CN1035558C - 一种制备高纯镍盐的萃淋树脂置换萃取色谱法 - Google Patents
一种制备高纯镍盐的萃淋树脂置换萃取色谱法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明采用镍型萃淋树置换色谱法制备高纯镍盐,使含镍料液通过已转为镍型的含酸性磷(膦)萃取剂的萃淋树脂色谱柱,可分离镍盐中的钴等杂质,获得纯度超过99.99%的高纯镍盐,回收率大于99%。本方法设备简单、使用试剂种类少,容易操作实施,成本低、效益高。
Description
本发明涉及萃淋树脂、萃取色谱法、镍与钴分离或提纯方法。
钻和镍在大多数含水介质中具有非常相似的行为,因而它们的分离是很困难的。经典的金属羰基化合物法因有剧毒,对设备要求高;而溶剂萃取法由于有机相与水相直接接触,易造成两相相互污染而难于制得高纯产品;高氯酸镍氨法须消耗多种试剂,且需经沉淀、过滤、洗涤等过程,劳动强度大,手续繁杂;1988年在北京召开的第一届国际湿法冶金会议(PROCEEDINGS OF THE FIRST INTERNATION-AL CONFERENCE ON HYDROMETALLURGYICHM′88)论文集公开了本发明人的一种镁型萃取色谱法,采用酸性磷(膦)萃淋树脂,经转为镁型后分离钴、镍。但由于该法引入了镁离子,造成分离的复杂化,步骤繁琐,且间歇式操作,处理量小,因而仅适用于分析而不宜用于制备。
本发明的目的是克服现有方法的上列缺点,提出一种设备简单、操作方便的镍型萃淋树脂置换萃取色谱法,以分离镍中钴等杂质,制备高纯镍盐。
本发明制备高纯镍盐的方法为:
在色谱柱内充填含酸性磷(膦)萃取剂的萃淋树脂,经转为镍型后使用;将含钴等杂质的镍盐料液以一定流速通过色谱柱,即得高纯镍盐产品。
所述色谱柱可以采用单柱,也可采用多柱相连。
在色谱柱内充填含酸性磷或酸性膦萃取剂的萃淋树脂,该萃淋树脂经转为镍型后使用;将含钴等杂质的镍的无机酸盐料液以适当的流速通过色谱柱,即得高纯镍盐产品。
所述色谱柱可以采用单柱,也可采用多柱相连。
所述萃淋树脂中所含酸性磷或酸性膦萃取剂可选用2-乙基己基膦单2-乙基己基酯(P507),或异烷基膦酸(1-甲基庚基)酯(5709),还可选用二(2,4,4′-三甲基戊基)膦酸(P272),或二(1-甲基戊基)膦酸(P554),或二(2-乙基已基)磷酸(P204),或二(二异丁基甲基)磷酸(5601)。
所述的转为镍型,可采用柱内转型:即树脂装柱后,使pH≥5的镍盐溶液不断流过色谱,直至流出液的pH≥4.5;或采用柱外转型:即将树脂浸于镍盐溶液中,调节溶液的PH≥4.5,然后装柱备用。
所述含钴杂质的镍盐料液,可以是硫酸盐、硝酸盐、氯化物或高氯酸盐溶液,其中Ni∶Co≥45∶1,料液中镍的含量以0.1--10mg/ml为宜,否则会影响生产能力及产品纯度;料液中允许含微量的常见金属杂质,如铁、锌、钙、铜、锰等,因为酸性磷(膦)萃取剂对这些金属的萃取能力更强,能在除去钴的同时除去这类金属杂质。料液的酸度用碱或碱性盐调节PH≥4.5;连续进料液的流速可视所采用的色谱柱尺寸、所填充的萃淋树脂及所需产品的纯度,控制在适当范围。色谱柱使用一段时间后,可用无机酸浸泡或淋洗除杂质,对填充的萃淋树脂进行再生处理,从而可以反复使用。
本发明采取将萃淋树脂转镍型的方式,以Ni(II)取代了萃取剂中的H+,避免了因反应过程中产生过多的H+而抑制反应的进行,且避免了引入其它金属离子而导致分离过程的复杂化,从而提高了树脂的处理能力;本方法使用试剂品种少,操作流程短而简便、设备单一,可避免引入污染,从而保证了产品的高纯度。
由于强酸的镍盐有类似行为,本方法可适用于硫酸盐、硝酸盐、氯化物或高氯酸盐体系。
用本发明方法分离镍盐中的钴等杂质制备高纯镍盐,与现有技术相比,具有设备简单、使用试剂种类少、可连续操作、易于实施、低消耗、高处理能力、成本低、效益高等优点,可使产品纯度超过99.99%。
附图1为实施本发明所采用的色谱柱示意图。(甲)为单柱色谱,(乙)为双柱色谱。要求色谱柱树脂床的总高度H(对于多柱为各柱中树脂高度之和)与内径φ之比H∶φ≥4。
实施例1
采用分析纯的硝酸钴、硝酸镍配制料液,使其中含Ni1000μg/ml、Co20μg/ml,即Ni:Co=50;以碱式碳酸镍调节料液PH=5.5。
称取4克150--200目P507树脂,以4NHCl浸泡除杂后,将树脂置于20mg/ml的硫酸镍溶液中,保持温度40-80℃,加入Ni(OH)2,调节溶液的PH至6.0后,装入色谱柱内,采用的单柱色谱,如图1之(甲)所示,色谱柱内径φ=1.0cm,柱高h=12cm。
使料液(1)以0.3ml/cm2·min的流速通过色谱柱中树脂层(2),以原子吸收分光光度计检测流出液(3),在流出液20-200ml之间未检出Co,250ml处检测到Co为0.05μg/ml。流出液中镍的浓度比料液稍大。每克树脂可一次性制得纯度高超过99.99%的Ni85mg。
实施例2
以分析纯硝酸镍、硝酸钴配制料液,使其中含Ni5000μg/ml,Co60μg/ml即Ni:Co=83。以氢氧化镍调节料液使其PH=5.5。色谱柱采用如图1之(乙)所示的双柱色谱,以尺寸相同的两个色谱柱(4)和色谱(5)串联,每个柱内径皆为φ=1.0cm,各装3克P507萃取树脂,树脂处理方式同实施例1,每柱树脂床高度h=5.5cm。
控制流速在0.15--0.20ml/cm2·min,使料液(1)依次通过色谱柱(4)和柱(5)的树脂层。
以原子吸收分光光度计检测流出液(6),流出液为50ml时,测得其中Co杂质的浓度为0.188μg/ml,Ni/Co=26600,流出液为160ml时,其中Co杂质的浓度0.23μg/ml,Ni/Co=23422,每克树脂可一次制得纯度超过99.99%的镍133mg。
实施例3
以分析纯硫酸镍、硫酸钴配制料液,使其中含Ni2000μg/ml,Co20μg/ml,即Ni/Co=100。以氢氧化镍调节PH=5.5。取4克5709萃淋树脂,如例1处理,转型后装柱,采用单柱色谱,色谱内径φ=1.0cm,柱高h=11cm,控制料液以0.22--0.25ml/cm2·min的流速流经色谱柱,经原子吸收分光光度计检测,在20-200ml内钴含量<0.5μg/ml。
实施例4
取2.5gP507萃淋树脂,以4NHCL浸泡除杂质后,装柱,柱高h=6cm,内径φ1.0cm。以含Ni2mg/ml的硝酸镍溶液(事先调节PH=6)过柱转型,至流出液PH=5。
取分析纯硝酸镍、硝酸钴配制料液,其中含Ni1000μg/ml,Co17μg/ml,以氢氧化镍调节PH=5.5。
控制料液以0.35--0.38ml/cm2·min的流速经色谱柱,在10--35ml之间未检出Co。
Claims (1)
1.一种制备高纯镍盐的方法,在色谱柱内充填含酸性磷或酸性膦萃取剂的萃淋树脂,使料液以适当的流速流经红色谱柱,其特征在于所述萃淋树脂经转为镍型后使用,即用pH≥5的镍盐溶液流经或浸泡树脂,直至处理液的pH≥4.5;所述料液为镍的无机酸盐溶液;所述酸性磷或酸性膦萃取剂为2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯(P507),或异烷基膦酸(1-甲基庚基)酯(5709),或二(2,4,4′-三甲基戊基)膦酸(P272),或二(1-甲基戊基)膦酸(P554),或二(2-乙基己基)磷酸(P204),或二(二异丁基甲基)磷酸(5601)。
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