gvožđe regenerišu kao mešoviti hidroksidni talog. Poželjnije je da korak taloženja dalje obuhvata odvajanje istaloženih čvrstih materija od rastvora luženja.

[0029] U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak taloženja obuhvata dodavanje oksidacionog sredstva. Poželjno, oksidaciono sredstvo bira iz vazduha, kiseonika, gasova obogaćenih kiseonikom i vodonik-peroksida.

[0030] Korak taloženja obuhvata povećanje pH vrednosti rastvora luženja iznad 4.5. pH vrednost se povećava dodatkom amonijaka. U jednom obliku predmetnog pronalaska, korak taloženja obuhvata dve ili više faza taloženja koje rade na povećanju pH vrednosti. Poželjno, najmanje jedna faza taloženja radi na pH vrednosti od 3.2 do 4, a najmanje jedna faza taloženja na pH vrednosti iznad 4.5. Poželjnije je da se oksidaciono sredstvo dodaje u jednu ili obe faze taloženja.

[0031] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje mangana iz rastvora luženja. Poželjno, rastvor luženja stavlja u kontakt sa ekstraktantom mangana da bi se dobio rastvor luženja osiromašen manganom i ekstraktant mangana sa više mangana. Poželjnije je da se mangan izdvaja iz ekstraktanta mangana sa više mangana. Još poželjnije, se mangan izdvaja kao sulfat. U jednom obliku predmetnog pronalaska, mangan se izdvaja iz rastvora luženja nakon regeneracije aluminijuma i/ili gvožđa.

[0032] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja kobalta. Poželjno, rastvor luženja sa visokim sadržajem kobalta dovede u kontakt sa ekstraktantom kobalta da bi se dobio rastvor luženja sa visokim sadržajem kobalta i obogaćeni ekstraktant kobalta. Poželjnije je da se kobalt izdvaja iz obogaćenog ekstraktanta kobalta. Još poželjnije, se kobalt izdvaja kao sulfat. U jednom obliku predmetnog pronalaska, kobalt se izdvaja iz koncentrovanog rastvora luženja nakon regeneracije mangana.

[0033] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje kobalta i mangana iz koncentrovanog rastvora luženja kobalta. Pronalazači su predvideli da će se u ovom obliku pronalaska kobalt i mangan istovremeno ekstrahovati iz koncentrovanog rastvora luženja kobalta korišćenjem jednog ekstraktanta. Poželjno, rastvor luženja sa visokim sadržajem kobalta dovede u kontakt sa ekstraktantom Co-Mn da bi se dobio rastvor luženja sa visokim sadržajem kobalta i mangana i obogaćeni ekstraktant Co-Mn. Poželjnije je da se kobalt i mangan regenerišu iz obogaćenog ekstraktanta Co-Mn. Još poželjnije, se mangan i kobalt regenerišu kao sulfat. U jednom obliku predmetnog pronalaska, kobalt i mangan se regenerišu iz obogaćenog rastvora luženja nakon regeneracije aluminijuma i/ili gvožđa.

[0034] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan od odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem je prilagođen za izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora luženja nikla. Poželjno, rastvor luženja sa visokim sadržajem nikla dovede u kontakt sa ekstraktantom nikla da bi se dobio rastvor luženja sa visokim sadržajem nikla i obogaćeni ekstraktant nikla. Još poželjnije, se nikl izdvaja iz obogaćenog ekstraktanta nikla. Još poželjnije, se nikl izdvaja kao sulfat. U jednom obliku predmetnog pronalaska, nikl se izdvaja iz koncentrovanog rastvora luženja nikla nakon regeneracije mangana i/ili kobalta.

[0035] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odvojeni koraci ekstrakcije rastvaračem se izvode sekvencijalno. Poželjno, odvojeni koraci ekstrakcije rastvaračem izvode redosledom: bakar, aluminijum, mangan, kobalt i nikl. Tamo gde se mangan i kobalt koekstrahuju, odvojeni koraci ekstrakcije rastvaračem se izvode redosledom: bakar, aluminijum, mangan/kobalt i nikl.

[0036] U jednom obliku predmetnog pronalaska, nakon jednog ili više odvojenih koraka ekstrakcije rastvaračem, rastvor luženja sa visokim sadržajem sadrži litijum.

[0037] U jednom obliku predmetnog pronalaska, izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja specifičnije obuhvata taloženje jedinjenja litijuma. Poželjnije je da se litijumovo jedinjenje naknadno izdvaja iz rastvora. U jednom obliku, litijumovo jedinjenje je litijum karbonat. Poželjno, koncentrovani rastvor luženja dovodi u kontakt sa amonijum karbonatom kako bi se istaložio litijum karbonat. Alternativno, koncentrovani rastvor luženja se dovodi u kontakt sa natrijum karbonatom kako bi se istaložio litijum karbonat.

[0038] U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, jedinjenja litijuma se talože kristalizacijom. Poželjno, litijum sulfat kristališe iz rastvora isparavanjem.

[0039] U jednom obliku predmetnog pronalaska, izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja specifičnije obuhvata izdvajanje litijuma korišćenjem ekstrakcije rastvaračem.

[0040] U jednom obliku predmetnog pronalaska, izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja specifičnije obuhvata izdvajanje litijuma korišćenjem jonske razmene.

[0041] U jednom obliku predmetnog pronalaska, izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja specifičnije obuhvata upotrebu koraka elektrolize. Poželjno, korak elektrolize proizvodi rastvor LiOH.

[0042] Nakon koraka izdvajanja litijuma, rastvor luženja se podvrgava koraku izdvajanja amonijum sulfata. Poželjno, korak izdvajanja amonijum sulfata obuhvata korak kristalizacije amonijum sulfata.

[0043] U skladu sa sledećim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje bakra iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje mangana iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora luženja, i

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0044] Poželjno, gvožđe se takođe izdvaja u koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0045] Poželjno, svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom radi ekstrakcije jednog ili više metala, čime se dobija obogaćeni ekstraktant, koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala. Poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvata odvajanje obogaćenog ekstraktanta od koncentrovanog rastvora luženja. Još poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvata izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

[0046] U skladu sa sledećim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, kako bi se formirala suspenzije koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak;

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje aluminijum iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje mangana i kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem prilagođenom za izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora luženja; i

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0047] Poželjno, u koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja, takođe se izdvaja gvožđe.

[0048] Poželjno, svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom, radi ekstrakcije jednog ili više metala, čime se dobija obogaćeni ekstraktant koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala. Poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dalje obuhvata odvajanje obogaćenog ekstraktanta iz koncentrovanog rastvora luženja. Još poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dalje obuhvata izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

[0049] Poželjno, proizvod koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođenog za izdvajanje mangana i kobalta iz rastvora luženja podvrgava se procesu za zasebno izdvajanje mangana i kobalta. Poželjnije, proizvod koraka ekstrakcije rastvaračem, prilagođenog za izdvajanje mangana i kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja, podvrgava se koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje mangana. Još poželjnije, kobalt se izdvaja iz rafinata koraka ekstrakcije rastvaračem, prilagođenog za izdvajanje mangana.

[0050] U skladu sa daljim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak;

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku taloženja, prilagođenom za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku ekstrakcije rastvaračem, prilagođenom za izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora luženja; i

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0051] Poželjno, korak taloženja prilagođen za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja takođe će izdvojiti gvožđe iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0052] Poželjno, svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom radi ekstrakcije jednog ili više metala, čime se dobija

1

obogaćeni ekstraktant koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala. Još poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvata odvajanje obogaćenog ekstraktanta od koncentrovanog rastvora luženja. Još poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvata izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

[0053] U skladu sa dodatnim aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak;

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0054] Poželjno, korak taloženja prilagođen za izdvajanje aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja takođe povrati gvožđe iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0055] Poželjno, svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom radi ekstrakcije jednog ili više metala, čime se dobija obogaćeni ekstraktant koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala. Poželjnije je da svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvati odvajanje obogaćenog ekstraktanta od koncentrovanog rastvora luženja. Još poželjnije, svaki korak ekstrakcije rastvaračem dodatno obuhvata izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

[0056] Poželjno, proizvod koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođenog za izdvajanje mangana i kobalta iz rastvora luženja podvrgava se procesu za zasebno izdvajanje mangana i kobalta. Poželjnije, proizvod koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođenog za izdvajanje mangana i kobalta iz rastvora luženja podvrgava se koraku ekstrakcije rastvaračem prilagođenom za izdvajanje mangana. Još poželjnije, kobalt se izdvaja iz rafinata koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođenog za izdvajanje mangana.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0057] Dalje karakteristike predmetnog pronalaska su potpunije opisane u sledećem opisu nekoliko njegovih neograničavajućih primera izvođenja. Ovaj opis je uključen isključivo u svrhu ilustracije predmetnog pronalaska. Ne treba ga shvatiti kao ograničenje na opšti rezime, otkrivanje ili opis pronalaska kako je prethodno u tekstu navedeno. Opis će biti dat uz pozivanje na prateće crteže na kojima:

Slika 1 je dijagram toka postupka prema predmetnom pronalasku;

Slika 2 je dijagram toka kola za luženje;

Slika 3 je dijagram toka kola za ekstrakciju bakra rastvaračem;

Slika 4 je dijagram toka kola za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem;

Slika 4a je dijagram toka alternativnog kola za ekstrakciju aluminijuma;

Slika 5 je dijagram toka kola za izdvajanje kobalta / mangana;

Slika 6 je dijagram toka kola za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem;

Slika 7 je dijagram toka kola za ekstrakciju mangana rastvaračem;

Slika 7a je dijagram toka alternativnog kola za ekstrakciju mangana i kobalta rastvaračem;

Slika 8 je dijagram toka kola za ekstrakciju nikla rastvaračem;

Slika 9 je dijagram toka kola za izdvajanje litijuma;

Slika 10 je dijagram toka kola za izdvajanje amonijum sulfata;

Slika 11 je grafikon koji prikazuje distributivnu izotermu ekstrakcije za bakar;

Slika 12 je grafikon koji prikazuje kristalizaciju bakar sulfata;

Slika 13 je grafikon koji prikazuje kristalizaciju bakar sulfata;

Slika 14 je grafikon koji prikazuje uticaj pH na taloženje metala na 45°C;

Slika 15 je grafikon koji prikazuje uticaj pH na taloženje metala na 65°C;

Slika 16 je grafikon koji prikazuje uticaj pH na taloženje metala na 90°C;

Slika 17 je grafikon koji prikazuje uticaj temperature na odvajanje aluminijuma od kobalta;

Slika 18 je grafikon koji prikazuje uticaj temperature na odvajanje aluminijuma od nikla;

Slika 19 je grafikon koji prikazuje pH izotermu sa 15% (zap./zap.) D2EHPA pri odnosu O/A od 1:1;

Slika 20 je grafikon koji prikazuje pH izotermu sa 30% (zap./zap.) Cyanex 272 pri odnosu O/A od 3:1;

Slika 21 je grafikon koji prikazuje izotermu raspodele ekstrakcije za kobalt sa 30% (zap./zap.) Cyanex 272 pri pH 4.80;

Slika 22 je grafikon koji prikazuje izotermu raspodele ekstrakcije za mangan sa 30% (zap./zap.) Cyanex 272 pri pH 4.80;

Slika 23 je pH izoterma sa 10% (zap./zap.) LIX84I pri odnosu O/A od 1:1; i

Slika 24 je grafikon koji prikazuje bakar u rafinatu i ekstrakciju tokom trajanja runde.

OPIS PRIMERA IZVOĐENJA

[0058] Kao što je prethodno u tekstu opisano, u jednom aspektu pronalaska, obezbeđen je postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom kako bi se formirala suspenzija koja sadrži koncentrovan rastvor za luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak;

odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja jednom ili većem broju zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem, pri čemu svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom, kako bi se ekstrahovao jedan ili više

1

metala, odvajanje obogaćenog ekstraktanta od koncentrovanog rastvora luženja i izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta; i

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0059] Na slici 1 je prikazan postupak za izdvajanje metala 10 u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. U ovom primeru izvođenja, dovodni tok 12 se podvrgava procesu 14 prethodne obrade kako bi dovodni tok postao pogodan za dalju obradu. Dobijeni ulazni tok 16 se zatim sprovodi u kolo 200 za luženje gde se dovodi u kontakt sa sumpornom kiselinom 18 radi solubilizacije metalnih vrsta. Nerastvorene čvrste materije 20 se uklanjaju iz rastvora luženja da bi se dobio koncentrovani rastvor 22 luženja.

[0060] Koncentrovani rastvor 22 luženja se usmerava u kolo 300 za ekstrakciju bakra rastvaračem gde se dovodi u kontakt sa ekstraktantom 26 bakra. Bakar se prenosi u ekstraktant bakra, a obogaćeni ekstraktant 28 se odvaja od koncentrovanog rastvora 22 luženja. Proizvod bakra se potom izdvaja iz ekstraktanta bakra.

[0061] Koncentrovani rastvor 30 luženja sa smanjenim sadržajem bakra se usmerava u kolo 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem gde se dovodi u kontakt sa ekstraktantom 34 aluminijuma. Aluminijum se uvodi u ekstraktant aluminijuma i obogaćeni ekstraktant 36 se odvaja od koncentrovanog 30 rastvora luženja. Proizvod aluminijuma se potom izdvaja iz ekstraktanta aluminijuma.

[0062] Koncentrovani rastvor 38 luženja sa smanjenim sadržajem aluminijuma se usmerava u kolo 500 za izdvajanje kobalta / mangana, gde dolazi u kontakt sa Co-Mn ekstraktantom 42. Kobalt i mangan se dodaju u Co-Mn ekstraktant i obogaćeni ekstraktant 44 se odvaja od koncentrovanog rastvora 38 luženja. Proizvod kobalta i proizvod mangana se potom izdvajaju iz Co-Mn ekstraktanta.

[0063] Koncentrovani rastvor 48 luženja sa smanjenim sadržajem kobalta / mangana se usmerava u kolo 800 za ekstrakciju nikla rastvaračem, gde dolazi u kontakt sa ekstraktantom 52 nikla. Nikl se dodaje u ekstraktant nikla i obogaćeni ekstraktant 54 se odvaja od koncentrovanog rastvora 48 luženja. Proizvod nikla se potom izdvaja iz ekstraktanta nikla.

[0064] Dobijeni kocentrovani rastvor 56 luženja se usmerava ka kolu 900 za izdvajanje litijuma gde dolazi u kontakt sa amonijum karbonatom 58 da bi se istaložio litijum karbonat. Proizvod 60 litijum karbonata se izdvaja iz rastvora. Dobijeni filtrat 62, koji sadrži amonijak, prenosi se u kolo 1000 za izdvajanje amonijum sulfata, da bi se dobio proizvod 64 amonijum sulfata.

[0065] Detaljniji opis svakog od prethodno razmatranih kola obezbeđen je u nastavku teksta.

Ulazni materijal

[0066] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, ulazni materijal sadrži Li-jonske baterije. Proces prema predmetnom pronalasku je prilagođen za tretman niza različitih tipova baterija i izdvajanje niza korisnih metala. U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da se termin „Li-jonska baterija“ odnosi na bilo koju bateriju koja sadrži litijum ili jedinjenja litijuma. Smatraće se takođe da termin uključuje sve komponente iz ovih baterija ili otpadne proizvode iz proizvodnje ovih baterija.

[0067] U jednom primeru izvođenja, dovodni tok se sastoji od katodnih i anodnih materijala baterije koji sadrže litijum i jednoili više od, kobalta, bakra, mangana, nikla, aluminijuma i gvožđa.

Proces pripremnog tretmana

[0068] Ciljni korisni metali u Li-jonskim baterijama nalaze se u katodi i anodi. Komercijalne baterije obično sadrže katodu i anodu koje se nalaze u kućištu. U nekim slučajevima, plastični poklopac je takođe obmotan oko kućišta. Pošto se u kućištu i poklopcu ne nalaze korisni metali, poželjno je da se oni uklone pre koraka podvrgavanja dovodnog toka sumpornoj kiselini.

[0069] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, ulazni materijal se podvrgava koraku mehaničke obrade. Poželjno, korak mehaničke obrade obuhvata korak drobljenja i/ili usitnjavanja. Pronalazači su otkrili da će mehanička obrada istrošenih Li-jonskih baterija osloboditi anodni i katodni materijal iz kućišta Li-jonskih baterija.

[0070] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, ulazni materijali se podvrgavaju koraku smanjenja veličine. Poželjno, korak smanjenja veličine obuhvata korak mlevenja ili usitnjavanja. Pronalazači su otkrili da je smanjenje veličine čestica korisno za naredne korake kiselog luženja.

[0071] U jednom obliku predmetnog pronalaska, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 5 mm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 4 mm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 3 mm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 2 mm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 1 mm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 900 µm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 800 µm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 700 µm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 600 µm. Poželjno, prosečna veličina čestica ulaznog materijala je smanjena na ispod 500 µm.

1

[0072] U jednom primeru izvođenja, jedan ili više koraka pripremnog tretmana se sprovode u inertnoj atmosferi.

[0073] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, usitnjeni materijal se podvrgava jednom ili većem broju koraka obogaćivanja. Poželjno, korak obogaćivanja odvaja najmanje neke od nekorisnih materijala iz dovodnog toka.

[0074] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili veći broj koraka obogaćivanja obuhvata korak klasifikacije vazduhom. Pronalazači su otkrili da je klasifikacija vazduhom korisna za odvajanje lakih plastičnih materijala od težih korisnih metala.

[0075] U jednom obliku predmetnog pronalaska, jedan ili veći broj koraka obogaćivanja obuhvataju korak magnetne separacije. Pronalazači su otkrili da je magnetna separacija korisna u odvajanju materijala magnetnog kućišta od anodnih i katodnih materijala.

[0076] U jednom primeru izvođenja, korak smanjenja veličine se izvodi pre koraka obogaćivanja. U alternativnom primeru izvođenja, korak smanjenja veličine se izvodi nakon koraka obogaćivanja.

Kolo za luženje

[0077] Kao što je prethodno u tekstu razmatrano, obrađeni ulazni materijali se usmeravaju u kolo za luženje gde se podvrgavaju luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak. Slika 2 prikazuje dijagram toka kola 200 za luženje u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. U kolu 200 za luženje, ulazni materijal 202 se meša sa vodom 204 i filtratom 206 za pranje da bi se formirala suspenzija sa ciljnim sadržajem čvrstih materija. Ciljni sadržaj čvrstih materija zavisi od kvaliteta ulaznog materijala i manipuliše se tako da je dovoljno vode za razblaživanje prisutno u materijalu otpuštenom iz luženja, kako bi se sve solubilne soli zadržale u rastvoru.

[0078] Suspenzija se sprovodi u seriju reaktora 208 za luženje. Koncentrovana sumporna kiselina 210 se dodaje u reaktore 208 za luženje u dovoljnom višku da bi se održala koncentracija slobodne kiseline. Najmanje deo bakra, kobalta, aluminijuma, gvožđa, nikla, litijuma i mangana se ekstrahuje u rastvor, formirajući rastvor 212 luženja. Metali i njihova jedinjenja reaguju sa sumpornom kiselinom kako bi proizveli svoje odgovarajuće sulfatne soli putem višestrukih potencijalnih reakcionih puteva, a neke od dominantnih reakcija su predstavljene u nastavku:

Cu(s)+ 2 H2SO4 (aq)= CuSO4 (aq)+ SO2 (g)+ 2 H2O

1

2LiCoO2(s)+ H2SO4 (aq)+ 2SO2 (g)= Li2SO4 (aq)+ 2CoSO4 (aq)+ H2 (g)

2LiMnNiCoO2(s)+ 7H2SO4(aq)= Li2SO4(aq)+2NiSO4(aq)+ 2MnSO4(aq)+2CoSO4(aq)+ 4H2O+3H2

(g)

2Al(s)+ 3H2SO4 (aq)= Al2(SO4)3 (aq)+ 3H2 (g)

2Fe(s)+ 3H2SO4 (aq)= Fe2(SO4)3 (aq)+ 3H2 (g)

Ni(s)+ H2SO4 (aq)= NiSO4 (aq)+ H2 (g)

Mn(s)+ H2SO4 (aq)= MnSO4 (aq)+ H2 (g)

2LiOH(s)+ H2SO4 (aq)= Li2SO4 (aq)+ 2H2O(g)

[0079] Kada se koristi više reaktora 108 za luženje, reaktori za luženje su raspoređeni u seriju.

[0080] U jednom primeru izvođenja, sistem za prečišćavanje gasa (nije prikazan) je povezan sa ulaznim prostorom reaktora 208 za luženje radi uklanjanja vodene pare i svih drugih gasova koji se proizvode u reaktorima 208 za luženje.

[0081] Iako je prethodno opisan proces luženja u rezervoaru, predviđa se da stručnjak u oblasti može da izabere bilo koje kolo za luženje dostupno u stanju tehnike, kako bi postigao isti efekat.

[0082] Dobijeni rastvor 212 luženja je suspenzija koja sadrži koncentrovani rastvor luženja i čvrsti ostatak. Rastvor 212 luženja se usmerava u zgušnjavač 214 kako bi se iz suspenzija rastvora 212 luženja odstranila voda. Preliv 216 iz zgušnjavača 214 je bez čvrstih materija i sakuplja se u rezervoaru za sakupljanje (nije prikazan) radi dalje obrade. Podliv 218 iz zgušnjavača 214 se ispušta, sa visokim sadržajem čvrstih materija od približno 65% čvrstih materija po težini, u filter za luženje 220.

[0083] Donji tok 218 se propušta u filter za luženje 220 gde se dalje dehidrira da bi se dobio relativno suv filter kolač sa sadržajem vlage od približno 15%. Primarni filtrat 222 se sakuplja i propušta u rezervoar za sakupljanje (nije prikazan) radi dalje obrade. Sveža voda 224 se koristi u filteru za luženje 220 za pranje kolača i maksimalno izdvajanje koncentrovanog rastvora luženja koji je unesen u filter kolač. Filtrat za pranje 206 se reciklira nazad na početak kola za luženje 200 gde se kombinuje sa ulaznim materijalom 202. Filter kolač se ispušta iz filtera za luženje 220 i propušta u skladište ostataka radi odlaganja.

Uslovi kola za luženje

[0084] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ulazni materijal se meša sa vodom i/ili filtratom za pranje do ciljanog sadržaja čvrstih materija. Poželjno, ciljni sadržaj čvrstih materija

1

bude između 5% i 70% po težini. Još poželjnije, ciljni sadržaj čvrstih materija bude između 10% i 30% po težini. Još poželjnije, ciljni sadržaj čvrstih materija je oko 20% po težini. Pronalazači su otkrili da poželjni ciljni sadržaj čvrstih materija zavisi od kvaliteta sirovine. Generalno govoreći, što je viši kvalitet sirovine, to je niži ciljni sadržaj čvrstih materija.

[0085] U jednom obliku predmetnog pronalaska, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 1 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 2 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 3 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 4 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 5 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 6 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 7 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 8 g/l. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 9 g/l. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline je najmanje 10 g/l. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru luženja uticaće na kinetiku reakcije/rastvaranja. Ako se radi na preniskoj temperaturi, reakcija će biti spora do tačke u kojoj postaje nepraktična.

[0086] U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 1 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 2 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 3 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 4 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 5 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 6 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 7 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 8 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 9 g/L. U jednom primeru izvođenja, količina sumporne kiseline je dovoljna da održi koncentraciju slobodne kiseline od najmanje 10 g/L.

[0087] Poželjno, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak izvodi na atmosferskom pritisku. Metode za luženje materijala na atmosferskom pritisku su dobro poznate stručnjacima u ovoj oblasti i uključuju luženje u kadi i luženje u rezervoaru.

1

[0088] U poželjnim oblicima pronalaska, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak odvija se na povišenim temperaturama. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak izvodi se na temperaturi od najmanje 40°C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 45 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 50 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 55 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 60 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom radi formiranja suspenzije koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 65 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 70 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 75 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 80 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 85 °C. U jednom primeru izvođenja, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak sprovodi se na temperaturi od najmanje 90 °C.

[0089] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska gde se luženje vrši na povišenoj temperaturi, reaktori za luženje se poželjno zagrevaju parom.

1

[0090] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak, poželjnije obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u prisustvu oksidacionog sredstva da bi se formirala suspenzija koja sadrži bogat rastvor luženja solubilnih metalnih soli i čvrsti ostatak.

[0091] Kao što će stručnjak u oblasti razumeti, metalni bakar se ne rastvara lako direktno u sumpornoj kiselini, što rezultira sporom ili nepotpunom ekstrakcijom. Pronalazači su otkrili da će obezbeđivanje oksidacionog sredstva tokom koraka luženja sumpornom kiselinom osigurati skoro potpuno luženje bakra. U jednom obliku predmetnog pronalaska, oksidaciono sredstvo je vodonik-peroksid.

Ekstrakcija rastvaračem

[0092] Nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, koncentrovani rastvor luženja se sprovodi u jedan ili više zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem u cilju izdvajanja korisnih metala.

[0093] U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da se termin „ekstraktant“ odnosi organsko jedinjenje rastvoreno u organskom rastvaraču. Organsko jedinjenje tipično ima dostupan proton koji može da se zameni metalnim jonom iz vodenog rastvora.

[0094] U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da se termin „obogaćeni ekstraktant“ i varijacije, kao što je „onogaćeni organski“, odnosi na ekstraktant koji je obogaćen metalnim jonima prenesenim iz rastvora u ekstraktant.

[0095] U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da se termin „prečišćavanje“ odnosi na korak prečišćavanja obogaćenog ekstraktanta u kom se uklanjaju najmanje neki neželjeni elementi.

[0096] U celoj ovoj specifikaciji, osim ako kontekst ne zahteva drugačije, smatraće se da se termin „stripovanje“ odnosi na korak prenošenja metala od interesa iz obogaćenog ekstraktanta u vodenu fazu dodavanjem rastvora za stripovanje, obično u obliku razblaženog ili koncentrovanog kiselog ili baznog rastvora.

Kolo za ekstrakciju bakra rastvaračem

[0097] Nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, koncentrovani rastvor luženja se sprovodi u kolo za ekstrakciju bakra rastvaračem radi

2

regeneracije bakra. Slika 3 prikazuje dijagram toka kola 300 za ekstrakciju bakra rastvaračem u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Koncentrovani rastvor 302 luženja iz kola 200 za luženje se usmerava u kolo 300 za ekstrakciju bakra rastvaračem. U primeru izvođenja prikazanom na slici 3, kolo 300 za ekstrakciju bakra rastvaračem obuhvata fazu 304 ekstrakcije, fazu 306 mokrog prečišćavanja i fazu 308 stripovanja, radi selektivnog izdvajanja bakra iz koncentrovanog rastvora 302 luženja u likvor 310 za stripovanje bakra. Rafinat 312 bez bakra se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0098] Pre nego što se usmeri u faze 304 ekstrakcije, koncentrovani rastvor 302 luženja se pumpa kroz protivstrujni izmenjivač toplote (nije prikazan) da bi se smanjila temperatura koncentrovanog rastvora 302 luženja.

[0099] Ohlađeni koncentrovani rastvor 302 luženja se usmerava u fazu 304 ekstrakcije.

[0100] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0101] U jednom primeru izvođenja u kome faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređeni su u seriji.

[0102] U jednom primeru izvođenja, kada faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređenih u seriju, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru.

[0103] U primeru izvođenja prikazanom na slici 3, faza 304 ekstrakcije obuhvata tri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređena u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Koncentrovani rastvor 302 luženja se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom, gde dolazi u kontakt sa ekstraktantom 314 bakra, radi selektivne ekstrakcije bakra iz koncentrovanog rastvora 302 luženja.

[0104] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant bakra je organski ekstraktant. Poželjnije, ekstraktant bakra je oksim. Još poželjnije, ekstraktant bakra je LIX841.

[0105] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 1 u nastavku:

2RH CuSO4= CuR2+ H2SO4(1)

[0106] Koncentrovani rastvor 302 luženja i ekstraktant 314 bakra se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu, kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 316 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom kako bi se održao ciljni pH neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2:

H2SO4+ 2NH3= (NH4)2SO4(2)

[0107] Bakar se selektivno izdvaja iz koncentrovanog rastvora 302 luženja, a rafinat 312 bez bakra se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0108] Obogaćeni ekstraktant 318 se usmerava u fazu 306 mokrog prečišćavanja. U fazi 306 mokrog prečišćavanja, ekstraktant 318 obogaćen bakrom se dovodi u kontakt sa delom rastvora 320 za mokro prečišćavanje, koji sadrži jone bakra. Bakar u rastvoru 320 za mokro prečišćavanje se preferencijalno prenosi u obogaćeni ekstraktant 318 i istiskuje sve elemente nečistoće koji su preneseni u obogaćeni ekstraktant 318 u fazi 304 ekstrakcije.

[0109] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0110] U primeru izvođenja prikazanom na slici 3, faza 306 mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0111] Vodena faza iz faze 306 mokrog prečišćavanja se usmerava nazad u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 322 iz faze 306 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 308 stripovanja. U fazi 308 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 322 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 324 za stipovanje da bi se veći deo jona bakra iz organskog sloja (u obrnutom smeru od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 1) prebacila u vodenu fazu, proizvodeći likvor 310 stripovanja bakra.

[0112] U jednom primeru izvođenja, faza stripovanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0113] U primeru izvođenja gde faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0114] Organska faza 326 koja izlazi iz faze stripovanja 308 reciklira se u fazu 304 ekstrakcije gde se ponovo napaja bakrom. Na ovaj način, organska faza 326 se drži u zatvorenom kolu unutar kola za ekstrakciju bakra rastvaračem 300.

[0115] Deo tečnosti od bakarne trake se reciklira za upotrebu kao rastvor za pranje u fazi pranja 306.

[0116] Likvor 310 stripovanja bakra iz faze 306 stripovanja se usmerava u fazu 328 kristalizacije bakra. U fazi 328 kristalizacije bakra, likvor 310 stripovanja bakra se dovodi u kontakt sa sumpornom kiselinom 330 da bi se podstakla kristalizacija bakar sulfat pentahidrata (CuSO4.5H2O) kao čvrste supstance u procesu kristalizacije isoljavanjem. Faza 328 kristalizacije bakra proizvodi suspenziju 332 bakar sulfat pentahidrata i u sumpornoj tečnosti.

[0117] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza kristalizacije bakra obuhvata jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, korak kristalizacije izvodi u reakcionoj posudi sa oblogom ili kristalizatoru sa površinom za struganje.

[0118] Suspenzija 332 iz faze 328 kristalizacije bakra se propušta u fazu 334 filtracije. U fazi 334 filtracije, čvrste materije 336 bakar sulfata se odvajaju od kiselog likvora 338. Voda 340 se koristi u fazi 334 filtracije za pranje filterskog kolača i maksimalno uklanjanje kiselog likvora 338 uvučenog u filterski kolač.

[0119] Poželjno, faza filtracije obuhvata uređaj za odvajanje čvrstih materija i tečnosti. Poželjnije, uređaj za odvajanje čvrstih materija i tečnosti je pločasti filter sa okvirom.

[0120] U jednom primeru izvođenja, kiseli rastvor 338 se reciklira nazad u fazu 306 stripovanja. Deo filtrata bakra se reciklira za upotrebu u fazi 306 mokrog prečišćavanja.

Uslovi kola za ekstrakciju bakra rastvaračem

[0121] U jednom obliku predmetnog pronalaska, koncentrovani rastvor luženja se hladi pre nego što se usmeri u fazu ekstrakcije. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 65 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 60 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 55 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 50 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 45 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 40 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 35 °C. U jednom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor luženja se hladi na ispod 30 °C. Poželjno, rastvor luženja sa visokim sadržajem ohladi na temperaturu najmanje ispod 50 °C. Maksimalna temperatura se određuje tačkom paljenja, pri čemu je praktično raditi na temperaturi najmanje 10 °C ispod ove temperature.

[0122] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant bakra se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 20% i 40% na bazi zapremine. Poželjnije, ciljna koncentracija je oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta bakra se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0123] U oblicima pronalaska u kojima se ekstraktant bakra razblažuje razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

2

[0124] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 2.15:1. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog rastvora u fazi ekstrakcije zavisi od smera bakra u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od količine bakra u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0125] Poželjno, ciljna pH vrednost rastvora luženja u fazi ekstrakcije je između 1 i 3. Još poželjnije, ciljna pH vrednost rastvora luženja u fazi ekstrakcije je 2.

[0126] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog bakrom i rastvora za mokro prečišćavanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 25:1 i 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Još poželjnije, odnos je oko 35:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0127] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor 324 za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 100 g/L. Poželjnije, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 110 g/L. Poželjnije, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 120 g/L. Poželjnije, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 130 g/L. Poželjnije, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 140 g/L. Poželjnije, koncentracija sumporne kiseline u rastvoru za stripovanje je najmanje 150 g/L.

[0128] U jednom obliku predmetnog pronalaska, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 150 i 350 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 160 i 300 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 170 i 275 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 180 i 260 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 190 i 250 g/L. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je između 200 i 340 g/l. Poželjno, koncentracija sumporne kiseline u suspenziji koja izlazi iz faze kristalizacije je oko 220 g/l.

[0129] U jednom obliku predmetnog pronalaska, temperatura koraka kristalizacije se kontroliše. Poželjno, temperatura koraka kristalizacije je između 10 °C i 50 °C. Poželjno, temperatura koraka kristalizacije je između 20 °C i 40 °C. Poželjno, temperatura koraka kristalizacije je između 25 °C i 30 °C. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, na nižim temperaturama se koristi bakar sulfat koji je manje rastvorljiv, čime se maksimalno povećava izdvajanje.

Kolo za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem

[0130] U jednom primeru izvođenja, nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, i poželjno nakon koraka ekstrakcije bakra rastvaračem, koncentrovani rastvor luženja se propušta u kolo za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem radi izdvajanja aluminijuma. Slika 4 prikazuje dijagram toka kola 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Koncentrovani rastvor 402 luženja iz kola za ekstrakciju bakra rastvaračem se usmerava u kolo 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem. U primeru izvođenja prikazanom na slici 4, kolo 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem obuhvata fazu 404 ekstrakcije, fazu 406 mokrog prečišćavanja i fazu 408 stripovanja radi selektivnog izdvajanja aluminijuma iz koncentrovanog rastvora 402 luženja u likvor 410 stripovanja aluminijuma. Rafinat 412 bez Al se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0131] U jednom primeru izvođenja ovog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0132] U primeru izvođenja u kome faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem su raspoređena u seriji.

[0133] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređenih u seriju, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru.

[0134] U primeru izvođenja prikazanom na slici 4, faza 404 ekstrakcije obuhvata tri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređena u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Rastvor luženja sa visokim sadržajem aluminijuma 402 se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde dolazi u kontakt sa ekstraktantom aluminijuma 414 radi selektivnog ekstrahovanja aluminijuma iz koncentrovanog rastvora luženja aluminijuma 402. Gvožđe i svi preostali joni bakra takođe će biti ekstrahovani kao aluminijum iz koncentrovanog rastvora luženja aluminijuma 402.

[0135] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant aluminijuma je organski ekstraktant. Poželjnije, ekstraktant aluminijuma je izabran od organskog ekstraktanta tipa

2

fosfinske kiseline, organskog ekstraktanta tipa fosfonske kiseline i organskog ekstraktanta tipa fosforne kiseline. Još poželjnije, ekstraktant aluminijuma je izabran od Cyanex272, Ionquest 801 (PC88A) i D2EHPA.

[0136] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 3 u nastavku:

6RH X2(SO4)3= 2XR3+ 3H2SO4(gde je X = Al<+3>, Fe<+3>) (3)

[0137] Rastvor 402 luženja sa visokim sadržajem aluminijuma i ekstraktant aluminijuma 414 se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor amonijaka 416 se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom kako bi se održao ciljni pH neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0138] Joni aluminijuma, gvožđa i bakra se selektivno izdvajaju iz koncentrovanog rastvora 402 luženja aluminijuma, a rafinat 412 bez Al se usmerava u rezervoar za dalju obradu.

[0139] Obogaćeni ekstraktant 418 se usmerava u fazu 406 mokrog prečišćavanja. U fazi 406 mokrog prečišćavanja, ekstraktant 418 obogaćen aluminijumom se dovodi u kontakt sa delom rastvora 420 za mokro prečišćavanje koji sadrži jone aluminijuma. Joni aluminijuma u rastvoru 420 za mokro prečišćavanje preferencijalno se prenose u obogaćeni ekstraktant 418 i istiskuju sve elemente nečistoće koji su preneti na obogaćeni ekstraktant 418 u fazi 404 ekstrakcije.

[0140] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jednu ili više taložnika sa mešalicom.

[0141] U primeru izvođenja prikazanom na slici 4, faza 406 mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0142] Vodena faza iz faze 406 mokrog prečišćavanja se usmerava nazad u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 422 iz faze 406 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 408 stripovanja. U fazi 408 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 422 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 424 za stripovanje. Kiseli rastvor za stripovanje dovodi do zamene većine jona u organskom sloju (u obrnutom smeru reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 3) u vodenu fazu, proizvodeći tečnost za aluminijumsku stripanje 410. Dovoljna količina vode 426 se dodaje u fazi stripovanja 406 da bi se sprečila kristalizacija soli u tečnosti za aluminijumsku stripanje 410. Tečnost za aluminijumsku stripanje 410 se usmerava u skladište proizvoda od aluminijuma. Deo tečnosti za aluminijumsku stripanje 410 se reciklira za upotrebu kao rastvor za prečišćavanje u fazi prečišćavanja.

[0143] U jednom primeru izvođenja, faza 408 stripovanja obuhvata jednu ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza 408 stripovanja obuhvata dve ili više taložnika sa mešalicom.

2

[0144] U jednom primeru izvođenja gde faza 408 stripovanja obuhvata dve ili više taložnika sa mešalicom taložnika, dve ili više taložnika sa mešalicom su raspoređene u seriji.

[0145] Organska faza 428 koja izlazi iz faze 408 stripovanja, reciklira se u fazu 404 ekstrakcije, gde se ponovo obogaćuje aluminijumom. Na ovaj način, organska faza 428 se drži u zatvorenom kolu unutar kola 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem.

Uslovi kola za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem

[0146] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant aluminijuma se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 20% i 40% na bazi zapremine. Poželjnije je da ciljna koncentracija bude oko 30% na bazi zapremine.

[0147] U oblicima pronalaska, kada se ekstraktant aluminijuma razblažuje razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0148] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 1.85:1. Kao što bi stručnjak u oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera aluminijuma u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od količine aluminijuma u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0149] Poželjno, ciljni pH rastvora luženja u fazi ekstrakcije je između 2 i 3.5. Poželjnije, ciljni pH rastvora luženja u fazi ekstrakcije je 3.3.

[0150] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog aluminijumom i rastvora za mokro prečišćavanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0151] U jednom obliku predmetnog pronalaska, obogaćeni ekstraktant se dovodi u kontakt sa dovoljno kiselog rastvora za stipovanje kako bi se postigla ciljna pH vrednost u likvoru za stipovanje aluminijuma. Poželjno, ciljna pH vrednost je manja od 2. Poželjnije, ciljna pH vrednost je manja od 1.5. Poželjnije, ciljna pH vrednost je manja od 1. Pronalazači su otkrili da ako je pH vrednost iznad 2, koncentracija kiseline je nedovoljna za stipovanje metala iz ekstraktanta.

[0152] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazi stripovanja kako bi se postigla ciljna koncentracija aluminijuma u likvoru za stipovanje aluminijuma. Poželjno, ciljna koncentracija je između 50 g/l i 70 g/l.

2

Kolo za izdvajanje aluminijuma

[0153] Aluminijum i gvožđe se rekuperuju iz bogatog rastvora luženja pomoću koraka taloženja. Na slici 4a je prikazano kolo za taloženje aluminijuma 430. Slični brojevi sa slike 3 označavaju slične delove. Slično prethodno navedenom, koncentrovani rastvor luženja se poželjno propušta u kolo za taloženje aluminijuma 430 nakon koraka ekstrakcije bakra rastvaračem.

[0154] U primeru izvođenja prikazanom na slici 4a, kolo za taloženje aluminijuma 430 sadrži primarnu fazu 431 taloženja, primarnu fazu 432 zgušnjavanja, sekundarnu fazu 433 taloženja i sekundarnu fazu 434 zgušnjavanja radi selektivnog taloženja i izdvajanja aluminijuma i gvožđa iz koncentrovanog rastvora 402 luženja. Rafinat 412 bez Al se usmerava u rezervoar za sakupljanje, za dalju obradu.

[0155] U primarnoj fazi 431 taloženja, rastvor se dovodi u kontakt sa oksidansom 435 da bi se oksidovale vrste gvožđa u rastvoru do jona gvožđa. Pogodni oksidansi su poznati stručnjacima u ovoj oblasti i uključuju vazduh, kiseonik, gasove obogaćene kiseonikom i vodonik-peroksid. pH vrednost rastvora se povećava na opseg od 3.2 do 4 dodatkom amonijaka 436. Za povećanje pH vrednosti rastvora može se koristiti niz drugih baza, na primer kreč ili krečnjak. Većina aluminijuma i gvožđa u rastvoru se taloži kao hidroksidi u suspenziji 437.

[0156] Dobijena suspenzija 437 se usmerava u prvu fazu zgušnjavanja 432. Suspenzija 437 se zgušnjava, a preliv 438 se usmerava u sekundarnu fazu 433 taloženja. Donji tok 439 iz prve faze zgušnjavanja 432 se usmerava u fazu filtracije 440. Ostatak filtera 441 se izdvaja i usmerava na dalji tretman ili odlaganje. Filtrat 442 se usmerava u sekundarnu fazu taloženja.

433.

[0157] Poželjno, prva faza 431 zgušnjavanja se sprovodi korišćenjem konvencionalnog aparata za zgušnjavanje. Mogu se koristiti i druga sredstva za odvajanje čvrstih i tečnih materija koje koriste stručnjaci u ovoj oblasti.

[0158] U sekundarnoj fazi 433 taloženja, rastvor se dovodi u kontakt sa oksidansom 443 da bi se oksidovale vrste gvožđa (fero) u rastvoru do jona gvožđa (feri). Pogodni oksidansi su poznati stručnjacima u oblasti i uključuju vazduh, kiseonik, gasove obogaćene kiseonikom i vodonikperoksid. pH vrednost rastvora se povećava na iznad 4.5 dodavanjem amonijaka 445. U jednom primeru izvođenja, pH se povećava na opseg od 4.5-6.0. Za povećanje pH vrednosti rastvora može se koristiti niz drugih baza, na primer kreč ili krečnjak. Utvrđeno je da je upotreba oksidansa 443 u oba koraka taloženja povoljna jer je brzina oksidacije gvožđa u gvožđe (feri) spora pri niskom pH u prvoj fazi, a mnogo brža pri višem pH u drugoj fazi. Preostali aluminijum i gvožđe u rastvoru se talože kao hidroksidi u suspenziji 446.

2

[0159] Dobijena suspenzija 446 se usmerava u fazu sekundarnog zgušnjavanja 433. Suspenzija 446 se zgušnjava, a preliv 412, koji je u suštini bez aluminijuma i gvožđa, usmerava se u rezervoar za dalju obradu. Donji tok zgušnjavača 447 može da se reciklira u prvu fazu 431 taloženja kako bi se minimizirali gubici. Alternativno ili dodatno, donji tok 447 zgušnjavača može da se usmeri u kolo za luženje ili u posebnu fazu rastvaranja kiselinom kako bi se izdvojili koprecipitirani kobalt, nikl i litijum.

[0160] Poželjno, sekundarna faza zgušnjavanja 433 se sprovodi korišćenjem konvencionalnog aparata za zgušnjavanje.

[0161] Pronalazači su takođe otkrili da se primarna faza taloženja i sekundarna faza taloženja mogu zameniti jednom fazom taloženja pri pH 4.5-6 u prisustvu oksidansa. Međutim, nedostatak takvog pristupa je što postoje veći gubici kobalta.

Uslovi kola za izdvajanje aluminijuma

[0162] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza primarnog taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 50°C. Poželjno, faza primarnog taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 55°C. Poželjnije, faza primarnog taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 60°C. Još poželjnije, faza primarnog taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 65°C.

[0163] U jednom obliku predmetnog pronalaska, sekundarna faza taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 50°C. Poželjno, sekundarna faza taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 55°C. Poželjnije, sekundarna faza taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 60°C. Još poželjnije, sekundarna faza taloženja se sprovodi na temperaturi iznad 65°C.

[0164] U jednom obliku predmetnog pronalaska, Eh rastvora u najmanje jednom od koraka taloženja je najmanje 400 mV Ag/AgCl.

Kolo za izdvajanje kobalta / mangana

[0165] Nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, a poželjno nakon koraka ekstrakcije bakra rastvaračem i koraka ekstrakcije aluminijuma rastvaračem, koncentrovani rastvor luženja se prebacuje u kolo za izdvajanje kobalta / mangana u cilju izdvajanja kobalta i mangana. Slika 5 prikazuje dijagram toka kola 500 za izdvajanje kobalta / mangana u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Koncentrovani rastvor 502 luženja iz kola 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem, usmerava se u kolo 500 za izdvajanje kobalta / mangana.

[0166] U primeru izvođenja prikazanom na slici 5, kolo 500 za izdvajanje kobalta / mangana sadrži kolo 504 za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem u cilju selektivnog izdvajanja kobalta /

2

mangana iz koncentrovanog rastvora 502 luženja. Rafinat 506 bez Co-Mn se usmerava u rezervoar za dalju obradu. Dobijeni Co-Mn tok 507 se usmerava na dalju obradu. Kolo 500 za izdvajanje kobalta/ mangana dalje sadrži kolo 508 za ekstrakciju mangana rastvaračem, kako bi se razdvojili kobalt i mangan. Dobijeni tok 510 koji sadrži kobalt se usmerava u fazu 512 kristalizacije kobalta, u cilju izdvajanja proizvoda 514 kobalta. Dobijeni tok 516 koji sadrži mangan se usmerava u fazu 518 kristalizacije mangana, u cilju izdvajanja proizvoda 520 mangana.

Kolo za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem

[0167] Detaljan prikaz kola 504 za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem je dat na slici 6, pozivne oznake iste kao na slici 5 označavaju iste delove. Kolo 504 za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem obuhvata fazu 602 ekstrakcije, fazu 604 mokrog prečišćavanja i fazu 606 stripovanja kako bi se iz koncentrovanog rastvora 502 luženja selektivnog izdvojili kobalt/ mangan u Co-Mn likvor 608 stripovanja. Rafinat 506 bez Co-Mn se usmerava u rezervoar u cilju dalje obrade.

[0168] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije je da faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0169] U jednom primeru izvođenja, kada faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređena su u seriji.

[0170] U jednom primeru izvođenja, kada faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređena u seriji, taložnici sa mešalicom su raspoređeni tako da rade sa suprotnim smerom.

[0171] U primeru izvođenja prikazanom na slici 6, faza 602 ekstrakcije obuhvata četiri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređena u seriji. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Koncentrovani rastvor 502 luženja se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde dolazi u kontakt sa Co-Mn ekstraktantom 610 radi selektivne ekstrakcije kobalta / mangana iz koncentrovanog rastvora 502 luženja.

[0172] U poželjnom obliku ovog pronalaska, ekstraktant Co-Mn je izabran od organskog ekstraktanta tipa fosfinske kiseline, organskog ekstraktanta tipa fosfonske kiseline i organskog ekstraktanta tipa fosforne kiseline. Još poželjnije, Co-Mn ekstraktant je izabran od Cyanex272, Ionquest 801 (PC88A) i D2EHPA.

[0173] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena jednačinom 4 koja sledi:

2RH XSO4= XR2+ H2SO4(gde je X = Co<+2>, Mn<+2>) (4)

[0174] Koncentrovani rastvor 502 luženja i Co-Mn ekstraktant 610 se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 612 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom kako bi se održao ciljni pH neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0175] Kobalt i mangan se selektivno izdvajaju iz koncentrovanog rastvora 502 luženja, a rafinat 506 bez Co-Mn se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0176] Obogaćeni ekstraktant 614 se usmerava u fazu 604 mokrog prečišćavanja. U fazi 604 mokrog prečišćavanja, obogaćeni ekstraktant 614 se dovodi u kontakt sa delom rastvora 616 za mokro prečišćavanje. Kobalt / mangan u rastvoru 616 za mokro prečišćavanje se preferencijalno prenose u obogaćeni ekstraktant 614 i istiskuju deo elemenata nečistoće prenesene u obogaćeni ekstraktant 614 u fazi 602 ekstrakcije.

[0177] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0178] U primeru izvođenja prikazanom na slici 6, faza 604 mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0179] Vodena faza iz faze 604 mokrog prečišćavanja se usmerava nazad u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 618 iz faze 604 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 606 stripovanja. U fazi 606 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 618 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 620 za stripovanje kako bi se veći deo jona kobalta/mangana na organskoj fazi (u obrnutom smeru od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 1) potisnuo u vodenu fazu, proizvodeći likvor 608 za Co-Mn za stripovanje. Dovoljna količina vode 622 se dodaje u fazi 606 stripovanja da bi se sprečila kristalizacija soli u likvoru 608 za Co-Mn za stripovanje.

[0180] Likvor 608 za Co-Mn stripovanje se usmerava u kolo 508 za ekstrakciju mangana rastvaračem.

[0181] U jednom primeru izvođenja, faza stripovanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0182] U primeru izvođenja gde faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0183] Organska faza 624 koja izlazi iz faze 606 stripovanja reciklira se u fazu 602 ekstrakcije gde se ponovo obogaćuje kobaltom / manganom. Na ovaj način, organska faza 624 se drži u

1

zatvorenom kolu unutar kola 504 za ekstrakciju kobalta/mangana rastvaračem. Likvor 608 za Co-Mn stripovanje se usmerava u kolo 508 za ekstrakciju mangana rastvaračem.

Uslovi kola za ekstrakciju rastvaračem kobalta/mangana

[0184] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant Co-Mn se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 15% i 35% na bazi zapremine. Poželjnije je da ciljna koncentracija bude oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta Co-Mn se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0185] U oblicima ovog pronalaska, kada je Co-Mn ekstraktant razblažen razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0186] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 3.1:1. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera kobalta /mangana u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od količine kobalta /mangana u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0187] Poželjno, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja Co-Mn u fazi ekstrakcije je između 4.2 i 5. Još poželjnije, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja Co-Mn u fazi ekstrakcije je 4.8.

[0188] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog Co-Mn i rastvora za čišćenje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Još poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0189] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu.

[0190] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant obogaćen visokim sadržajem se stavlja u kontakt sa dovoljnom količinom kiselog rastvora za stripovanje da bi se postigla ciljna pH vrednost u rastvoru za stripovanje Co-Mn. Poželjno, ciljni pH bude ispod 3.

[0191] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazu stripovanja da bi se dostigla ciljna koncentracija kobalta u tečnosti za stipovanje Co-Mn. Poželjno, ciljna koncentracija bude između 80 g/l i 140 g/l.

Kolo za ekstrakciju mangana rastvaračem

2

[0192] Detaljan prikaz kola za ekstrakciju mangana 508 je prikazan na slici 7, slični brojevi gde slike 5 i 6 označavaju slične delove. Kolo za ekstrakciju mangana 508 obuhvata fazu prethodnog opterećenja 720, fazu 722 ekstrakcije, fazu prečišćavanja 724 i fazu stripovanja 726 radi selektivnog izdvajanja mangana iz likvora 608 Co-Mn stipovanja u likvor 730 stipovanja mangana i rafinat 732 kobalta.

[0193] Co-Mn tečnost za stipovanje 608 se usmerava u fazu 722 ekstrakcije gde se dovodi u kontakt sa prethodno opterećenim organskim jedinjenjem 734 iz faze prethodnog opterećenja 720. Predviđeno je da se prethodno opterećeno organsko jedinjenje 734 može dopuniti ili zameniti svežim tokom ekstraktanta mangana (nije prikazano).

[0194] U fazi 720 prethodnog obogaćivanja, stripovani organski sloj 736 iz faze 726 stripovanja mangana (opisano u nastavku teksta), dovodi se u kontakt sa filtratom 740 kobalta iz filtera 742 za kobalt (opisano u nastavku teksta). Predviđeno je da kolo za ekstrakciju mangana 508 može da radi bez faze prethodnog opterećenja 720. U takvom primeru izvođenja, sveži ekstraktant mangana bi se uvodio u fazu 722 ekstrakcije. Utvrđeno je da upotreba faze prethodnog opterećenja 720 sprečava potrebu za uvođenjem amonijaka u kolo za ekstrakciju mangana rastvaračem.

[0195] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije je da faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0196] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem su raspoređena u seriji.

[0197] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređenih u seriji, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru..

[0198] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7, faza prethodnog opterećenja 720 sadrži tri taložnika sa mešalicom raspoređena u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedna ili više taložnika sa mešalicom. Filtrat kobalta 740 se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde dolazi u kontakt sa desorbovanim organskim sastojkom 736 radi selektivnog ekstrahovanja jona kobalta iz filtrata kobalta 740.

[0199] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, desorbovani organski sloj 736 iz faze desorbovanja mangana 726 sadrži organski ekstraktant tipa fosforne kiseline. Još poželjnije, desorbovani organski sloj 736 je di-(2-etilheksil)fosforna kiselina (D2EHPA).

[0200] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 5 koja sledi:

2RH XSO4= XR2+ H2SO4(5)

[0201] Kobaltni filtrat 740 i stripovani organski sloj 736 se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor amonijaka 534 se dozira u svaku od taložnika sa mešalicom fiksnom brzinom protoka ili tako da se održava ciljna pH vrednost neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0202] Brzina protoka kobaltnog filtrata 740 usmerenog u fazu 720 prethodnog obogaćivanja se kontroliše kako bi se postigao ciljni prenos kobalta na stripovani organski sloj 736. Poželjno, ciljni prenos kobalta je takav da su molovi prenesenih jona kobalta suštinski ekvivalentni molovima jona mangana u Co-Mn likvoru 608 stripovanja. Poželjan odnos Co:Mn je između 1:1 i 1.1:1. U tom smislu, ciljni prenos zavisi od sadržaja mangana u Co-Mn likvoru 608 stripovanja. Ako se ne prenese dovoljno kobalta, onda će biti potrebno da se u fazi ekstrakcije uvede amonijak, kako bi se ekstrahovao sav mangan.

[0203] Prethodno obogaćeni rafinat 510 i dalje sadrži kobalt, tako da može da se usmeri u fazu 602 ekstrakcije kola 504 za ekstrakciju Co-Mn rastvaračem.

[0204] Prethodno obogaćeni organski sloj 734 se usmerava u fazu 722 ekstrakcije gde dolazi u kontakt sa likvorom 608 za Co-Mn stripovanje.

[0205] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0206] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem su raspoređena u seriji.

[0207] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređenih u seriji, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru. U primeru izvođenja prikazanom na slici 7, faza 722 ekstrakcije obuhvata tri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređena u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Likvor 608 Co-Mn stripovanja se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde dolazi u kontakt sa prethodno obogaćenim organskim slojem 734, kako bi se selektivno ekstrahovao mangan iz likvora 608 Co-Mn stripovanja. Joni mangana se preferencijalno prenose u prethodno

4

obogaćeni organski sloj 734, istiskujući jone kobalta putem reakcije predstavljene u jednačini 6:

CoR2+ MnSO4= MnR2+ CoSO4(6)

[0208] Likvor 608 Co-Mn stripovanja i prethodno obogaćeni organski sloj 734 se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 744 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom da bi se održala ciljna pH vrednost neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0209] Mangan se selektivno izdvaja iz Co-Mn tečnosti za odvajanje 608 da bi se dobio obogaćeni organski sloj 746. Rafinat 510 bez Mn se usmerava u fazu kristalizacije kobalta 512.

[0210] Obogaćeni organski sloj 746 se usmerava u fazu prečišćavanja 724. U fazi mokrog prečišćavanja 724, organski sloj 736 mangana se dovodi u kontakt sa delom 748 rastvora za mokro prečišćavanje. Mangan u rastvoru 748 za prečišćavanje se preferencijalno nanosi na obogaćeni organski sloj 746 i istiskuje bilo koji kobalt koji je prenesen u obogaćeni organski sloj 746 reakcijom datom u jednačini 6.

[0211] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0212] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7, faza prečišćavanja 724 obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0213] Vodena faza iz faze prečišćavanja 724 se vraća u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 750 iz faze a 724 mokrog prečišćavanjnapreduje u fazu 726 stripovanja. U fazi 726 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 750 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 752 za stripovanje da bi se većina jona mangana na organskoj fazi (u obrnutom smeru od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 4) potisnula u vodenu fazu, proizvodeći likvor 730 za stripovanje mangana. Dovoljna količina vode 754 se dodaje u fazi 726 stripovanja da bi se sprečila kristalizacija soli u likvoru 730 za stripovanje mangana.

[0214] U jednom primeru izvođenja, faza stripovanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0215] U primeru izvođenja u kome faza stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0216] Organska faza 736 koja izlazi iz faze stripovanja 726 reciklira se u fazu prethodnog punjenja 720. Na ovaj način, organska faza 736 se drži u zatvorenom kolu unutar kola za ekstrakciju mangana rastvaračem 704. Tečnost mangana stripovanja 730 se usmerava u fazu kristalizacije mangana 518.

[0217] Tečnost mangana stripovanja 730 iz faze stripovanja 726 se usmerava u fazu kristalizacije mangana 518. U fazi kristalizacije mangana 518, voda se uklanja iz tečnosti mangana stripovanja 730 da bi se izazvala kristalizacija MnSO4.H2O u suspenziji 756.

[0218] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza kristalizacije mangana obuhvata jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem.

[0219] Suspenzija 756 iz faze kristalizacije mangana 518 se propušta u fazu filtracije 758. U fazi filtracije 758, čvrste materije mangan sulfata 520 se odvajaju od filtrata. Voda 760 se koristi u fazi filtracije 758 za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanje mangana. Filtrat se reciklira nazad u fazu kristalizacije mangana 518 kako bi se maksimiziralo izdvajanje mangana. Deo filtrata se takođe može reciklirati za upotrebu u fazi prečišćavanja mangana 724.

[0220] Rafinat kobalta 510 iz faze 722 ekstrakcije se usmerava u fazu kristalizacije kobalta 512. U fazi 512 kristalizacije kobalta, voda se uklanja iz rafinata 510 kobalta da bi se izazvala kristalizacija CoSO4.7H2O u suspenziji 762.

[0221] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza kristalizacije kobalta 512 sadrži jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem.

[0222] Suspenzija 762 iz faze kristalizacije kobalta 512 se propušta u fazu filtracije 742. U fazi filtracije 742, čvrste materije kobalt sulfata 514 se odvajaju od filtrata. Voda 764 se koristi u fazi filtracije 742 za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanje kobalta. Filtrat se reciklira nazad u fazu kristalizacije kobalta 512 kako bi se maksimizirao izdvajanje kobalta. Deo filtrata se reciklira za upotrebu u fazi prethodnog punjenja 720.

Uslovi kola za ekstrakciju mangana rastvaračem

[0223] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant mangana se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 15% i 35% na bazi zapremine. Poželjnije, ciljna koncentracija je oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta mangana se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0224] U oblicima pronalaska u kojima je ekstraktant mangana razblažen razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0225] Poželjno, ciljna pH vrednost faze prethodnog obogaćivanja je između 4.5 i 12. Poželjnije, ciljna pH vrednost faze prethodnog obogaćivanja je 4.8.

[0226] Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 10 g/L. Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 11 g/L. Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 12 g/L. Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 13 g/L.

Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 13.5 g/L. Poželjno, sadržaj kobalta u prethodno obogaćenom organskom sloju je najmanje 13.8 g/L.

[0227] U jednom obliku predmetnog pronalaska, prethodno obogaćeni organski sloj se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 15% i 35% na bazi zapremine. Poželjnije, ciljna koncentracija je oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta mangana se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0228] U oblicima pronalaska, kada se prethodno obogaćeni organski sloj razblažuje razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0229] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 1.65:1. Kao što bi stručnjak u oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera mangana u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od sadržaja mangana u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0230] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos manganom obogaćenog ekstraktanta i rastvora za mokro prečišćavanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0231] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu.

[0232] U jednom obliku predmetnog pronalaska, obogaćeni ekstraktant se dovodi u kontakt sa dovoljno kiselog rastvora za stripovanje, kako bi se postigla ciljna pH vrednost u likvoru za stripovanje mangana. Poželjno, ciljna pH vrednost je ispod 3.

[0233] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazu stripovanja da bi se postigla ciljna koncentracija mangana u tečnosti za stripovanje mangana. Poželjno, ciljna koncentracija je između 100 g/L i 220 g/L.

Kola za sekvencijalnu ekstrakciju mangana i kobalta rastvaračem

[0234] Kao što je prethodno u tekstu razmatrano, kobalt i mangan mogu se koekstrahovati iz koncentrovanog rastvora luženja u jednom koraku ekstrakcije rastvaračem. Na slici 7a prikazan je alternativni oblik predmetnog pronalaska u kome se mangan i kobalt sekvencijalno izdvajaju iz koncentrovanog rastvora luženja u odvojenim koracima ekstrakcije rastvaračem. Slični brojevi sa slika 5 i 6 označavaju slične delove. U ovom primeru izvođenja, koncentrovani rastvor 502 luženja iz kola 400 za ekstrakciju aluminijuma rastvaračem se usmerava u kolo 766 za izdvajanje mangana radi regeneracije mangana iz koncentrovanog rastvora 502 luženja. Rafinat 767 bez mangana se usmerava u kolo 768 za izdvajanje kobalta radi regeneracije kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja. Rafinat 506 bez Co-Mn se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0235] Kolo 766 za ekstrakciju mangana rastvaračem obuhvata fazu 769 ekstrakcije, fazu 770 mokrog prečišćavanje i fazu 771 stripovanja, radi selektivnog izdvajanja mangana iz koncentrovanog rastvora 502 luženja u likvor 772 za stripovanje mangana. Rafinat 767 bez mangana se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0236] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza 769 ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije, faza 769 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza 769 ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0237] U jednom primeru izvođenja, kada faza 769 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem su raspoređena u seriji.

[0238] U jednom primeru izvođenja, gde faza 769 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređene u seriji, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru.

[0239] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7a, faza 769 ekstrakcije obuhvata pet taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređenih u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Rastvor luženja sa visokim sadržajem 502 se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde se dovodi u kontakt sa ekstraktantom 773 mangana radi selektivnog ekstrahovanja mangana iz koncentrovanog rastvora 502 luženja.

[0240] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant 773 mangana je organski ekstraktant tipa fosforne kiseline. Još poželjnije, ekstraktant mangana je di-(2-etilheksil)fosforna kiselina (D2EHPA).

[0241] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 5 u nastavku:

2RH MnSO4= XR2+ H2SO4(5)

[0242] Koncentrovani rastvor 502 luženja i ekstraktant 773 mangana dovode se u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 774 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom, kako bi se održao ciljni pH neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0243] Mangan se selektivno izdvaja iz koncentrovanog rastvora 502 luženja, a rafinat 767 bez mangana se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0244] Obogaćeni ekstraktant 775 se usmerava u fazu 770 mokrog prečišćavanja. U fazi 770 mokrog prečišćavanja, obogaćeni ekstraktant 775 se dovodi u kontakt sa delom rastvora 776 za mokro prečišćavanje. Mangan u rastvoru 776 za mokro prečišćavanje se preferencijalno prenosi u obogaćeni ekstraktant 775 i istiskuje deo elemenata nečistoće koje se prenose u obogaćeni ekstraktant 775 u fazi 769 ekstrakcije.

[0245] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0246] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7a, faza 770 mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0247] Vodena faza iz faze 770 mokrog prečišćavanja se usmerava nazad u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 777 iz faze 770 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 771 stripovanja. U fazi 771 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 777 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 778 za stipovanje da bi se veći deo jona mangana iz organskog sloja (u obrnutom smeru od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 5) potisnuo u vodenu fazu, proizvodeći likvor 772 za stripovanje mangana. Dovoljna količina vode 779 se dodaje u fazi 771 stripovanja da bi se sprečila kristalizacija soli u likvoru 772 za stripovanje mangana.

[0248] Likvor 772 za stripovanje mangana se usmerava u fazu 780 kristalizacije mangana.

[0249] U jednom primeru izvođenja, faza 771 stripovanja sadrži jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza 771 stripovanja sadrži dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0250] U jednom primeru izvođenja, u kome faza 771 stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, ta dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0251] Organska faza 773 koja izlazi iz faze 771 stripovanja reciklira se u fazu 769 ekstrakcije gde se ponovo obogaćuje manganom. Na ovaj način, organska faza 781 se drži u zatvorenom kolu unutar kola 766 za ekstrakciju mangana rastvaračem.

[0252] Likvor 772 za stipovanje mangana iz faze 771 stripovanja usmerava se u fazu 780 kristalizacije mangana. U fazi 780 kristalizacije mangana, voda se uklanja iz likvora 772 za stipovanje mangana, kako bi se izazvala kristalizacija MnSO4.H2O u suspenziji 782.

[0253] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza kristalizacije mangana obuhvata jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem.

[0254] Suspenzija 782 iz faze 780 kristalizacije mangana se prebacuje u fazu 783 filtracije. U fazi 783 filtracije, čvrste materije 784 mangan sulfata se odvajaju od filtrata. Voda 785 se koristi u fazi 783 filtracije za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanje mangana. Filtrat se reciklira nazad u fazu 771 stripovanja ili fazu 780 kristalizacije mangana kako bi se dopunila voda koja se koristi i maksimalno povećalo izdvajanje mangana. Deo filtrata se takođe može reciklirati za upotrebu u fazi 769 mokrog prečišćavanja mangana.

[0255] Kolo 768 za ekstrakciju kobalta rastvaračem obuhvata fazu 785 ekstrakcije, fazu 786 mokrog prečišćavanja i fazu 787 stripovanja, radi selektivnog izdvajanja kobalta iz rafinata 767 bez mangana u likvor 788 za stripavanje kobalta. Rafinat 506 bez kobalta se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0256] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza 785 ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije, faza 785 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Još poželjnije, faza 785 ekstrakcije obuhvata tri ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem.

[0257] U primeru izvođenja u kome faza 785 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređeno je u seriji.

[0258] U primeru izvođenja u kome faza 785 ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, raspoređene u seriji, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru.

[0259] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7a, faza 785 ekstrakcije obuhvata četiri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem, koji su raspoređeni u seriji. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Rafinat 767 bez mangana se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde dolazi u kontakt sa ekstraktantom 789 kobalta, kako bi se kobalt selektivno ekstrahovao iz rafinata 767 bez mangana.

[0260] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant 789 kobalta je organski ekstraktant. Poželjnije, ekstraktant 789 kobalta je organski ekstraktant tipa fosfinske kiseline. Još poželjnije, ekstraktant 789 kobalta je Cyanex272.

[0261] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 3 u nastavku:

6RH X2(SO4)3= 2XR3+ 3H2SO4(gde je X = Al<+3>, Fe<+3>) (3)

[0262] Rafinat 767 bez mangana i ekstraktant 789 kobalta se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 790 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom kako bi se održala ciljna pH vrednost neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0263] Kobalt se selektivno izdvaja iz rafinata 767 bez mangana, a rafinat 767 bez kobalta se usmerava u rezervoar za sakupljenje, za dalju obradu.

4

[0264] Obogaćeni ekstraktant 791 se usmerava u fazu 786 mokrog prečišćavanja. U fazi 786 mokrog prečišćavanja, obogaćeni ekstraktant 791 se dovodi u kontakt sa delom rastvora 792 za mokro prečišćavanje. Rastvor 792 za mokro prečišćavanje će delovati tako što će istisnuti neke elemente nečistoće prenesene u obogaćeni ekstraktant 791 u fazi 785 ekstrakcije.

[0265] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0266] U primeru izvođenja prikazanom na slici 7a, faza 786 mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0267] Vodena faza iz faze 786 mokrog prečišćavanja usmerava se nazad u prvi ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 793 iz faze 786 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 787 stripovanja. U fazi 787 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 793 se dovodi u kontakt sa kiselim rastvorom 794 za stipovanje, kako bi se veći deo kobaltnih jona potisnuo iz organskog sloja (obrnuto od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 3) u vodenu fazu, proizvodeći likvor 788 stripovanja kobalta. Dovoljna količina vode 795 se dodaje u fazi 787 stripovanja da bi se sprečila kristalizacija soli u likvoru 788 stripovanja kobalta.

[0268] Likvor 788 stripovanja kobalta se usmerava u fazu 796 kristalizacije kobalta.

[0269] U jednom primeru izvođenja, faza 787 stripovanja sadrži jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza 787 stripovanja sadrži dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0270] U jednom obliku realizacije gde faza 787 stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, ta dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0271] Organska faza 789 koja izlazi iz faze 787 stripovanja reciklira se u fazu 785 ekstrakcije gde se ponovo obogaćuje kobaltom. Na ovaj način, organska faza 789 se drži u zatvorenom kolu unutar kola za ekstrakciju kobalta rastvaračem 768.

[0272] Tečnost kobalta 788 iz faze 787 stripovanja se usmerava u fazu kristalizacije kobalta 796. U fazi kristalizacije kobalta 796, voda se uklanja iz tečnosti kobalta 788 da bi se izazvala kristalizacija CoSO4.7H2O u suspenziji 798.

[0273] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza 796 kristalizacije kobalta obuhvata jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem.

[0274] Suspenzija 798 iz faze 796 kristalizacije kobalta se prenosi u fazu 799 filtracije. U fazi 799 filtracije, čvrste materije 7701 kobalt sulfata se odvajaju od filtrata. Voda se koristi u fazi 799 filtracije za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanja kobalta. Filtrat se reciklira nazad u fazu 796 kristalizacije kobalta kako bi se maksimalno povećalo izdvajanje kobalta. Deo filtrata se takođe može reciklirati za upotrebu u fazi 785 mokrog prečišćavanja kobalta ili reciklirati uzvodno od kola za ekstrakciju kobalta rastvaračem.

Uslovi kola za ekstrakciju mangana rastvaračem

[0275] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant mangana se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 15% i 35% na bazi zapremine. Poželjnije, ciljna koncentracija je oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta mangana se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0276] U oblicima pronalaska u kojima je ekstraktant mangana razblažen razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046. Alternativno se mogu koristiti i drugi razblaživači poznati stručnjacima u oblasti, na primer, Exsol D80.

[0277] Poželjno, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja mangana u fazi ekstrakcije je između 3 i 4.5. Još poželjnije, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja mangana u fazi ekstrakcije je 3.5.

[0278] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 1.65:1. Kao što bi stručnjak u oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera mangana u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od sadržaja magnezijuma u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0279] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog manganom i rastvora za stripovanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0280] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu.

[0281] U jednom obliku predmetnog pronalaska, obogaćeni ekstraktant se dovodi u kontakt sa dovoljno kiselog rastvora za stripovanje kako bi se postigla ciljna pH vrednost u likvoru za stripovanje mangana. Poželjno, ciljna pH vrednost je ispod 3.

[0282] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazu čišćenja da bi se postigla ciljna koncentracija mangana u tečnosti za čišćenje manganom. Poželjno, ciljna koncentracija je između 100 g/l i 220 g/l.

Uslovi kola za ekstrakciju kobalta rastvaračem

[0283] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstrakt kobalta se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 15% i 35% na bazi zapremine. Još poželjnije, ciljna koncentracija je oko 30% na bazi zapremine. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstrakta kobalta se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0284] U oblicima pronalaska u kojima se ekstraktant kobalta razblažuje razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0285] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 3.1:1. Kako bi stručnjak u oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera kobalta / mangana u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od količine kobalta / mangana u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0286] Poželjno, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja u fazi ekstrakcije je između 4.2 i 5. Poželjnije, ciljna pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja u fazi ekstrakcije je 4.8.

[0287] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog kobaltom i rastvora za mokro prečišćavanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0288] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu.

[0289] U jednom obliku predmetnog pronalaska, obogaćeni ekstraktant se dovodi u kontakt sa dovoljno kiselog rastvora za stripovanje, kako bi se postigla ciljna pH vrednost u likvoru za stripovanje kobalta. Poželjno, ciljna pH vrednost je ispod 3.

[0290] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazi stripovanja, kako bi se postigla ciljna koncentracija kobalta u likvoru za stripovanje kobalta. Poželjno, ciljna koncentracija je između 80 g/L i 140 g/L.

Kolo za ekstrakciju nikla rastvaračem

[0291] Nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, a poželjno nakon koraka ekstrakcije bakra, aluminijuma i kobalta/mangana, koncentrovani rastvor luženja se sprovodo u kolo za ekstrakciju nikla rastvaračem, kako bi se nikl izdvojio. Slika 8 prikazuje dijagram toka kola 800 za ekstrakciju nikla rastvaračem, u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Koncentrovani rastvor 802 luženja iz kola za ekstrakciju kobalta / mangana rastvaračem, usmerava se u kolo 800 za ekstrakciju nikla rastvaračem. U primeru izvođenja prikazanom na slici 8, kolo 800 za ekstrakciju nikla rastvaračem obuhvata

4

fazu 804 ekstrakcije, fazu 806 mokrog prečišćavanja i fazu 808 stripovanja, za selektivno izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora 802 luženja u likvor 810 stripovanja nikla. Rafinat 812 bez Ni, sada u velikoj meri i bez drugih metala, usmerava se u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0292] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza ekstrakcije obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem. Poželjnije je da faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređenih u seriju.

[0293] U jednom primeru izvođenja, gde faza ekstrakcije obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređenih u seriju, taložnici sa mešalicom su raspoređeni za rad u suprotnom smeru.

[0294] U primeru izvođenja prikazanom na slici 8, faza 804 ekstrakcije obuhvata tri taložnika sa mešalicom za ekstrakciju rastvaračem raspoređena u seriju. Pronalazači su predvideli da se može koristiti jedan ili više taložnika sa mešalicom. Rastvor luženja sa visokim sadržajem 802 se usmerava u prvi taložnik sa mešalicom gde se dovodi u kontakt sa ekstraktantom nikla 814 radi selektivnog ekstrahovanja nikla iz koncentrovanog rastvora luženja 802.

[0295] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant nikla je organski ekstraktant. Poželjnije, ekstraktant nikla je oksim. Još poželjnije, ekstraktant nikla je LIX84I. Alternativno, ekstraktant nikla je karboksilna kiselina, kao što je Versatic 10.

[0296] Generička reakcija ekstrakcije je predstavljena u jednačini 7 u nastavku:

2RH NiSO4= NiR2+ H2SO4(7)

[0297] Koncentrovani astvor 802 luženja i ekstraktant 814 nikla se dovode u kontakt u protivstrujnom rasporedu kako bi se maksimalno povećala efikasnost ekstrakcije. Rastvor 816 amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom kako bi se održao ciljni pH neutralizacijom sumporne kiseline putem reakcije predstavljene u jednačini 2.

[0298] Nikl se selektivno izdvaja iz koncentrovanog rastvora 802 luženja, a rafinat 812 bez Ni se usmerava u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0299] Obogaćeni ekstraktant 818 se usmerava u fazu 806 mokrog prečišćavanja. U fazi 806 mokrog prečišćavanja, niklom obogaćeni ekstraktant 818 se dovodi u kontakt sa delom rastvora 820 za mokro prečišćavanje koji sadrži jone nikla. Joni nikla u rastvoru 820 za mokro prečišćavanje preferencijalno se prenose u obogaćeni ekstraktant 818 i istiskuju sve elemente nečistoće koji su preneseni u obogaćeni ekstraktant 318 u fazi 804 ekstrakcije.

[0300] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom.

[0301] U primeru izvođenja prikazanom na slici 8, faza mokrog prečišćavanja obuhvata jedan taložnik sa mešalicom.

[0302] Vodena faza iz faze 806 mokrog prečišćavanja se usmerava nazad u prvu ekstrakcioni taložnik sa mešalicom. Obogaćeni ekstraktant 822 iz faze 806 mokrog prečišćavanja napreduje u fazu 808 stripovanja. U fazi 808 stripovanja, obogaćeni ekstraktant 820 dolazi u kontakt sa kiselim rastvorom 824 za stipovanje da bi se veći deo jona nikla iz organskog sloja (u obrnutom smeru od reakcije ekstrakcije detaljno opisane u jednačini 7) prebacio u vodenu fazu, proizvodeći likvor 810 stripovanja nikla. Dovoljna količina vode 825 se dodaje u fazi 808 stripovanja da bi se sprečila kristalizacija soli u likvoru 810 stripovanja nikla.

[0303] U jednom primeru izvođenja, faza 808 stripovanja obuhvata jedan ili više taložnika sa mešalicom. Poželjno, faza 808 stripovanja sadrži dva ili više taložnika sa mešalicom.

[0304] U primeru izvođenja u kome faza 808 stripovanja obuhvata dva ili više taložnika sa mešalicom, dva ili više taložnika sa mešalicom su raspoređena u seriji.

[0305] Organska faza 826 koja izlazi iz faze 808 stripovanja reciklira se u fazu 804 ekstrakcije gde se ponovo obogaćuje niklom. Na ovaj način, organska faza 826 se drži u zatvorenom kolu unutar kola 800 za ekstrakciju nikla rastvaračem.

[0306] Likvor 810 stripovanja nikla iz faze 808 stripovanja se usmerava u fazu 828 kristalizacije nikla.

[0307] U fazi 828 kristalizacije nikla, voda se uklanja iz likvora 810 stripovanja nikla da bi se izazvala kristalizacija NiSO4.6H2O u suspenziji 830.

[0308] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza 828 kristalizacije nikla sadrži jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem.

[0309] Suspenzija 830 iz faze 828 kristalizacije nikla se propušta u fazu 832 filtracije. U fazi 832 filtracije, čvrsta supstanca 834 nikl sulfata se odvajaju od filtrata. Voda 840 se koristi u fazi 832 filtracije za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanje nikla. Filtrat se reciklira nazad u fazu 828 kristalizacije nikla kako bi se makismalno povećalo izdvajanje nikla. Deo 836 se reciklira za upotrebu u fazi 806 mokrog prečišćavanja. Čvrsta supstanca 834 nikl sulfata se transportuju u skladište proizvedenog nikl sulfata.

Uslovi kola za ekstrakciju nikla rastvaračem

[0310] U jednom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant nikla se razblažuje do ciljne koncentracije razblaživačem. Poželjno, ciljna koncentracija je između 5% i 35% na bazi zapremine. Poželjnije je da ciljna koncentracija bude oko 10% na bazi zapremine. Kao što bi

4

stručnjak u ovoj oblasti razumeo, razblaživanje ekstraktanta nikla se koristi za kontrolu viskoznosti.

[0311] U oblicima pronalaska u kojima se ekstraktant nikla razblažuje razblaživačem, razblaživač je Shellsol2046.

[0312] U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije je 3.55:1. Kako bi stručnjak u oblasti razumeo, odnos organskog i vodenog sloja u fazi ekstrakcije zavisi od smera nikla u koncentrovanom rastvoru luženja, kao i od količine nikla u organskom sloju. Jedna metoda za izračunavanje ravnotežne koncentracije ekstraktanta je korišćenje materijalnog bilansa, tj. ona je jednaka razlici između ukupne (analitičke) koncentracije ekstraktanta i zbira svih solvatisanih vrsta u fazi rastvarača.

[0313] Poželjno, ciljni pH koncentrovanog rastvora luženja nikla u fazi ekstrakcije je najmanje 6.4. Poželjnije, ciljni pH koncentrovanog rastvora luženja u fazi ekstrakcije je između 5 i 7.

[0314] U jednom obliku predmetnog pronalaska, odnos ekstraktanta obogaćenog niklom i rastvora za mokro prečišćavanje je između 20:1 i 100:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjno, odnos je između 30:1 i 70:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine. Poželjnije, odnos je oko 50:1 (organski:vodeni) na bazi zapremine.

[0315] U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje sadrži sumpornu kiselinu.

[0316] U jednom obliku predmetnog pronalaska, obogaćeni ekstraktant se dovodi u kontakt sa dovoljno kiselog rastvora za stripovanje, kako bi se postigao ciljni pH u rastvoru za stripovanje mangana. Poželjno, ciljni pH je ispod 4.

[0317] U jednom obliku predmetnog pronalaska, voda se dodaje u fazi stripovanja, kako bi se dostigla ciljna koncentracija nikla u tečnosti za stipovanje mangana. Poželjno, ciljna koncentracija je 50 g/L i 120 g/L.

Kolo za izdvajanje litijuma

[0318] Nakon koraka odvajanja koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka, a poželjno nakon koraka ekstrakcije bakra, aluminijuma, kobalta/mangana i nikla, koncentrovani rastvor luženja se propušta u kolo za izdvajanje litijuma u cilju izdvajanja litijuma. Slika 9 prikazuje dijagram toka kola 900 za ekstrakciju litijuma rastvaračem u skladu sa jednim primerom izvođenja ovog pronalaska. Koncentrovani rastvor 902 luženja iz kola za ekstrakciju nikla rastvaračem se usmerava u kolo 900 za ekstrakciju litijuma rastvaračem. U primeru izvođenja prikazanom na slici 9, kolo 900 za ekstrakciju litijuma rastvaračem obuhvata fazu 904 isparavanja, fazu 906 taloženja i fazu 908 filtracije radi selektivnog izdvajanja litijuma iz

4

koncentrovanog rastvora 902 luženja u vidu čvrste supstance 910 litijuma. Filtrat 912 bez Li, sada uglavnom bez metala, usmerava se u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

[0319] Rastvor luženja 902 se usmerava u fazu 904 isparavanja gde se voda uklanja iz rastvora luženja 902 da bi se dobio koncentrovani litijumski rastvor 914. Uklanjanje vode je ciljano da bi se maksimalno povećala koncentracija litijuma u koncentrovanom rastvoru 914 litijuma do tačno ispod granice rastvorljivosti soli u koncentrovanom rastvoru 914 litijuma.

[0320] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza 904 isparavanja sadrži jedinicu za isparivanje. Poželjno, jedinica za isparivanje bude isparivač tipa padajućeg filma. Energija se unosi upotrebom pare u indirektnom izmenjivaču toplote. Isparavanje se vrši na visokoj temperaturi i umerenom vakuumu kako bi se pomoglo u efikasnom uklanjanju vode.

[0321] Koncentrovana likvor 914 litijuma se usmerava u fazu 906 taloženja gde se dovodi u kontakt sa amonijum karbonatom 916 da bi se istaložio litijum karbonat u suspenziji 918 litijum karbonata. Taloženje litijum karbonata se odvija u skladu sa reakcijom u jednačini 8.

Li2SO4 (aq)+ (NH4)2CO3 (aq)= Li2CO3 (s)+ (NH4)2SO4 (aq)(8)

[0322] Poželjno, faza taloženja obuhvata jednu ili više reakcionih posuda.

[0323] Poželjno, suspenzija 918 litijum karbonata se održava na povišenoj temperaturi. Pronalazači razumeju da se sprovođenjem koraka taloženja na povišenim temperaturama, efikasnost taloženja maksimalno povećava tako što se iskoriščava inverzni profil temperature i solubilnosti litijum karbonata.

[0324] Suspenzija 918 litijum karbonata se sprovodi u fazu 908 filtracije da bi se odvojio čvrsti 910 litijum karbonat od suspenzije 918 litijum karbonata.

[0325] Poželjno, faza filtracije obuhvata uređaj za odvajanje čvrste materije i tečnosti. Poželjnije, uređaj za odvajanje čvrste materije i tečnosti je centrifuga.

[0326] Sveža voda 920 se koristi u fazi 908 filtracije za pranje kolača i maksimalno uklanjanje likvora uvučenog u filter kolač. Filtrat 912 bez litijuma, koji sadrži amonijak, usmerava se u rezervoar za sakupljanje, za dalju obradu.

[0327] Faza 906 taloženja i faza 908 filtracije za selektivno izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora 902 luženja u čvrstu supstancu 910 litijuma. Filtrat 912 bez litijuma, sada uglavnom bez metala, usmerava se u rezervoar za sakupljanje radi dalje obrade.

Uslovi kola za izdvajanje litijuma

[0328] U poželjnom obliku pronalaska, ciljna koncentracija litijuma u koncentrovanom likvoru litijuma je 300 g/L Li2SO4.

4

[0329] Poželjno, suspenzija litijum karbonata održava na temperaturi od najmanje 90°C.

Alternativna sredstva za izdvajanje litijuma

[0330] Predviđa se da mogu da se koriste i druga sredstva za izdvajanje litijuma. Pogodna sredstva dostupna stručnjacima u oblasti uključuju taloženje drugih jedinjenja litijuma, ekstrakciju rastvaračem, jonsku razmenu i elektrolizu.

Ekstrakcija litijuma rastvaračem

[0331] Kada se ekstrakcija rastvaračem koristi za izdvajanje litijuma, koncentrovani rastvor luženja može se dovesti u kontakt sa ekstraktantom litijuma radi regeneracije litijuma. Predviđeno je da kolo za ekstrakciju litijuma obuhvata fazu ekstrakcije, fazu mokrog prečišćavanja i fazu stripovanja radi selektivnog izdvajanja litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja u tečnost za odvajanje litijuma.

[0332] U jednom obliku predmetnog pronalaska, koncentrovani rastvor luženja se podvrgava koraku uklanjanja nečistoća pre koraka ekstrakcije litijuma rastvaračem. Predviđeno je da koncentrovani rastvor luženja može da sadrži nečistoće kao što su Ca, Mg, K, Na i moguće druge alkalne metale i zemnoalkalne metale. Ove nečistoće se poželjno uklanjaju kako bi se sprečilo njihovo unošenje u ekstraktant litijuma. U jednom obliku predmetnog pronalaska, koncentrovani rastvor luženja se podvrgava koraku jonske izmene radi uklanjanja svih viševalentnih jona iz koncentrovanog rastvora luženja. Stručnjacima u oblasti dostupan je niz pogodnih smola za izmenu, uključujući smolu Dowex G26. Alternativno, ove nečistoće se mogu istaložiti iz koncentrovanog rastvora luženja.

[0333] Predviđa se da je na raspolaganju niz komercijalno dostupnih ekstraktanata za izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja. U poželjnom obliku predmetnog pronalaska, ekstraktant litijuma je organski ekstraktant. U jednom primeru izvođenja, ekstraktant litijuma sadrži organski ekstraktant na bazi fosfora. Poželjno, ekstraktant litijuma je izabran od preparata Cyanex 936, Cyanex 923 i Cyanex 926. U jednom primeru izvođenja, ekstraktant litijuma sadrži oksim. Poželjno, oksim je izabran od preparata LIX 54, Mextral 54-100 i LIX 55. U jednom primeru izvođenja, ekstraktant litijuma sadrži smešu dva ili više organskih ekstrakta na bazi fosfora i oksimskih ekstraktanata.

[0334] Rastvor amonijaka se dozira u svaki od taložnika sa mešalicom da bi se održala ciljna pH vrednost. Poželjno, ciljni pH bude iznad 9. Još poželjnije, ciljni pH bude između 9 i 11.

[0335] Poželjno, faza stripovanja obuhvata kontakt obogaćenog organskog ekstraktanta sa kiselim rastvorom za stripovanje. U jednom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za

4

stripovanje sadrži sumpornu kiselinu. U alternativnom obliku predmetnog pronalaska, kiseli rastvor za stripovanje je hlorovodonična kiselina. Upotreba hlorovodonične kiseline će rezultirati litijum hloridnim rastvorom za stripovanje. Predviđa se da LiCl može da kristališe iz ovog rastvora za stripovanje.

[0336] Drugi poznati procesi za izdvajanje litijuma iz rastvora luženja putem procesa ekstrakcije rastvaračem koji su poznati stručnjacima u oblasti, mogu da se koriste bez odstupanja od obima predmetnog pronalaska.

Jonska izmena litijuma

[0337] Kada se jonska izmena koristi za izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja, predviđa se da će postupak obuhvatiti korak kontakta koncentrovanog rastvora luženja sa jonoizmenjivačkom smolom kako bi se iz koncentrovanog rastvora luženja selektivno izdvojio litijum. Postupak će dalje obuhvatati kontakt obogaćene jonoizmenjivačke smole sa rastvorom za stripovanje radi izdvajanja litijuma u rastvoru za stripovanje litijuma.

Elektroliza litijuma

[0338] Kada se litijum izdvaja iz rastvora luženja putem elektrolize, predviđa se da će postupak obuhvatiti korak usmeravanja koncentrovanog rastvora luženja u elektrolitičku ćeliju radi izdvajanja litijuma. Poželjno, koncentrovani rastvor luženja se podvrgava koraku uklanjanja nečistoća radi uklanjanja rastvorenih metalnih vrsta. Ove metalne vrste uključuju, na primer, Ca, Mg i druge jone prelaznih metala.

[0339] U jednom obliku predmetnog pronalaska, litijum se izdvaja u elektrolitičkoj ćeliji kao litijum hidroksid. Poželjno, elektrolitička ćelija je elektrodijalizna (membranska) ćelija ili elektrolitička ćelija sa dva odeljka. U jednom primeru izvođenja, pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja se održava između 9.5 i 12.5 u elektrolitičkoj ćeliji.

[0340] U jednom obliku predmetnog pronalaska, litijum se izdvaja u elektrolitičkoj ćeliji kao metalni litijum. Poželjno, elektrolitička ćelija je elektrolitička ćelija sa rastopljenom solju. Poželjnije, ćelijska matrica je hloridna so.

[0341] Drugi elektrolitički procesi dostupni stručnjacima u oblasti za izdvajanje litijuma ili proizvoda litijuma iz rastvora luženja mogu da se koriste bez odstupanja od obima predmetnog pronalaska.

Taloženje jedinjenja litijuma

4

[0342] Predviđeno je da se proizvodi litijuma mogu istaložiti i odvojiti od koncentrovanog rastvora luženja dodatkom precipitanta.

[0343] U jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, precipitant je karbonat, na primer natrijum karbonat. Kao što bi stručnjak u ovoj oblasti razumeo, dodavanje karbonata će istaložiti litijum karbonat. Regenerisani precipitat se takođe može proslediti u kolo za prečišćavanje radi uklanjanja nečistoća. U jednom obliku predmetnog pronalaska, čvrsta supstanca litijum fosfata može da se istaloži iz rastvora luženja. Poželjno, fosfatni materijal se dodaje u rastvor luženja da bi se istaložio litijum fosfat. Poželjnije, fosfatni materijal je litijum fosfat.

[0344] Mogu se koristiti i drugi načini za taloženje i izdvajanje proizvoda litijuma poznati stručnjacima u oblasti, bez odstupanja od obima predmetnog pronalaska.

Kolo za izdvajanje amonijum sulfata

[0345] Odvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja proizvodi filtrat koji sadrži amonijak. Ovaj amonijak se izdvaja kao amonijum sulfat u kolu za izdvajanje amonijum sulfata. Slika 10 prikazuje dijagram toka kola 1000 za izdvajanje amonijum sulfata u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska. Filtrat 902 iz kola za izdvajanje litijuma se usmerava u kolo 1000 za izdvajanje amonijum sulfata. U primeru izvođenja prikazanom na slici 10, kolo 1000 za izdvajanje amonijum sulfata obuhvata fazu 1004 kristalizacije i fazu 1006 filtracije za selektivno regenerisanje amonijum sulfata iz koncentrovanog rastvora 902 luženja u čvrstu supstancu 1008 amonijum sulfata.

[0346] Filtrat 902 se usmerava u fazu 1004 kristalizacije. U fazi 1004 kristalizacije, voda se uklanja iz filtrata 902 da bi se izazvala kristalizacija amonijaka u vidu amonijum sulfata (NH4)2SO4u suspenziji 1012. Voda se ciljano uklanja kako bi se maksimalno povećalo izdvajanje amonijum sulfata kao čvrste materije. Sva jedinjenja koja preostaju u litijumskom filtratu (npr. NiSO4, Li2CO3itd.) kokristalisaće kao nečistoće.

[0347] U jednom obliku predmetnog pronalaska, faza 1004 kristalizacije amonijum sulfata obuhvata jedinicu za kristalizaciju. Poželjno, jedinica za kristalizaciju je kristalizator sa isparavanjem. Još poželjnije, kristalizator sa isparavanjem je kristalizator sa isparavanjem, sa forsiranom cirkulacijom.

[0348] Suspenzija 1012 iz faze 1004 kristalizacije se propušta u fazu 1006 filtracije. U fazi 1006 filtracije, istaložene čvrste materije amonijum sulfata se odvajaju od filtrata 1014. Voda 1016 se koristi u fazi 1006 filtracije za pranje filter kolača i maksimalno izdvajanje amonijum sulfata. Filtrat 1014 se reciklira nazad u fazu 1004 kristalizacije kako bi se maksimalno povećalo izdvajanje amonijum sulfata. Izdvojeni čvrsti 1008 amonijum sulfat se ispušta iz filter prese i prosleđuje u skladište proizvedenog amonijum sulfata.

Primer 1

[0349] Li-jonska baterija za laptop je rastavljena i testiranje materijala je prikazano u tabeli 1.

Tabela 1: Testiranje baterije

[0350] Sprovedena je analiza hemijskog testiranja baterije i rezultati su prikazani u tabeli 2.

Tabela 2: Hemijska analiza

Primer 2

[0351] Preduzeta su tri različita luženja na uzorcima baterije iz primera 1, kako bi se analizirao efekat koji različiti uslovi luženja imaju na rastvaranje metala iz baterije.

[0352] Uzorak baterije je podvrgnut luženju sa H2SO4tako što je SO2gas raspršen kroz svaku posudu. Parametri luženja su prikazani u tabeli 3.

1

Tabela 3: Parametri luženja Veličina: 10mm P1

Početna m 57.1 g

Gustina pu 20.0 % (tež./tež.) Konc. H2S 30 % (tež./tež.)

Vreme luž 2.0 sati

Temp. luženja: 100 °C

Brzina raspršivanja (SO2) 0.02 L/mi

[0353] Rezultati luženja su prikazani u tabeli 4 i tabeli 5.

Tabela 4: Rezultati luženja

Tabela 5: Distribucija luženja

2

[0354] Uzorak baterije je podvrgnut H2SO4luženju. Parametri luženja su prikazani u tabeli 6.

Tabela 6: Parametri luženja

Veličina:

Početna masa:

Gustina pulpe

Konc. H2SO4:

Vreme luženja: 4.0 sati

Temp. luženja: 100 °C

[0355] Rezultati luženja su prikazani u tabeli 7 i tabeli 8.

Tabela 7: Rezultati luženja

[0356] Uzorak baterije je podvrgnut H2SO4luženju pri čemu je 1 molarni vodonik peroksid dodavan u kapima dok se ORPnije stabilizovao. Parametri luženja su prikazani u tabeli 9.

4

Tabela 9: Parameteri luženja

Tabela 11: Distribucija luženja

Primer 3 – Izdvajanje bakra

[0358] Sproveden je niz testova kako bi se utvrdili uslovi potrebni za ekstrakciju bakra iz bogatog rastvora luženja. Primarni cilj ekstrakcije bakra rastvaračem bio je maksimalno izdvajanje bakra, čime bi se dobio rafinat sa niskim sadržajem bakra (<10 ppm Cu).

[0359] Zbog visoke koncentracije bakra u rastvoru, kao organska supstanca korišćen je komercijalno dostupan ekstraktant visoke koncentracije. Odabran je 30% (zap./zap.) LIX84I u Exxsol D80. Ponašanje LIX reagensa je dobro poznato u stanju tehnike, posebno karakteristike stripovanja.

[0360] Test distributivne izoterme sproveden je na likvoru luženja generisanom iz probnog postrojenja za luženje kako bi se odredio broj faza za ekstrakciju bakra. Rastvor luženja je sadržao 28.3 g/L Co, 6.24 g/L Cu, 5.09 g/L Ni, 6.56 g/L Al, 1.42 g/L Fe, 4.14 g/L Li i 3.39 g/L Mn. Test distributivne izoterme sproveden je na pH 2.0 i 40°C kako bi se sprečila kristalizacija amonijum-aluminijuma. Distributivna izoterma i MekKejb-Tileov dijagram prikazani su na slici 11.

[0361] Rezultati pokazuju da >99% Cu može da se ekstrahuje u dve faze uz viši odnos O/A od 1.1:1 na pH 2.0. Rafinati su sadržali <10 ppm Cu. Rezultati ukazuju na odlično odvajanje bakra od ostalih metala u sintetičkom likvoru. Zanemariva količina kobalta se koekstrahuje, što može da bude problematično jer se kobalt ne uklanja efikasno iz obogaćenog rastvarača pod uslovima stripovanja bakra. Pri nižem pH se očekuje niža koekstrakcija kobalta. Stripovanje bakra iz obogaćene organske faze je konvencionalan proces i očekuje se da stručnjaci u oblasti mogu da ga ostvare.

[0362] Sprovedena su dva testa kristalizacije bakar sulfata kako bi se odredili probni uslovi potrebni za izdvajanje bakar sulfata. U prvom testu korišćen je sintetički rastvor koji sadrži 75 g/l Cu (u vidu bakar sulfata) i 140 g/l H2SO4. U drugom testu korišćen je sintetički rastvor koji sadrži 75 g/l Cu (u vidu bakar sulfata) i 125 g/l H2SO4. Testirane tečnosti su ohlađene sa 40°C na 20°C, a zatim je dodata sumporna kiselina kako bi se nadoknadio sulfat sadržan u bakar sulfatu. Rezultati su prikazani na slikama 12 i 13, redom.

[0363] U oba scenarija, koncentracija bakra se smanjila za 25-30 g/L Cu, pri čemu je kristalizacija bakra više zavisila od temperature nego od koncentracije kiseline. Proizvod bakar sulfata je izdvojen serijskom filtracijom i ispiranjem. Serije su sušene na 50°C. Proizvod je sadržao 25.5% Cu, 27 ppm Fe, 25 ppm Al i <3 ppm Co, <6 ppm Ni i <20 ppm Li.

Primer 4

[0364] Sprovedena su tri testa taloženja kako bi se odredili uslovi potrebni za taloženje aluminijuma i gvožđa iz rastvora, uz maksimalno smanjenje koprecipitacije kobalta, nikla i litijuma. Za oba testa korišćen je rafinat bakra, dobijen iz testa ekstrakcije bakra rastvaračem u velikoj količini. Likvor je sadržao 25.2 g/L Co, 4.38 g/L Ni, 7.70 g/l Al, 1.27 g/l Fe, 3.58 g/l Li i 3.08 g/l Mn. Testovi su uključivali inicijalno dodavanje vodonik peroksida, radi povećanja Eh na >600 mV za oksidaciju gvožđa i dodavanje 28% (zap./zap.) amonijaka radi kontrole pH vrednosti. Testovi su sprovedeni na različitim temperaturama, 45°C, 65°C i 90°C. Rezultati su prikazani na slikama 14, 15 i 16, redom.

[0365] Rezultati pokazuju da se >85% gvožđa i >90% aluminijuma efikasno taloži iz rastvora pri pH >4.50. Koprecipitacija kobalta, nikla i litijuma povećava se sa povećanjem pH. Na 45°C, koprecipitacija kobalta je <5% na pH ispod 3.75 i >10% na pH iznad 4.75.

[0366] Efekat temperature na odvajanje aluminijuma od kobalta i nikla prikazan je na slikama 17 i 18, redom.

[0367] Rezultati pokazuju da se taloženje aluminijuma javlja pri znatno nižoj pH vrednosti na 65°C i 90°C u poređenju sa 45°C. Na 45°C, pH vrednost za visoku precipitaciju aluminijuma mora da bude >pH 4.50, pri čemu je koprecipitacija kobalta visoka (>8%). Poređenja radi, na 65°C i 90°C, efikasnost taloženja aluminijuma bila je 95% pri pH 4.0, dok je koprecipitacija kobalta bila <2%. Slični rezultati su dobijeni i za nikl. Koprecipitacija nikla bila je 11% pri pH 4.00 i na 65°C i na 90°C. Gubici nikla su veći (>20%) kada se cilja na visoku efikasnost taloženja aluminijuma na nižoj temperaturi.

[0368] Podaci pokazuju da se taloženje gvožđa i aluminijuma može postići uz minimalne gubitke kobalta primenom protivstrujnog kola taloženja. Ovo može da uključuje primarna i sekundarna kola za taloženje, uključujući sledeće:

primarno kolo za neutralizaciju (PN) uključuje obradu rafinata ekstrakcije bakra rastvaračem pri pH 3.2-4.0 na 65-90°C, kako bi se, dodavanjem vodonik peroksida ili vazduha i rastvora amonijaka, istaložio najveći deo gvožđa i aluminijuma; materijal iz PN se zgušnjava, filtrira i pere, a ostatak se odbacuje; i

PN likvor se pomera u fazu sekundarne neutralizacije (SN). SN kolo obrađuje PN likvor pri pH 4.5-6.0, na 45-65°C, kako bi se dodavanjem vodonik-peroksida ili vazduha i amonijaka, istaložili preostali aluminijum i gvožđe.

[0369] SN proizvod se zgušnjava, a višak zgušnjavača napreduje u kolo za izdvajanje kobalta. Podliv zgušnjavača se pumpa uzvodno do kola za luženje, malog samostalnog kola za luženje ili dovoda u PN kolo da bi se istaložili koprecipitati kobalta, nikla i litijuma.

Primer 5

[0370] pH izoterma je sprovedena na filtratu taloženja kako bi se procenila selektivnost D2EHPA za razdvajanje mangana/kobalta. pH izoterma je pripremljena korišćenjem organskog rastvora koji sadrži 15% D2EHPA u Exxsol D80 pri odnosu O/A od 1:1. Izoterma je prikazana na slici 19.

[0371] pH izoterma ukazuje da se mangan selektivnije ekstrahuje iz kobalta korišćenjem D2EHPA. Pri pH 3.5 ekstrakcija mangana je 75%, a ekstrakcija kobalta je 12%.

[0372] Test pH izoterme je sproveden na filtratu taloženja kako bi se procenila selektivnost Cyanex 272 za razdvajanje mangana kobalta/nikla. pH izoterma je pripremljena korišćenjem organskog rastvora koji sadrži 30% Cyanex 272 u Exxsol D80 pri odnosu O/A od 3:1. Izoterma je prikazana na slici 20.

[0373] pH izoterma pokazuje da se mangan i kobalt selektivnije ekstrahuju od nikla i magnezijuma korišćenjem Cyanex 272. Pri pH 5.0 ekstrakcija mangana i kobalta je 92% i 78%, redom, dok je ekstrakcija magnezijuma i nikla samo 19% i <1%, redom.

[0374] Test distributivne izoterme sproveden je na filtratu taloženja kako bi se procenio broj faza potrebnih za ekstrakciju mangana i kobalta iz rastvora. Test je sproveden korišćenjem 30% Cyanex 272 u Exxsol D80 pri pH 4.80. Izoterme za kobalt i mangan su prikazane na slikama 21 i 22, redom.

[0375] Izoterme su strme i ukazuju na visoku ekstrakciju kobalta i mangana u 3-4 faze.

Primer 6

[0376] Izoterma pH je sprovedena na rafinatu ekstrakcije kobalta rastvaračem kako bi se procenila selektivnost LIX84I za razdvajanje nikla/litijuma. Izoterma pH je pripremljena korišćenjem organske supstance koja sadrži 10% LIX84I u Exxsol D80 pri odnosu O/A od 1:1 na 55°C. Izoterma je prikazana na slici 23.

[0377] Izoterma pH ukazuje da se nikl selektivnije ekstrahuje od kobalta i litijuma korišćenjem LIX84I. Pri pH 5.0 ekstrakcija nikla je 84%, a ekstrakcija kobalta je samo 10%. Ekstrakcija litijuma je <1%. Očekuje se odlično odvajanje nikla od litijuma u protivstrujnoj ekstrakciji rastvaračem.

Primer 7

[0378] Sprovedena je probna runda luženja u kojoj je 980 kg ulaznog materijala kontinuirano obrađivano tokom perioda od 116 sati. Proba se sastojala od šest (6) rezervoara za luženje sa agitacijom, koji su radili na atmosferskom pritisku i 80C. Ulaz luženja je bio obrađen do pulpe i doveden je u rezervoar za luženje 1 (L1) preko gravitacionog dodavača, a 96% sumporna kiselina i voda su pumpane u rezervoar 1 za luženje uz kontrolu fiksnog protoka, kako bi se postigao ciljni procenat čvrstih materija od 12.8% i brzina dodavanja kiseline od 1100 kg/t.

[0379] Ekstrakcija kobalta, nikla i litijuma u ovoj rundi je bila visoka, dostižući 99.8, 99.5 i 99.5%, redom. Ekstrakcija bakra bila je znatno niža, 80.9%. Ovo je bilo povezano sa niskim Eh u strujnom kolu tokom prvih 72 sata rada. Eh tokom ovog perioda je konstantno bio <100 mV. Tokom ovog perioda, prosečan sadržaj ostataka luženja je bio 10.5% Cu, a ekstrakcija bakra je bila u proseku 73%.

[0380] Od 72 sata do ostatka runde, vodonik-peroksid je dodavan u reaktor 2 za luženje prosečnom brzinom od 63 g/min. Ovo je rezultiralo značajnim povećanjem ekstrakcije bakra. Tokom preostalog perioda rada, ekstrakcija bakra je premašila 97.5%. Ukupno je izdvojeno 5.8 m3 kombinovanog likvora luženja, koji je sadržao 27.4 g/L Co, 4.9 g/L Ni, 8.4 g/L Cu i 4.0 g/L Li.

Primer 8

[0381] Sprovedena je probna runda ekstrakcije bakra rastvaračem i kristalizacije u kojoj je približno 2000 L likvora luženja, izdvojenog iz svake probne runde, obrađivano tokom perioda od 136 sati. Izdvajanje bakra je uključilo ekstrakciju bakra rastvaračem iz koncentrovanog rastvora luženja i kristalizaciju bakar sulfata iz obogaćenog likvora stripovanja. Kola za ekstrakciju bakra rastvaračem i kristalizaciju su operisala u zatvorenoj petlji, u kojoj je filtrat kristalizacije bakra korišćen kao likvor stripovanja.

[0382] Proba ekstrakcije bakra rastvaračem sastojala se od 3 faze ekstrakcije, 1 pranja i 2 stripovanja. Rastvor amonijaka je korišćen kao pH u fazama ekstrakcije, a sumporna kiselina je korišćena u fazama mokrog prečišćavanja i stripovanja.

[0383] Koncentracija bakra u koncentrovanom rastvoru luženja i SX rafinatu bakra tokom trajanja runde je prikazana na slici 24. Ekstrakcija bakra je u proseku iznosila 99.6% tokom runde i konzistentno je bila >99.5% nakon 25 sati rada i tokom ostatka trajanja runde. Koncentracija bakra u rafinatu je u proseku iznosila 12 mg/L tokom ovog perioda.

[0384] Krug za kristalizaciju bakar sulfata sastojao se od rezervoara za izbacivanje sa visokim sadržajem, dva rezervoara za kristalizaciju koji rade na 30°C i vakuum filtera.96% sumporna kiselina se dozira u prvi rezervoar za kristalizaciju do ciljanog sadržaja od 150 g/l H2SO4u filtratu za kristalizaciju. Rezervoari za kristalizaciju su indirektno hlađeni hladnom vodom do ciljnih 30°C. Suspendovana tečnost iz drugog rezervoara za kristalizaciju je filtrirana i isprana. Kombinovani filtrat i filtrat za pranje su skladišteni u rezervoarima za dovod trake koji rade u režimu dežurstva/pripravnosti. Ova tečnost je pumpana u kolo ekstrakcije bakra rastvaračem.

[0385] Prosečne koncentracije bakra u dovodnoj tečnosti za SX traku bakra i utovarenoj tečnosti za ekstrakciju trake su 50.0 g/l Cu i 67.1 g/l Cu, redom. Proizvedeno je oko 48.6 kg bakar sulfata sa prosečnim sadržajem od 27.4% Cu. Glavna nečistoća je bilo gvožđe (138 ppm). Regenerisani bakar je relativno konzistentan onom prisutnom u dovodnoj tečnosti za ekstrakciju bakra rastvaračem.

Primer 9

[0386] Sprovedena je probna runda taloženja gvožđa i aluminijuma u kojoj je približno 1700 L rafinata koji je dobijen ekstrakcijom bakra rastvaračem i izdvojen iz probe sa CuSX, obrađivano tokom perioda od 90 sati. Kolo je obuhvatalo dve faze taloženja, delimičnu neutralizaciju (PN) i sekundarnu neutralizaciju (SN).

[0387] Taloženje gvožđa i aluminijuma u PN kolu je dosledno premašivalo 80% tokom većeg dela runde. Filtrat je sadržao, u proseku, 23.8 g/l Co, 4.13 g/L Ni, 2.93 g/L Mn, 1.21 g/L Al i 55 mg/L Fe. Koncentracije kobalta, mangana i nikla bile su niže nego u ulaznoj materiji, uglavnom zbog razblaživanja. Kobalt i nikl sadržani u PN ostatku se ne regenerišu i čine približno 1.2% sadržanog kobalta i 4.0% sadržanog nikla. Ovi gubici se mogu minimizirati radom na nižoj pH vrednosti u PN kolu.

[0388] Taloženje gvožđa i aluminijuma u SN kolu je konstantno prelazilo 98% tokom večeg dela runde. Filtrat je sadržao, u proseku, 18.1 g/L Co, 2.70 g/L Ni, 2.84 g/L Mn, 17 mg/L Al i <1 mg/L Fe. SN ostatak je regenerisan serijskom filtracijom, pranjem i sušenjem.

[0389] Rezultati ukazuju na značajne gubitke kobalta i nikla u ostatku SN, približno 23% i 35%, redom. Ovo objašnjava značajno nižu koncentraciju kobalta i nikla u filtratu SN, u poređenju sa dovodom SN. Kobalt i nikl mogu se regenerisati iz ovih ostataka recikliranjem ostataka uzvodno od PN kola ili u samostalnom kolu za luženje.

Primer 10

[0390] Sprovedena je runda ekstrakcije kobalta rastvaračem u kojoj je približno 500 L filtrata taloženja, izdvojenog iz probnog taloženja, obrađivano tokom perioda od 45 sati. Kolo se sastojalo od četiri ekstrakcije, dve faze mokrog prečišćavanja i dve faze stripovanja. Ulazni likvor je sadržao 19.9 g/L Co i 2.93 g/L Mn. Rafinat je sadržao 18.3 mg/L Co i 2.93 mg/L Mn, što je rezultiralo ekstrakcijom od 99.9% Co i 99.97% Mn za rundu. Obogaćeni likvor stripovanja je sadržao 84.0 g/L Co, 9.06 g/L Mn i samo 22 mg/L Mg i 6 mg/L Ni.

Primer 11

[0391] Sprovedena je runda ekstrakcije mangana rastvaračem u kojoj je približno 120 L sintetički obogaćenog likvora za stripovanje, koji je sadržao 81 g/l Co i 13 g/l Mn, obrađeno tokom perioda od 48 sati. Kolo se sastojalo od četiri faze prethodnog obogaćenja, šest faza ekstrakcije, tri faze mokrog prečišćavanja i dve faze stripovanja. Kada je uspostavljena ravnoteža, rafinat ekstrakcije je sadržao 84.7 g/L Co i samo 5 mg/L Mn, a obogaćeni likvor stripovanja sadržao je 39.5 g/l Mn i samo 24 mg/L Co. Ovi rezultati ukazuju na odlično odvajanje kobalta od mangana.

Primer 12

[0392] Sprovedena je runda ekstrakcije nikla rastvaračem u kojoj je približno 1000 litara SX filtrata kobalta, regenerisanog iz probne ekstrakcije kobalta rastvaračem, obrađeno tokom perioda od 94 sata. Kolo se sastojalo od četiri faze ekstrakcije, dve faze mokrog prečišćavanja i tri faze stripovanja. Ulazni likvor je sadržao 2.06 g/L Ni, 2.48 g/l Li, 50 mg/L Co i 65 mg/L Mn. Rafinat je sadržao 104 mg/L Ni, 31 mg/L Co, 2.35 g/L Li i 62 mg/L Mg, što je rezultiralo ekstrakcijom Ni od 95% tokom runde, ali je konstantno postizano >99% nakon 24 sata rada tokom trajanja runde. Obogaćeni likvor stripovanja je sadržao 51.7 g/L Ni i samo 1 mg/L Mg,

1

7 mg/L Co i <2 mg/L Li. Rezultati ukazuju na odlično odvajanje nikla od kobalta, litijuma i magnezijuma u likvoru.

[0393] Stručnjaci u oblasti će razumeti da je ovde opisani pronalazak podložan i drugim varijacijama i modifikacijama, osim onih koje su specifično opisane. Pronalazak uključuje sve takve varijacije i modifikacije. Pronalazak takođe obuhvata sve korake, karakteristike, formulacije i jedinjenja na koja se poziva ili koja su naznačena u specifikaciji, pojedinačno ili zajedno, i bilo koju i sve kombinacije ili bilo koja dva, ili više, koraka ili karakteristike.

2

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za izdvajanje metala iz dovodnog toka koji sadrži jedan ili više korisnih metala i litijum, pri čemu postupak obuhvata:

podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, za formiranje suspenzije koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak; odvajanje koncentrovanog rastvora luženja i čvrstog ostatka;

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja koraku taloženja, za uklanjanja gvožđa i aluminijuma, pri čemu korak taloženja obuhvata dodavanje amonijaka da bi se povećala pH vrednost koncentrovanog rastvora luženja na više od 4.5:

podvrgavanje koncentrovanog rastvora luženja jednom ili većem broju zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem, pri čemu svaki korak ekstrakcije rastvaračem izdvaja jedan ili više korisnih metala iz koncentrovanog rastvora luženja i pri čemu svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata doziranje amonijaka u koncentrovani rastvor luženja, kako bi se održala ciljna pH vrednost, pri čemu preostali koncentrovani rastvor luženja sadrži litijum

izdvajanje litijuma iz koncentrovanog rastvora luženja; i

nakon koraka izdvajanja litijuma, rastvor luženja se podvrgava koraku izdvajanja amonijum sulfata.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što dovodni tok sadrži najmanje litijum i jedno ili više od, bakra, gvožđa, aluminijuma, mangana, kobalta i nikla.

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što postupak dalje obuhvata korak: podvrgavanja dovodnog toka procesu pripremnog tretmana,

pre koraka podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom.

4. Postupak prema patentnom zahtevu 3, naznačen time što proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka mehaničke obrade;

pri čemu jedan ili više koraka mehaničke obrade poželjno obuhvataju jedno ili više od: koraka drobljenja i koraka usitnjavanja.

5. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 3 ili 4, naznačen time što proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka smanjenja veličine.

6. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 3 do 5, naznačen time što proces pripremnog tretmana obuhvata jedan ili više koraka obogaćivanja;

gde jedan ili više koraka obogaćivanja poželjno uključuju jedan ili više koraka klasifikacije vazduhom, koraka magnetne klasifikacije i koraka flotacije.

7. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom sprovodi na atmosferskom pritisku.

8. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se korak podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom sprovodi na povišenoj temperaturi.

9. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što korak: podvrgavanja dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom, za formiranje suspenzije koja sadrži koncentrovani rastvor luženja sa solubilnim metalnim solima i čvrsti ostatak, konkretnije, obuhvata podvrgavanje dovodnog toka luženju sumpornom kiselinom u jednom ili više reaktora za luženje.

10. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što svaki korak ekstrakcije rastvaračem obuhvata:

kontakt koncentrovanog rastvora luženja sa ekstraktantom, za ekstrakciju jednog ili više metala da bi se produkovao obogaćeni ekstraktant koji sadrži jedan ili više ekstrahovanih metala;

odvajanje obogaćenog ekstraktanta od koncentrovanog rastvora luženja; i izdvajanje metala iz obogaćenog ekstraktanta.

11. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je jedan od zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođen za izdvajanje mangana iz koncentrovanog rastvora luženja.

12. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je jedan od zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođen za izdvajanje kobalta iz koncentrovanog rastvora luženja.

4

13. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 10, naznačen time što je jedan od zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođen za istovremeno izdvajanje i kobalta i mangana iz koncentrovanog rastvora luženja.

14. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je jedan od zasebnih koraka ekstrakcije rastvaračem prilagođen za izdvajanje nikla iz koncentrovanog rastvora luženja.

15. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se zasebni koraci ekstrakcije rastvaračem izvode sekvencijalno.