CN102234722A - 溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种溶剂萃取法提取镍钴铜体系中铜的工艺，其是以N902-磺化煤油为萃取剂，控制有机相与水相箱的体积比在3:1~4:1，调节料液pH=2.0~2.5；在常温下萃取；萃余液澄清分相后；载铜的有机相用硫酸为反萃酸，控制有机相与反萃酸的体积比为6:1~4:1，在常温下反萃，洗脱后的反萃液为硫酸铜溶液。本发明采用N902-磺化煤油为萃取剂，以硫酸为反萃剂，从高浓度的镍钴铜体系中高选择性、高反萃性能的分离出铜，并使铜以纯净硫酸铜溶液产出，避免了化学法除铜渣的再处理回收，铜回收率高；除铜后的镍钴萃余液经黄钠铁矾除铁、P204深度除杂、P507分离镍钴后生产镍钴盐类产品，实现了镍钴铜杂料中铜的净化分离和镍钴铜的综合回收。

Description

溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺
技术领域
   本发明属于有色金属冶炼技术领域，涉及一种从镍钴铜体系中提取铜的方法，尤其涉及一种溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺。
背景技术
在冶金化工领域中，往往会产生含钴、镍、铜、铁、钙、镁等多种金属的复杂酸性体系，通常被称为“镍钴铜杂料”。镍钴铜杂料的主要来源有两种：一种是红土矿经高压酸浸、硫化氨沉淀产出的镍钴硫化物，该物料经过焙烧脱硫、浸出后，溶液中含钴、镍、铜、铁、钙、镁等多种金属；另一种是钴镍湿法冶炼净化过程中产出的含铜、含锰、含锌碳酸钴、氢氧化钴。镍钴铜杂料中铜的净化分离是提取镍钴生产镍钴盐类产品的需要，而铜的综合回收更是企业进一步发展循环经济，增加新的经济增长点的需要。目前主要采用硫化沉淀法（二氧化硫+硫磺粉）脱除镍钴铜杂料酸性体系中的铜：铜以硫化铜沉淀被除去，硫化铜渣中携带一定数量的镍钴，镍钴与铜需进一步分离回收，生产成本高，直收率低，且铜不能直接回收为附加值高的产品。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足之处，提供一种溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺。
本发明溶剂萃取法提取镍钴铜体系中铜的工艺，是以N902-磺化煤油为萃取剂，控制有机相与水相的体积比在3:1~ 4:1，调节料液pH =2.0 ~ 2.5；在常温下萃取；萃余液澄清分相后，载铜的有机相用硫酸为反萃剂，控制有机相与反萃剂的体积比为6:1~4:1，在常温下进行反萃，洗脱后的反萃液为硫酸铜溶液。
所述萃取剂N902-磺化煤油中，N902与磺化煤油的体积百分数分别为20~30%和80~70%。
所述反萃剂硫酸的浓度为3.6~4 mol/L。
所述萃取采用3~4级萃取，单级萃取时间为 3~4分钟；所述反萃采用3~4级萃取，单级反萃时间为2~3分钟。
本发明相对现有技术具有以下特点：
1、本发明采用N902-磺化煤油为萃取剂，以硫酸为反萃剂，从高浓度的镍钴铜体系中高选择性、高反萃性能的分离出铜，并使铜以纯净硫酸铜溶液产出，避免了化学法除铜铜渣的再处理回收，铜回收率高；除铜后的镍钴萃余液经黄钠铁矾除铁、P204深度除杂、P507分离镍钴后生产镍钴盐类产品，实现了镍钴铜杂料中铜的净化分离和镍钴铜的综合回收。
2、本发明得到镍钴杂料萃余液含铜小于0.3g/L，优于原硫化法除铜后液含铜1.85g/L的指标，铜的脱除深度较高，减轻了后续P204萃取深度除杂的负担，优化提高了镍、钴盐产品品质。
 
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明溶剂萃取法从镍钴铜体系中提取分离铜的工艺作进一步的说明。
N902主要成分为2-羟基-5-壬基水杨醛肟，属于醛肟类铜萃取剂。本发明采用洛阳市奥达化工有限公司的产品。
实施例1
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表1-1。
表1-1    除铜前镍钴铜体系中的成份   （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
35.5 55.6 14.8 3.65 3.68 3.12 1.02 0.5
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为30%，磺化煤油的体积百分数为70%。
在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以4:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.5，在常温下进行4级萃取；每级萃取混合时间4分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用4 mol/L的硫酸为反萃剂，控制有机相与反萃剂的体积比为6:1，常温进行4级反萃，每级反萃取混相时间为3分钟。反萃后有机相自流入低位槽，可以直接进入萃取段循环使用），反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液中各成分的浓度。具体见表1-2 。
 
表1-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 35.1 54.9 0.266 3.24
反萃液 0.4 0.69 40.6 0. 5
该实施例中，从镍钴铜料液中分离出98.2%的铜，镍钴的萃取率少于1.23%。
实施列2
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表2-1。
表2-1   除铜前液成份  （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
32.8 54.5 12.5 2.89 3.57 2.98 0.87 0.26
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为30%，磺化煤油的体积百分数为70%。
在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以3.8:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.0，在常温下进行4级萃取；每级萃取混相时间4分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用4 mol/L的硫酸为反萃酸，控制有机相与反萃酸的体积比为5.8:1，常温进行4级反萃，每级反萃时间为3分钟。反萃后有机相返回萃取段循环使用，反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液、反萃液中各成分的浓度。具体见表2-2 。
表2-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 32.6 54.0 0.205 2.87
反萃液 0.36 0.82 40.6 0. 5
该实施例中，从高浓度硫酸镍钴铜料液中分离出98.2%的铜,镍钴的萃取率少于1.23%。
实施列3
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表3-1。
表3-1   除铜前液成份    （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
33.6 60.7 5.5 2.74 2.85 2.44 1.20 0.14
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为20%，磺化煤油的体积百分数为80%。
在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以4:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.5，在常温下进行3级萃取；每级萃取混相时间为3.5分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用3.6mol/L的硫酸为反萃剂，控制有机相与反萃酸的体积比为5.5:1，常温进行3级反萃，每级反萃混相时间为2.8分钟。澄清后，反萃后有机相自流入低位槽，可进入萃取段循环使用，反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液中各成分的浓度。具体见表3-2 。
表3-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 33.4 60.4 0.082 2.80
反萃液 0.32 0.82 41.7 0.46
该实施例中，从含高浓度硫酸镍钴铜料液中分离出98.2%的铜，镍钴的萃取率少于1.23%。 
实施例4
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表4-1。
表4-1   除铜前液成份    （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
24.75 45.26 12.9 2.89 3.57 2.98 0.87 0.26
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为28%，磺化煤油的体积百分数为72%。
在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以3.9:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.5，在常温下进行4级萃取；每级萃取3分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用4 mol/L的硫酸为反萃酸，控制有机相与反萃酸的体积比为5:1，常温进行4级反萃，每级反萃时间为3分钟。反萃后有机相自流入低位槽、进入萃取段循环使用，反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液、反萃液中各成分的浓度。具体见表4-2 。
表4-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 24.60 45.08 0.205 2.87
反萃液 0.20 0.47 41.0 0. 5
该实施例中，从高浓度硫酸镍钴铜料液中分离出98.2%的铜,镍钴的萃取率少于1.23%。
实施例5
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表5-1。
表5-1   除铜前液成份    （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
28.4 50.1 3.2 2.56 1.75 1.20 1.07 0.20
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为20%，磺化煤油的体积百分数为80%。在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以3:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.5，在常温下进行3级萃取；每级萃取3分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用3.9 mol/L的硫酸为反萃酸，控制有机相与反萃酸的体积比为5:1，常温进行4级反萃，每级反萃时间为2.9分钟。澄清后，反萃后有机相自流入低位槽、可进入萃取段循环使用，反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液、反萃液中各成分的浓度。具体见表5-2 。
表5-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 28.1 49.7 0.055 2.16
反萃液 0.40 0.77 40.9 0. 33
该实施例中，从高浓度硫酸镍钴铜料液中分离出98.2%的铜，镍钴的萃取率少于1.23%。
实施例6
镍钴铜料液中,除铜前各成分的含量见表6-1。
表6-1   除铜前液成份    （g/l）
Co2+ Ni2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+ Ca2+ Mn2+ NH4+
22.5 40.7 2.5 1.22 1.24 1.80 0.45 0.10
N902-磺化煤油中，N902的体积百分数为25%，磺化煤油的体积百分数为75%。。在小型混合萃取澄清槽中，将N902-磺化煤油与镍钴铜料液以3:1的体积比混合，用碳酸钠调节料液pH =2.0，在常温下进行3级萃取；每级萃取2分钟。萃余液澄清分相后，载铜的有机相用4 mol/L的硫酸为反萃酸，控制有机相与反萃酸的体积比为6:1，常温进行4级反萃，每级反萃时间为3分钟。澄清后，反萃后有机相自流入低位槽、进入萃取段循环使用。反萃液为硫酸铜溶液。分析萃余液、反萃液中各成分的浓度。具体见表6-2 。
表6-2  除铜后液（Ｎ902萃余液）和反萃液各组成体积质量分数（g/l）
成份 Co Ni Cu Fe
萃余液 22.4 40.4 0.031 1.21
反萃液 0.38 0.52 40.2 0. 2
该实施例中，从高浓度硫酸镍钴铜料液中分离出98.2%的铜,镍钴的萃取率少于1.23%。

Claims (5)

1.溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺，其特征在于：以N902-磺化煤油为萃取剂，控制有机相与水相的体积比在3:1~ 4:1，调节料液pH =2.0 ~ 2.5；在常温下萃取；萃余液澄清分相后，载铜的有机相用硫酸为反萃剂，控制有机相与反萃剂的体积比为6:1~4:1，在常温下进行反萃，洗脱后的反萃液为硫酸铜溶液。
2.如权利要求1所述溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺，其特征在于：所述萃取剂N902-磺化煤油中，N902与磺化煤油的体积百分数分别为20~30%和80~70%。
3. 如权利要求1所述溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺，其特征在于：所述反萃剂硫酸的浓度为3.6 ~4 mol/L。
4. 如权利要求1所述溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺，其特征在于：所述萃取采用3~4级萃取，单级萃取时间为 3~4分钟。
5. 如权利要求1所述溶剂萃取法分离镍钴铜体系中铜的工艺，其特征在于：所述反萃为3~4级萃取，单级反萃时间为2~3分钟。
 
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