Optimisation of organic phase pre-neutralisation stage in purification studies with solvent extraction for MHP (mixed hydroxide precipitate) produced from Gördes laterite ore and investigation of its effect on extraction

Abstract

Intermediate products such as MHP (Mixed Hydroxide Precipitate) are processed by solvent extraction which is a continuous process in industry for obtaining final product such as nickel metal or nickel sulphate. Nickel is used essentially in stainless steel industry and cobalt is used in super alloys. Both metals are used in lithium-ion battery technologies especially electrical vehicles. A preliminary stage of solvent extraction process is called as pre-neutralisation and it is based on partial neutralisation of the acidic organic reactant to prevent pH fluctuations in extraction due to the H+ ions release aqueous phase, and it provides an exchange mechanism to enable loading of the metals to the organic phase. In this thesis study, it is aimed to optimise the organic phase pre-neutralisation percent in further purification treatment of MHP leach solution (PLS-Pregnant Leach Solution) from Gordes nickel laterites and investigate its effect on extraction by D2EHPA and Cyanex 272 organic reactants. NaOH and Na2CO3 solutions were used in pre-neutralisation with 35%, 40% and 45% in D2EHPA and 30%, 35% and 40% in Cyanex 272. The optimum pre-neutralisation results were found as 35% for D2EHPA and 30% for Cyanex 272.

MHP (Karışık Hidroksit Çökeleği) gibi ara ürünler, nikel veya nikel sülfat gibi nihai ürün üretimlerinde endüstride sürekli bir proses olan solvent ekstraksiyon yöntemi ile işlenmektedir. Nikel temel olarak paslanmaz çelik üretiminde, kobalt ise süper alaşım üretimlerinde kullanılmaktadır. Her iki metal, özellikle elektrikli araçlarda, lityum iyon batarya teknolojilerinde kullanılmaktadır. Solvent ekstrakisyon proses ön adımlarından biri olan ve pre-nötralizasyon olarak adlandırılan bu işlem, ekstraksiyon sırasında H+ salınımı kaynaklı pH dalgalanmalarını önlemek için asidik organik reaktifin kısmi olarak nötralize edilmesine dayanmakta ve organik faza metal yüklenmesini kolaylaştırmaktadır. Bu tez çalışmasında, Gördes nikel lateritlerinden üretilen MHP'nin işlenmesi ile elde edilen çözeltinin saflaştırılmasında, organik fazın pre-nötralizasyonunun optimizasyonu ve ekstraksiyona etkisinin incelenmesi hedeflenmiş olup D2EHPA ve Cyanex 272 organik reaktif olarak kullanılmıştır. Kimyasal ajan olarak NaOH ve Na2CO3 çözeltileri ile D2EHPA'da %35, %40 ve %45; Cyanex 272'de %30, %35 ve %40 pre-nötralizasyon yapılmıştır. Optimum sonuç olarak pre-nötralizasyonda D2EHPA için %35, Cyanex 272 için %30 olarak bulunmuştur.