CN114014422B - 一种金属离子分离富集体系及分离富集钴（ii）的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分离富集钴(II)的方法，包括：将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应，得到分离富集钴(II)后的水溶液；所述金属离子分离富集体系包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。与现有技术相比，本发明采用含吡啶结构的有机化合物‑阴离子络合剂‑水体系液固分离体系，原料简单、便于操作、价格低廉，可实现Co²⁺与Cd²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等常见金属离子的定量分离，并且在最优实验条件下，Co²⁺分离效率可达100％。

Description

一种金属离子分离富集体系及分离富集钴(II)的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种金属离子分离富集体系及分离富集钴(II)的方法。

背景技术

钴是人体必需的微量金属元素之一，钴以维生素B₁₂和辅酶形式在人体内发挥重要生理作用，但是过量摄入钴可对人体健康造成危害，如引起呼吸道刺激反应、皮肤过敏、心肌病等毒性反应。我国地表水环境质量标准，其最高允许浓度为1.0mg/L，因此，对重金属离子钴的分离富集研究就显得很有必要。一方面，分离与富集将有毒的重金属离子Co²⁺除去，减小了环境污染，另一方面，作为一种前处理技术，消除了干扰组分的影响，提高了分析方法的灵敏度。

非有机溶剂液-固萃取体系与传统的有机溶剂萃取体系相比，由于其具有分相速度快，更为简便经济，且不使用有毒的有机溶剂，环境友好等优点，越来越受到重视。

如采用纳米材料进行吸附。施踏青等在pH 9～10范围内，利用纳米TiO₂定量富集Cd²⁺、Co²⁺和Zn²⁺，吸附于纳米TiO₂上的金属离子用0.1mol/L的硝酸溶液解脱，在优化的实验条件下，纳米TiO₂对Co²⁺的吸附容量达到为6.9mg/g。任红英等使用y-氯丙基三乙氧基硅烷改性纳米硅羟基磷灰石吸附锰、钴、镍，考察了在不同pH、吸附温度和时间、洗脱条件及共存离子对分离富集的影响，在最佳吸附条件下，该方法对钴的检出限达到0.18μg/L。赵莉等以Co²⁺为模板离子，丙烯酰胺(AM)为功能单体，采用沉淀聚合法制备了16种Co²⁺印迹聚合物(Co(Ⅱ)-ⅡPs)及相应的非印迹聚合物(NIPs)，最佳实验条件下制备的印迹聚合物Co(Ⅱ)-ⅡP6具有较大的吸附容量和较高的印迹因子，对Co²⁺有较好的选择识别能力，有望用于实际样品中Co²⁺的分离富集。纳米材料吸附微痕量Co²⁺虽可以取得较高的吸附效率，但纳米材料的制备较为麻烦，成本也相对较高，一定程度上限制了该方法的应用。

如采用沉淀法回收。蒋玲等将废旧三元电池正极活性材料用硫酸浸取其中的钴、镍、锰、锂离子，在浸取液中，用草酸铵沉淀法回收其中的钴，考察溶液pH值、温度、搅拌时间、沉淀剂用量等参数对回收率的影响，在最优实验条件下，钴的回收率达到99.17％。

还可采用三元缔合聚合物进行分离。吴宏伟在少量NaNO₃存在下，Co²⁺与硫氢酸铵、溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)形成的三元离子缔合物浮于盐水相上层并与水分成界面清晰的两相，从而使Co²⁺得到定量浮选，李全民等在NaCl存在下，Co²⁺与硫氰酸铵、结晶紫形成不溶于水的三元缔合物，缔合物沉淀浮于水相上层和水完全分离，从而实现Co²⁺与Ni²⁺的定量分离。李晶等在pH3.0条件下，利用微晶蒽定量吸附1-亚硝基-2-萘酚与Co²⁺形成红棕色螯合物，使得Co²⁺与Pb²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Al³⁺等常见离子分离，富集倍数达100倍。上面已报道的三元缔合物分离富集Co²⁺，也能取得较好的效果，但均需加入相当量的盐。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种简单、便于操作、价格低廉的金属离子分离富集体系及分离富集钴(II)的方法。

本发明提供了一种分离富集钴(II)的方法，包括：

将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应，得到分离富集钴(II)后的水溶液；

所述金属离子分离富集体系包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。

优选的，所述阴离子络合剂选自有机阴离子、无机阴离子与络阴离子中的一种或多种；

所述有机阴离子为四溴荧光素和/或水杨酸形成的阴离子；

所述无机阴离子为SCN^-、CrO₄ ^2-与ReO₄-中的一种或多种；

所述络阴离子为CdI₄ ^2-、Sn(C₂O₄)₂ ^2-与AuCl₄-中的一种或多种。

优选的，所述阴离子络合剂为SCN^-。

优选的，所述含吡啶结构的有机化合物选自邻菲罗啉、联吡啶与联喹啉中的一种或多种。

优选的，所述含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂的比例为(0.5～2)g：(0.05～0.15)mol。

优选的，所述含金属钴离子的水溶液与含吡啶结构的有机化合物的比例为1L：(0.5～2)g。

优选的，所述含金属钴离子的水溶液的pH值为1～6。

优选的，所述金属离子分离富集体系还包括螯合剂；所述螯合剂的质量为含金属钴离子的水溶液的质量的0.5％～5％。

优选的，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸和/或硫脲。

本发明还提供了一种金属离子分离富集体系，包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。

本发明提供了一种分离富集钴(II)的方法，包括：将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应，得到分离富集钴(II)后的水溶液；所述金属离子分离富集体系包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。与现有技术相比，本发明采用含吡啶结构的有机化合物-阴离子络合剂-水体系液固分离体系，原料简单、便于操作、价格底料，可实现Co²⁺与Cd²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等常见金属离子的定量分离，并且在最优实验条件下，Co²⁺分离效率可达100％。

附图说明

图1为本发明实施例中Phen、硫氰酸钾溶液与反应生成的离子缔合物的吸收光谱图；

图2为本发明实施例中Phen用量对Co²⁺分离效率的影响曲线图；

图3为本发明实施例中硫氰酸钾溶液用量对分离效率的影响曲线图；

图4为本发明实施例中pH值对不同金属离子富集率的影响曲线图；

图5为本发明实施例中加入EDTA后pH值对不同金属离子富集率的影响曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种金属离子分离富集体系，包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。

所述含吡啶结构的有机化合物优选为邻菲罗啉、联吡啶与联喹啉中的一种或多种，更优选为邻菲罗啉、2，2'-联吡啶与2，2'-联喹啉中的一种或多种。

所述阴离子络合剂可为有机阴离子、无机阴离子与络阴离子中的一种或多种；所述有机阴离子优选为四溴荧光素和/或水杨酸形成的阴离子；所述无机阴离子优选为SCN^-、CrO₄ ^2-与ReO₄-中的一种或多种；所述络阴离子优选为CdI₄ ^2-、Sn(C₂O₄)₂ ^2-与AuCl₄-中的一种或多种；在本发明中所述络阴离子以其化合物的形式添加即可，并无特殊的限制；考虑到原料的获取难易程度(AuCl₄-含有贵金属Au，ReO₄-难以获得)以及由分离富集过程带来的环境污染问题(四溴荧光素、水杨酸属于有机物，过量的有机物排放会引起水质COD值变高；CdI₄ ^2-、CrO₄ ^2-、Sn(C₂O₄)₂ ^2-含有重金属)，本发明进一步选择价格低廉、容易获得的SCN^-作为阴离子络合剂。在本发明中，所述阴离子络合剂优选以其酸的形式和/或以其盐的形式添加，如当SCN^-作为阴离子络合剂，优选以硫氰化钾的形式加入。

所述含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂的比例优选为(0.5～2)g：(0.04～0.15)mol，更优选为(0.6～1.5)g：(0.05～0.1)mol，再优选为(0.9～1.5)g：(0.06～0.1)mol；在本发明提供的实施例中，所述含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂的比例具体为0.6g：0.1mol、0.9g：0.1mol、1.2g：0.1mol、1.5g：0.1mol、1.5g：0.04mol、1.5g：0.06mol、1.5g：0.08mol或1.5g：0.1mol。

按照本发明，所述金属离子分离富集体系优选还包括螯合剂；所述螯合剂与含吡啶结构的有机化合物的质量比优选为(0.01～0.05)：(0.5～2)，更优选为(0.01～0.04)：(0.6～1.5)，再优选为(0.01～0.03)：(0.9～1.5)；所述螯合剂优选为乙二胺四乙酸和/或硫脲，更优选为乙二胺四乙酸和硫脲；所述乙二胺四乙酸与含吡啶结构的有机化合物的质量比优选为0.01：(0.5～2)，更优选为0.01：(0.6～1.5)，再优选为0.01：(0.9～1.5)；所述硫脲与含吡啶结构的有机化合物的质量比优选为0.02：(0.5～2)，更优选为0.02：(0.6～1.5)，再优选为0.02：(0.9～1.5)。在金属离子分离富集体系中添加螯合剂，可以避免其他金属离子的干扰，可实现Co²⁺与Cd²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺等常见金属离子的定量分离。

本发明还提供了一种分离富集钴(II)的方法，包括：将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应，得到分离富集钴(II)后的水溶液；所述金属离子分离富集体系包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂。

其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可；所述含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂的比例及种类均同上所述，在此不再赘述。

将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应；所述含金属钴离子的水溶液的pH值优选为1～6，更优选为2～6.；所述含金属钴离子的水溶液与含吡啶结构的有机化合物的比例优选为1L：(0.5～2)g，更优选为1L：(0.6～1.5)g，再优选为1L：(0.9～1.5)g；所述含金属钴离子的水溶液中钴离子的浓度优选为10～500μg/mL，更优选为50～300μg/mL，再优选为50～200μg/mL，最优选为100μg/mL；所述金属离子富集分离体系优选以水溶液的形式加入；含吡啶结构的有机化合物水溶液的浓度优选为1～2g/L，更优选为1.5g/L；阴离子络合剂水溶液的浓度优选为0.05～0.2mol/L，更优选为0.1～0.15mol/L，再优选为0.1mol/L。

混合反应后水溶液中的钴离子、含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂反应生成一种离子缔合物，以含吡啶结构的有机化合物为邻菲罗啉、阴离子络合剂为硫氰化钾为例，该体系的分离机理为：

(1)Co²⁺与phen反应生成带相同正电荷的螯合物，这是由于phen属于中性螯合剂，在与金属离子螯合时不释放出H⁺；

(2)带电荷的螯合物与无机阴离子SCN^-反应生成难溶于水的离子缔合物，该缔合物体积较大，难溶于水，沉淀到溶液底部，从而实现Co²⁺的定量分离。

但如果含金属钴离子的水溶液中包含其他金属离子，会干扰钴离子的分离富集，因此在本发明中优选还加入螯合剂；所述螯合剂优选为乙二胺四乙酸和/或硫脲；在体系中加入乙二胺四乙酸可屏蔽Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺等离子；在体系中加入硫脲可掩蔽Cu²⁺；所述螯合剂的质量优选为含金属钴离子的水溶液质量的0.5％～5％，更优选为1％～4％，再优选为1％～3％；所述乙二胺四乙酸的质量优选为含金属钴离子的水溶液质量的0.5％～2％，更优选为0.5％～1.5％，再优选为1％；所述硫脲的质量优选为含金属钴离子的水溶液质量的1％～4.5％，更优选为1％～4％，再优选为2％～3％。

当含金属钴离子的水溶液中还包含Cd²⁺时，由于钴离子与金属富集分离体系形成的离子缔合物对Cd²⁺与螯合剂形成的络合物吸附能力较强，为抑制沉淀的表面吸附，实现钴离子的定量分离，优选将混合反应后形成的沉淀水浴加热；所述水浴加热的温度优选为60℃～90℃，更优选为70℃～90℃，再优选为80℃；所述水浴加热的时间优选为1～5min，更优选为2～3min。

本发明采用含吡啶结构的有机化合物-阴离子络合剂-水体系液固分离体系，原料简单、便于操作、价格底料，可实现Co²⁺与Cd²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等常见金属离子的定量分离，并且在最优实验条件下，Co²⁺分离效率可达100％。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种金属离子分离富集体系及分离富集钴(II)的方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例

1主要仪器和试剂

1.1仪器

TAS-990型原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，T6紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，XYD2-60-H纯水仪(北京湘顺源科技有限公司)，25mL比色管。原子吸收光谱仪工作条件见表1。

表1原子吸收光谱仪工作条件

1.2试剂

Co²⁺标准储备溶液(中国计量科学研究院)：1000μg/mL；Co²⁺标准溶液：100μg/mL，由Co²⁺标准储备溶液逐级稀释而成；Phen溶液：1.5g/L；硫氰酸钾溶液：0.1mol/L；其他金属离子标准溶液和不同pH值缓冲溶液(pH 1.0～10.0)(常文保，李克安.简明分析化学手册[M].北京：北京大学出版社，1981：240,262.)；硫酸铵、硝酸钾、邻苯二甲酸氢钾、硼酸、氢氧化钠等实验所用试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

1.3实验方法

在25mL磨口比色管中，分别加入100μg/mL Co²⁺标准溶液1.00mL，1.5g/LPhen溶液溶液1.00mL，0.1mol/L硫氰酸钾溶液1.00mL，用水稀释至10.0mL；充分震荡，静置后过滤，利用原子吸收分光光度计测定滤液中剩余的Co²⁺浓度，通过标准曲线法仪器自动读出滤液中Co²⁺的浓度，然后根据体积计算滤液中Co²⁺的含量。采用如下公式计算Co²⁺的分离效率E(％)。

公式中m为滤液中Co²⁺的含量，m₀为比色管中加入的Co²⁺总含量。

2结果与讨论

2.1阴离子络合剂的选择

在25mL磨口比色管中，分别加入100μg/mL Co²⁺标准溶液1.00mL，1.5g/LPhen溶液溶液1.00mL，其余同1.3，分别加入KCl、KBr、KI、KSCN，考察Cl^-、Br^-、I^-、SCN^-四种阴离子络合剂对离子缔合反应的影响，实验发现，加入KCl、KBr、KI后，体系中没有沉淀生成，这说明Co²⁺和Phen络合生成的大阳离子无法与Cl^-、Br^-、I^-生成离子缔合物，也就无法实现Co²⁺的液固分离，而KSCN的加入能使体系生成沉淀，这是SCN^-的体积相对较大，更易与大阳离子反应生成离子缔合物，本实验选择KSCN作为阴离子络合剂。

2.2吸收光谱

在25mL磨口比色管中，固定Co²⁺的量为100μg，按照1.3实验方法，液固分离后过滤，滤纸上的淡红色沉淀用乙醇溶解，适当稀释后，利用紫外可见分光光度计在紫外区进行波长扫描，同时对Phen和硫氰酸钾溶液也进行波长扫描，结果如图1所示，其中1为离子缔合物(试剂空白)，2为Phen(水为空白)，3为硫氰酸钾(水为空白)。由图可以看出，生成的离子缔合物与Phen和KSCN的紫外吸收光谱有明显区别，Phen的紫外吸收光谱中有两个特征峰，λ₁＝265nm，λ₂＝227nm，227nm的吸收归属于杂环π→π^*电子跃迁，265nm的吸收则归属于C＝N的n→π^*电子跃迁。而离子缔合物在λ₂＝227nm处的吸收明显变弱，同时，特征吸收峰λ₃＝206nm，发生了蓝移，这说明通过静电吸引力引起的离子缔合反应使得各反应物的电荷分布发生了变化，从而引起紫外吸收光谱发生了变化。

2.3Phen溶液用量对分离效率的影响

在25mL磨口比色管中，固定Co²⁺的量为100μg，其余同1.3，考察Phen用量对分离效率的影响，结果如图2所示。由图可以看出，体系中没有Phen时，分离效率为0，随着Phen溶液用量的增加，分离效率逐渐升高，这是由于加入Phen后，Co²⁺、Phen、KSCN生成了三元离子缔合物，该缔合物体积较大，难溶于水，进而从溶液中析出。当Phen溶液加入量为0.6mL时，分离效率达到100％，这说明Co²⁺已完全反应生成了三元离子缔合物，继续增加Phen溶液的用量，分离效率不再发生变化，为确保Co²⁺完全被分离，本实验选择Phen溶液用量为1.0mL。

2.4KSCN溶液用量对分离效率的影响

在25mL磨口比色管中，固定Co²⁺的量为100μg，其余同1.3，考察硫氰酸钾溶液用量对分离效率的影响，结果如图3所示。由图可以看出，体系中没有KSCN时，分离效率为0，这说明体系中没有三元离子缔合物生成，实验过程中也没有观察到沉淀生成。随着KSCN溶液用量的增加，分离效率逐渐升高，这说明KSCN溶液的加入，使得Co²⁺、Phen、KSCN反应生成了三元离子缔合物，引起了分离效率的升高，当KSCN溶液加入量为0.6mL时，分离效率达到100％，这说明Co²⁺已完全反应生成了三元离子缔合物，继续增加KSCN溶液的用量，分离效率不再发生变化，为确保Co²⁺完全被分离，本实验选择KSCN溶液用量为1.0mL。

2.5分离机理

由上述分析可知，只有当体系中phen和KSCN同时存在时，Co²⁺才能完全沉淀，这说明，Co²⁺、phen和KSCN三者反应生成了一种离子缔合物，由此，可以推断该体系的分离机理为：

(1)Co²⁺与phen反应生成带相同正电荷的螯合物，这是由于phen属于中性螯合剂，在与金属离子螯合时不释放出H⁺；

(2)带电荷的螯合物与无机阴离子SCN^-反应生成难溶于水的离子缔合物，该缔合物体积较大，难溶于水，沉淀到溶液底部，从而实现Co²⁺的定量分离。

2.6酸度对分离效率的影响

在25mL磨口比色管中，分别加入一定量的金属离子标准溶液，使用不同pH值的克拉克-鲁布斯缓冲溶液调节pH值，克拉克-鲁布斯缓冲溶液：(V_KCl：V_HCl：V_H2O＝25：48.5：126.5)：pH＝1；(V_KCl：V_HCl：V_H2O＝88.1：11.9：100)：pH＝2；(V_KHC8H4O4：V_HCl：V_H2O＝50：20.4：129.6)：pH＝3；(V_KHC8H4O4：V_NaOH：V_H2O＝50：0.4：149.6)：pH＝4；(V_KHC8H4O4：V_NaOH：V_H2O＝50：23.65：126.35)：pH＝5；(V_KH2PO4：V_NaOH：V_H2O＝50：29.54：120.46)：pH＝7。

其余同1.3，考察酸度对不同金属离子分离效率的影响，结果如图4所示。由图可以看出，pH对不同金属离子分离效率的影响差别较大，Pb²⁺、Al³⁺、Ag⁺在pH＝1～6范围内，分离效率都为0，这是由于Pb²⁺、Al³⁺不与Phen络合，也就难以与KSCN生成离子缔合物，而Ag⁺随能与Phen络合生成Ag(Phen)₂ ⁺络离子，但该络离子与SCN^-生成的离子缔合物溶于水。Cu²⁺在pH＝1～6范围内，分离效率为100％或接近100％，这说明Cu²⁺、Phen、SCN^-发生的离子缔合反应不受溶液酸度的影响，这可能是由于Cu²⁺、Phen、SCN^-反应生成的离子缔合物溶度积较小，在浓度相同的情况下，Cu²⁺就更易生成沉淀。Co²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺在pH＝1时分离效率都较小，Co²⁺的分离效率为25.96％，其余都为0，这说明在强酸性环境中，Co²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe^{3 +}难以与Phen发生络合反应，随着pH值的增加，Co²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺分离效率迅速升高，这说明在pH＝2～6范围内，金属离子能够与Phen发生络合反应生成对应的大阳离子，进而与KSCN反应生成离子缔合物，该缔合物体积较大，难溶于水，因此能够以沉淀形式从溶液中析出。

由上述分析可以看出，在pH＝2～6范围内，Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺干扰Co²⁺的分离富集，为此在体系中分别加入1％的EDTA，进一步考察酸度对这几种金属离子分离效率的影响，结果如图5所示。由图可以看出，加入EDTA后，在pH＝2～6范围内，Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺的分离效率都为0，而Co²⁺和Cu²⁺分离效率都为100％，这说明加入EDTA后，Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Fe^{3 +}分别与EDTA生成了相应的螯合物，由于这几种螯合物的稳定常数大于金属离子与Phen的稳定常数，如lgK_CdY＝16.49>lgK_Cd(phen)n＝14.31，lgK_FeY＝25.1>lgK_Fe(phen)n＝14.1，因此，这四种金属离子就不再与Phen发生配位反应，也就生不成离子缔合物。而Co²⁺和Cu²⁺与Phen的稳定常数大于金属离子与EDTA螯合物的稳定常数，如lgK_Cu(phen)n＝20.94>lgK_CuY＝18.80，lgK_Co(phen)n＝19.90>lgK_CoY＝16.31，因此，EDTA不能掩蔽Co²⁺和Cu²⁺，在EDTA的存在下，Co²⁺和Cu²⁺仍能与Phen、SCN^-生成相应的离子缔合物。

同时，还可以看出，Cu²⁺仍干扰Co²⁺的分离，实验表明，体系中加入2％的硫脲1mL后，可掩蔽Cu²⁺。

2.7分离实验

按照1.3实验方法，对合成试样中Co²⁺与Cd²⁺、Pb²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺分别进行了分离试验，过滤，充分洗涤滤纸，并用超纯水定容至25mL，滤液中的重金属离子分别通过原子吸收分光光度法测定，原子吸收光谱仪的操作条件见表1，在分离Co²⁺与Cd²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ni²⁺时，混合溶液中加入1mL1％的EDTA溶液，以掩蔽干扰离子的影响。在Co²⁺-Cd²⁺的分离试验中，Co²⁺、phen、SCN^-形成的离子缔合物对Cd-EDTA的吸附能力较强，为抑制沉淀的表面吸附，本实验选择沉淀分离后在80℃水浴中加热2min，可实现Co²⁺与Cd²⁺的分离。

分离实验结果如表4，由表4可以看出，混合金属离子经本体系分离后，水相中Co²⁺的浓度较低，而共存的金属离子绝大部分仍在溶液中，这说明该体系对Co²⁺的分离富集具有较高的选择性。

表4二元离子体系的分离结果

注：Me表示除Fe³⁺以外的其他金属离子。

Claims (1)

1.一种分离富集钴（II）的方法，其特征在于，包括：

将含金属钴离子的水溶液与金属离子分离富集体系混合反应，将混合反应后形成的沉淀水浴加热，得到分离富集钴（II）后的水溶液；所述含金属钴离子的水溶液为Co²⁺与Cd²⁺二元离子体系的水溶液；

所述金属离子分离富集体系包括含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂；

所述阴离子络合剂为SCN^-；

所述含吡啶结构的有机化合物为邻菲罗啉；

混合反应后水溶液中的钴离子、含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂反应生成一种离子缔合物，该体系的分离机理为：

（1）Co²⁺与phen反应生成带相同正电荷的螯合物，这是由于phen属于中性螯合剂，在与金属离子螯合时不释放出H⁺；

；

（2）带电荷的螯合物与无机阴离子SCN^-反应生成难溶于水的离子缔合物，该缔合物体积较大，难溶于水，沉淀到溶液底部，从而实现Co²⁺的定量分离；

；

所述含吡啶结构的有机化合物与阴离子络合剂的比例为（0.5~2）g：（0.05~0.15）mol；

所述含金属钴离子的水溶液与含吡啶结构的有机化合物的比例为1 L：（0.5~2）g；

所述含金属钴离子的水溶液的pH值为2~6；

所述金属离子分离富集体系还包括螯合剂；所述螯合剂的质量为含金属钴离子的水溶液的质量的0.5%~5%；

所述螯合剂为乙二胺四乙酸。