The Effect of Solution Constituents and Novel Activators on Cobalt Cementation

Abstract

In the present work certain aspects of cobalt cementation with antimony/copper activation were investigated in a batch reactor using synthetic electrolyte at 95°C. The objectives were to study the effect on cobalt removal and zinc dust consumption of a number of zinc sulfate solution constituents, such as Zn2+, Cd2+ and Cl−, and to identify and test a series of novel additives. The presence of zinc ions in solution inhibits cobalt cementation without activators. With Cu2+/Sb3+ activators cementation is rapid even in the presence of zinc ions. Small amounts of cadmium and chloride in addition to the activators increase the amount of cobalt removed beyond the level achieved with antimony and copper alone. Novel additives were evaluated in terms of cobalt reduction and zinc dust consumption. At least one element (tin) proved to be as effective as antimony in terms of cobalt reduction, and zinc dust consumption was greatly reduced in the presence of several other elements. The efficiency of activators for cobalt removal can be linked to their hydrolysis constants. Combinations of additives were particularly effective in optimizing cobalt reduction while minimizing zinc dust consumption. Several combinations were identified with which the target level of cobalt is easily achieved and zinc dust consumption is negligible.L'effet des constituants de la solution et de nouveaux activateurs sur la cémentation du cobalt Dans le présent travail, on a évalué certains aspects de la cémentation du cobalt avec activation d'antimoine/cuivre, dans un réacteur à lot, en utilisant un électrolyte synthétique à 95°C. L'objectif consistait, d'une part, à étudier l'effet, sur l'enlèvement du cobalt et sur la consommation de poudre de zinc, d'un nombre de constituants de sulfate de zinc en solution, tels que Zn2+, Cd2+ et Cl−, et, d'autre part, à identifier et évaluer une série de nouveaux additifs. La présence d'ions de zinc dans la solution inhibe la cémentation du cobalt, sans activateurs. Avec les activateurs Cu2+/Sb3+, la cémentation est rapide, même en présence d'ions de zinc. De petites quantités de cadmium et de chlorure, en plus des activateurs, augmentent la quantité de cobalt enlevé au-delà du niveau obtenu avec l'antimoine et le cuivre seul. On a évalué de nouveaux additifs par rapport à la réduction du cobalt et à la consommation de poussière de zinc. Au moins un élément (l'étain) s'est avéré aussi efficace que l'antimoine en ce qui a trait à la réduction du cobalt. La consommation de poussière de zinc était extrêmement réduite en présence de plusieurs autres éléments. L'efficacité des activateurs dans l'enlèvement du cobalt peut être liée à leurs constantes d'hydrolyse. Les combinaisons d'additifs étaient particulièrement efficaces dans l'optimisation de la réduction du co-balt tout en minimisant la consommation de poussière de zinc. On a identifié plusieurs combinaisons avec lesquelles le niveau cible de cobalt est facilement atteint et la consommation de poussière de zinc est négligeable.