CN102010999B - 一种无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,包括下述步骤:(1)调节待萃溶液pH值;(2)配制有机萃取剂;(3)对待萃溶液中杂质进行无皂化萃取,分离杂质;(4)对负载有机相进行反萃取脱杂,使有机萃取剂循环再使用。本发明具有工艺流程简单、效率高、钴镍直收率高、成本低等有益效果。

Description

一种无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及湿法冶金领域,更具体涉及镍钴湿法冶金中的除杂提纯方法。
背景技术
[0002] 制备高纯的钴产品或镍产品时,要求产品中钙、镁、铜、锰、铁、锌等杂质的含量很低,但因为这些杂质元素在固相中很难去除,故需要钴镍溶液中就将上述杂质元素分离除去,使溶液杂质含量符合质量要求。
[0003]目前在分离上述杂质元素主要有化学沉淀法、溶剂萃取除杂法等除杂方法。
[0004] 1、化学沉淀除杂法:
[0005] 化学沉淀法除杂是利用杂质元素与某一种(或某几种)化学试剂形式某种难溶物质而除去,常见的有氟化钠除钙、硫化钠除铜,氢氧化钠除铁等;但该方法步骤繁杂,一种化学试剂往往只能分离除去一种杂质,甚至一种杂质需要两到三种化学试剂才能分离除去,效率低,而且分离除杂过程中钴镍随分离渣流失,导致损失较大、直收率低。
[0006] 2、溶剂萃取除杂法:
[0007] 溶剂萃取除杂法是利用特定有机萃取剂对杂质元素的选择性,能将杂质元素从水相萃取到有机相,实现分离。但目前的萃取除杂方法,都需要先对萃取剂使用氢氧化钠进行皂化。在皂化过程中,无疑又增加溶液中钠离子杂质含量,在除去钙、镁、铜、锰、铁、锌等杂质后,还需通过全萃,方能将溶液中的杂质钠分离出去,增加设备投入,大幅提高生产成本,且还会产生大量重金属废水。
发明内容
[0008] 为克服上述技术缺陷,本发明采用新型溶剂萃取方法,不需皂化,即可将钙、镁、铜、锰、铁、锌等杂质元素分离除去,使钴和/或镍溶液纯度符合质量要求。
[0009] 本发明公开了一种无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,包括下述步骤:
[0010] (I)调节待萃溶液pH值;
[0011] (2)配制有机萃取剂;
[0012] (3)对待萃溶液中杂质进行无阜化萃取,分离杂质,钴和/或镍进入萃余液中,杂质进入有机相中;
[0013] (4)对负载杂质的有机相进行反萃取脱杂,净化萃取剂,使有机萃取剂可循环再使用。
[0014] 本发明所述的待萃溶液的杂质元素大致含量如下所示:
[0015]
Figure CN102010999BD00031
[0016] 由于萃取剂对金属元素的分离系数与溶液的pH值有较大关系,只有在适当的pH值下才能较好的分离某些元素,故在所述步骤(I)中,萃取前需将钴和/或镍待萃溶液PH值调节至2.0〜3.5。
[0017] 所述步骤⑵中,有机萃取剂中含P204的体积分数为10〜30%,其余为磺化煤油溶剂。
[0018] 所述步骤(3)中,通过多级逆流萃取法进行无皂化萃取分离除杂,无皂化萃取分离除杂段的萃取级数为4〜8级。
[0019] 所述步骤(3)中,无皂化萃取分离除杂段中有机相和待萃溶液的体积流量比为3:1 〜1: 2。
[0020] 所述步骤(4)中,通过多级逆流反萃法进行对负载有机相进行反萃,反萃段的级数为3〜10级。
[0021] 所述步骤(4)中,反萃段中脱铜、锰、钙、锌杂质段的级数为3〜6级,脱铁段的级数为I〜4级。
[0022] 所述步骤(4)中,采用1.0〜3.0mol/L的盐酸对负载有机相进行反萃脱除铜、锰、钙、锌杂质,盐酸与有机相的体积流量比为1: 10〜3: 10 ;采用5〜8mol/L盐酸对负载有机进行反萃脱铁,盐酸与负载有机相的体积流量比为1: 10〜2: 10。
[0023] 镍钴湿法冶金产品对钙、镁、铜、锰、铁、锌等杂质的含量都有一定要求,基本上都要求上述杂质的含量低于lOOppm,其中结晶产品普遍要求低于lOppm。考虑到在结晶过程杂质富集、合成过程其他原料杂质的引入,为达到产品的上述质量要求,要求钴镍溶液中的主元素含量与杂质元素的含量比例至少达到10000: I以上,采用本发明方法,即可达到上述要求,可以将钴镍溶液中钙、镁、铜、锰、铁、锌等杂质元素的含量降低到3mg/L以下,钴镍金属直收率大于98%。同时,本发明方法与其他除杂方法相比,本发明具有流程简单、效率高、钴镍直收率高、成本低,而且废水量少、环境污染小等有益效果,为湿法冶金中钴镍溶液的分离除杂提供了一种新途径。
附图说明
[0024] 图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0025] 本发明的工艺流程图如图1所示,包括如下步骤:(1)调节待萃溶液PH值;(2)配制有机萃取剂;(3)对待萃溶液中杂质进行无阜化萃取,分离杂质,钴和/或镍进入萃余液中,杂质进入有机相中;(4)对负载杂质的有机相进行反萃取脱杂,净化萃取剂,使有机萃取剂可循环再使用。
[0026] 下面将通过具体实施例对本发明进行详细说明。
[0027] 实施例1:
[0028] 准备IOm3硫酸钴溶液,将溶液pH值调至2.5,分析溶液成分为:
[0029]
Figure CN102010999BD00041
Figure CN102010999BD00051
[0030] 采用6级萃取,有机萃取剂中P204体积分数为20%,其余为磺化煤油溶剂,有机相和待萃溶液体积流量比为1:1,杂质进入有机相中,钴留在溶液中。经萃取分离后,溶液中的成分如下:
[0031]
Figure CN102010999BD00052
[0032] 对负载杂质的有机相采用4级反萃铜、锰、钙、锌等杂质,选用1.0mol/L盐酸,盐酸和有机相的体积流量比为1: 5 ;采用3级反萃铁杂质,选用6.0mol/L盐酸,盐酸和有机相体积流量比为1: 10;有机相经过反萃取脱杂,可循环再使用。
[0033] 本实施例中通过萃取除杂能将铜、锰、钙、锌、铁杂质元素控制在3mg/L以下,此时主元素钴与杂质元素的比例大于20000倍,满足高纯产品的要求,而主元素钴的直收率为98.89%。
[0034] 实施例2:
[0035] 准备IOm3硫酸镍溶液,将溶液pH值调至3.2,分析溶液成分:
[0036]
Figure CN102010999BD00053
[0037] 采用5级萃取,有机相中P204体积分数为25%,有机相和待萃溶液体积流量比为I: I ;杂质进入有机相中,镍留在溶液中。经萃取分离后,溶液中的成分如下:
[0038]
Figure CN102010999BD00054
[0039] 对负载杂质的有机相采用3级反萃铜、锰、钙、锌等杂质,选用1.2mol/l盐酸,盐酸和有机相的体积流量比为1: 5 ;采用3级反萃铁杂质,选用7.0mol/L盐酸,盐酸和有机相体积流量比为1: 5;有机相经过反萃取脱杂,可循环再使用。
[0040] 通过萃取除杂能将铜、锰、钙、锌、铁杂质元素控制在3mg/L以下,此时主元素钴与杂质元素的比例大于20000倍,满足高纯产品的要求,而主元素镍的直收率为99.03%。
[0041] 实施例3:
[0042] 准备IOm3硫酸镍钴混合溶液,将溶液pH值调至2.8,分析溶液成分:
[0043]
Figure CN102010999BD00055
[0044] 采用5级萃取,有机相中P204体积分数为28%,有机相和待萃溶液体积流量比为I: 2;杂质进入有机相,钴和镍留在溶液中。经萃取分离后,溶液中的成分如下:
[0045]
Figure CN102010999BD00061
[0046] 对负载杂质的有机相采用3级反萃铜、锰、钙、锌等杂质,选用2.0mol/L盐酸,盐酸和有机相的体积流量比为3: 10 ;采用3级反萃铁杂质,选用8.0mol/L盐酸,盐酸和有机相体积流量比为1: 10;有机相经过反萃取脱杂,可循环再使用。
[0047] 通过萃取能将铜、锰、钙、锌、铁杂质元素控制在3mg/L以下,此时主元素钴、镍与杂质元素的比例大于20000倍,满足高纯产品的要求,而主元素的直收率为98.55%。
[0048] 综上所述,尽管通过具体实施例对本发明进行了详细描述,但本领域一般技术人员应该明白的是,上述实施例仅仅是对本发明的优选实施例的描述,而非对本发明保护范围的限制,本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化,均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,包括下述步骤: (1)调节待萃溶液pH值为2.0〜3.5 ; (2)配制有机萃取剂,有机萃取剂中含P204的体积分数为10〜30%,其余为磺化煤油溶剂; (3)对待萃溶液中杂质进行无皂化萃取,萃取有机相和待萃溶液的体积流量比为3:I〜1:2,分离杂质; (4)对负载有机相进行反萃取脱杂,使有机萃取剂循环再使用。
2.根据权利要求1所述的无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,通过多级逆流萃取法进行无皂化萃取分离除杂,萃取级数为4〜8级。
3.根据权利要求1所述的无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,通过多级逆流反萃法对负载有机相进行反萃,反萃级数为3〜10级。
4.根据权利要求1所述的无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,反 萃段中脱铜、锰、钙、锌杂质段的级数为3〜6级,脱铁段的级数为I〜4级。
5.根据权利要求1所述的无皂化萃取分离钴和/或镍溶液中杂质的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,采用1.0〜3.0mol/L的盐酸对负载有机相进行反萃脱除铜、锰、钙、锌杂质,盐酸与有机相的体积流量比为1:10〜3:10 ;采用5〜8mol/L盐酸对负载有机相进行反萃脱铁,盐酸与负载有机相的体积流量比为1:10〜2:10。
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