CN105803197B - 一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法 - Google Patents

一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法 Download PDF

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Abstract

一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，其步骤为：分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为40～60％；有机相由组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100组成；组合萃取剂为20～40V％的协萃剂Cynaex301和80～60V％的萃取剂Versatic；组合萃取剂占有机相总体积的10～30％；初始pH值在1.5～3.0将有机相和镍钴生物浸出液震荡混合，控制萃取平衡pH值为3.0～4.0，静置后将有机相和水相分离；有机相加硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离。

Description

一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法
技术领域
本发明涉及一种协萃方法除镍钴生物浸出液中钙镁的新工艺。
背景技术
镍钴是国民经济建设的重要原材料之一，随着国民经济的发展，镍钴的需求量不断增加，镍钴矿开采的矿石品位也不断下降，对一些低品位、难处理镍钴矿用传统选冶工艺无法经济地处理回收。而微生物浸出技术对传统冶金方法无法利用的低品位矿、废石、多金属共生矿的处理有独特之处，并具有工艺投资低、成本低、收率高、对环境污染少、操作简单等优点，因此，微生物浸出技术在镍钴矿的处理上具有广泛的应用价值。目前针对低品位铜矿石采用生物堆浸-萃取-电积工艺取得了较好的回收效果，但对复杂多金属硫化矿生物浸出液后续的除杂净化分离工序，传统的净化除钙镁工艺通常是采用添加氟化钠形成钙镁沉淀物而除去，存在沉淀过程镍钴夹带损失严重、渣量大、中和成本高等问题。
例如，针对某铜镍钴生物浸出液，传统工艺流程一般为萃铜除铁后，采用氟化钠等通过沉淀除钙镁锰等，采用P204深度净化后、再采用P507或Cynaex272等萃取剂萃钴，实现镍钴分离。常规硫酸镍溶液工业沉淀法除钙镁工艺，主要是在温度90-95℃条件下，加入溶液中约钙镁质量4倍的氟化钠，反应1小时后，过滤出钙镁氟化物沉淀，该工艺除杂效率较高，但反应条件苛刻，沉淀物夹带严重。
因此，针对多金属硫化矿复杂生物浸出液体系，有必要开发一种低含量镍钴生物浸出液高效净化除钙镁工艺，可有效降低中和成本、减少镍钴夹带造成的损失，为复杂生物浸出液中有价金属高效净化、富集、分离提供一条新途径。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种针对低含量镍钴生物浸出液体系，在较低pH值条件下，通过萃取剂的协同作用和萃取过程工艺参数的合理匹配实现镍钴与钙镁有效分离，从而达到除钙镁的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，包括以下步骤：
(1)分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为(40～60)％；
(2)有机相由组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100组成；组合萃取剂由(20～40)V％的协萃剂Cynaex301和(80～60)V％的萃取剂Versatic组成；组合萃取剂占有机相总体积的(10～30)％；
(3)在温度15-35℃、初始pH值在1.5～3.0，将有机相和镍钴生物浸出液震荡混合，控制萃取平衡pH值为3.0～5.0，静置后将有机相和水相分离；有机相加硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离。
如上所述的方法，优选地，所述步骤(3)中硫酸的浓度为1.0～3.0mol/L。
如上所述的方法，优选地，该方法包括以下步骤：
(1)分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为60％；
(2)有机相由组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100组成；组合萃取剂由30V％的协萃剂Cynaex301和70V％的萃取剂Versatic组成；组合萃取剂占有机相总体积的10％；
(3)在温度15-35℃、初始pH值1.5～3.0，有机相与水相的相比为1∶3，震荡强度150～300rpm，萃取振荡时间3～6min，控制萃取平衡pH值为3.0～5.0，静置分相20～40min，将有机相和水相分离；有机相加浓度为1.0～3.0mol/L的硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离。
如上所述的方法，优选地，所述镍钴生物浸出液为镍钴矿经生物浸出、除铁后的溶液，其中镍的含量为1.0～5.0g/L，钴的含量为0.10～0.50g/L，钙的含量为0.20～0.45g/L，镁的含量为1.0～15.0g/L。
本发明的有益效果在于：本发明采用添加萃取剂Versatic10和Cyanex301作为组合萃取剂，通过调控两种萃取剂的不同配比、皂化率、相比、平衡pH值等萃取工艺参数，实现镍钴与钙镁的净化分离。该工艺特别适用于浸出液pH值偏低(1.5～2.0)、有价金属离子含量低的生物浸出液体系下，有价金属镍钴的分离提取。并可有效缩短净化除杂工艺流程、降低调节pH所需的中和成本、减少镍钴夹带损失，具有一定的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明一种优选实施方式的工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求所述的内容，不仅仅限于本实施例。
实施例1
将本发明方法应用于某镍钴矿生物浸出液，除铁后的镍钴生物浸出液组成见表1。
表1 除铁后浸出液主要组成成分
工艺流程如图1所示，具体步骤如下：
步骤(1)，分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301，采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为60％，皂化时间30min；
步骤(2)，有机相组成为组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100，协萃剂Cynaex301为30％(体积分数)，萃取剂Versatic10为70％(体积分数)。组合萃取剂占有机相总体积的10％，其余为稀释剂Mextral DT100。
步骤(3)，在温度25℃、初始pH值在2.5，相比(O/A)为1∶3，将有机相和除铁后浸出液震荡混合，震荡强度200rpm，萃取振荡时间4min，控制萃取平衡pH值为4.0，静置分相30min，将有机相和水相分离。
步骤(4)，用去离子水对负载有机相洗涤两次，钙镁离子的共萃率均可降至0.5％以下；有机相加浓度为1.5mol/L的硫酸反萃镍钴，有机相与水相的相比(O/A)为1/1，此时镍钴的回收率均在99％以上。
实施例2
将本发明方法应用于某低品位硫化镍钴矿生物浸出液后续的净化除杂，除铁后的镍钴生物浸出液组成见表2。
表2 除铁后浸出液主要组成成分
工艺流程如图1所示，具体步骤如下：
步骤(1)，分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301，采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为50％，皂化时间30min；
步骤(2)，有机相组成为组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100，协萃剂Cynaex301为20％(体积分数)，萃取剂Versatic10为80％(体积分数)。组合萃取剂占有机相总体积的20％，其余为稀释剂Mextral DT100。
步骤(3)，在温度30℃、初始pH值在3.0，相比(O/A)为1∶3，将有机相和除铁后浸出液震荡混合，震荡强度200rpm，萃取振荡时间4min，控制萃取平衡pH值为5.0，静置分相40min，将有机相和水相分离。
步骤(4)，用去离子水对负载有机相洗涤两次，钙镁离子的共萃率均可降至0.5％以下；有机相加浓度为1.5mol/L的硫酸反萃镍钴，有机相与水相的相比为1/1，此时镍钴的回收率均在95％以上。

Claims (3)

1.一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为(40～60)％；
(2)有机相由组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100组成；组合萃取剂由(20～40)V％的协萃剂Cynaex301和(80～60)V％的萃取剂Versatic组成；组合萃取剂占有机相总体积的(10～30)％；
(3)在温度15-35℃、初始pH值在1.5～3.0，将有机相和镍钴生物浸出液震荡混合，控制萃取平衡pH值为3.0～5.0，静置后将有机相和水相分离；有机相加硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离；该镍钴生物浸出液为镍钴矿经生物浸出、除铁后的溶液，其中镍的含量为1.0～5.0g/L，钴的含量为0.10～0.50g/L，钙的含量为0.20～0.45g/L，镁的含量为1.0～15.0g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中硫酸的浓度为1.0～3.0mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)分别将镍钴萃取剂Versatic10和协萃剂Cynaex301采用NaOH溶液进行均相皂化，皂化率均为60％；
(2)有机相由组合萃取剂和稀释剂Mextral DT100组成；组合萃取剂由30V％的协萃剂Cynaex301和70V％的萃取剂Versatic组成；组合萃取剂占有机相总体积的10％；
(3)在温度15-35℃、初始pH值1.5～3.0，有机相与水相的相比为1：3，震荡强度150～300rpm，萃取振荡时间3～6min，控制萃取平衡pH值为3.0～5.0，静置分相20～40min，将有机相和水相分离；有机相加浓度为1.0～3.0mol/L的硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离。
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