[發明專利]一種不必預先氧化直接萃取分離二階鈷、鐵、錳的方法

無效

• 申請號: 01104136.6
• 申請日: 2001-02-22
• 公開（公告）號: CN1370844A
• 公開（公告）日: 2002-09-25
• 發明（設計）人: 周學璽
• 申請（專利權）人: 中國科學院化工冶金研究所
• 主分類號: C22B3/28
• 分類號: C22B3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于有色金屬濕法冶金領域，是一種從含二價鈷、鐵、錳的氯化物溶液中提取鈷的方法，特別涉及不經預先氧化除鐵而直接萃取分離二價鈷、鐵、錳的工藝。

分離二價鈷、鐵、錳是濕法冶金過程中經常遇到的問題。如某工廠在生產過程中產生含二價鈷、鐵、錳離子的廢水，其中氯化鈉接近飽和。傳統的分離方法是沉淀分離法和萃取分離法。

沉淀分離法是用氧化—沉淀除去鐵、錳等雜質，然后再以硫化鈉沉淀鈷或氯氣氧化—中和沉淀鈷的方法回收鈷。沉淀分離法的工藝流程冗長，勞動強度大，化工原料及能源消耗高，鈷的回收率低且造成環境二次污染。目前某工廠生產過程中產生的含二價鈷、鐵、錳離子的廢水，就是采用氧化—沉淀除鐵、錳，硫化沉淀回收鈷的方法。鈷的回收率僅為65％左右。大量鈷的流失不僅嚴重地污染了環境，而且每年造成直接損失高達100多萬元。

萃取分離二價鈷、鐵、錳也是常用的的方法之一，通常是先萃取除去鐵、錳等雜質。一般都要先把二價鐵氧化成三價鐵才能有效地被萃取除去。最常用的磷類萃取劑萃取除鐵、錳等雜質元素的工藝比較成熟，但對料液的pH要求較嚴，酸堿消耗較高。在氯化物介質中常用胺類萃取劑萃取過渡金屬。對于含氯化鈉接近飽和的體系而言，用季斂作萃取劑，除了預先氧化二價鐵之外，還要把料液稀釋才能達到優先萃鐵而不萃鈷的目的。既增加了工藝的復雜性，增加了水資源的消耗，酸堿消耗及能耗，又降低了鈷的回收率。而用季銨直接萃取分離二價鈷、鐵、錳金屬離子的應用研究尚未見報道。

對鈷而言，季銨是一種優良的萃取劑，盡管季銨對鈷的萃取率較高而對二價鐵和錳的萃取率較低。但用季銨從接近飽和的氯化鈉溶液中萃取分離二價鈷、鐵、錳時，總有少量二價鐵、錳和鈷一起被共萃取。有機相中負荷鈷的反萃比較容易，用純水即可將其反萃下來。但同時也有少許和鈷一起被共萃取的鐵、錳被一起反萃下來。有機相中的錳可以用洗滌的方法除去，而鐵卻很難。因此用季銨直接萃取分離二價鈷、鐵、錳是困難的。盡管三價鐵更易于被季銨萃取，但卻和二價鐵一樣，一旦被季銨萃取就既難洗滌又易于和鈷一起被反萃。所以很難把它和鈷分離開來。從二價鈷、鐵、錳離子的萃取等溫線看，三者的萃取分離也是相當困難的，特別是在氯離子濃度接近飽和時尤其如此。

本發明的目的是提供一種不經預先氧化，從氯化物介質中用三烷基甲基氯化銨(分子式為：R₃R’NCl，其中R’：為甲基，R：碳鏈長度為8～10的烷基。以下簡稱三烷基甲基氯化銨)直接萃取分離二價鈷、鐵、錳，從而提高鈷的回收率而不造成新的污染的方法。以取代目前該廠正在應用的氧化—沉淀除鐵、錳，硫化沉淀回收鈷的工藝。本發明既簡化了工藝流程、降低了勞動強度，又節省酸堿消耗及能耗、提高整體經濟效益而不污染環境，具有明顯的經濟效益和社會效益。

本發明的目的是這樣實現的：采用了一種有機酸添加劑，有機相中添加了該添加劑后既不影響鈷的萃取與反萃，也不影響洗滌除錳的效果。同時還能改變二價鐵的萃合物的穩定性，從而改變了負荷有機相中鈷、鐵萃合物的反萃順序。用純水反萃鈷時，鐵基本上不被水所反萃。這是因為有機酸添加劑的加入使鐵的萃合物變得比鈷的萃合物更穩定。所以用純水反萃時，有機相中的鐵基本上不被反萃。反萃所得的氯化鈷溶液含鐵極微，符合生產優級工業氯化鈷的標準。有機相中的鐵又能被較稀的無機酸反萃完全，從而使有機相得到再生，略加澄清即可返回到萃取系統中循環使用。加入有機酸添加劑使萃取分離二價鈷、鐵、錳的工藝變得更加簡單。可不必預先氧化二價鐵，采用萃取—洗滌—分步反萃鈷和鐵的步驟即可使萃取分離二價鈷、鐵、錳的工藝過程得已實現。具體做法是：

1)以三烷基甲基氯化銨為萃取劑，以一種有機酸為添加劑，將二者配制成煤油溶液，通常稱為有機相(O)。萃取劑在煤油中的濃度為0.1～0.7mol/L，添加劑在煤油中的濃度(V/V)為0.5～10％。有機酸如二-(2-乙基己基)磷酸。其方法是將二-(2-乙基己基)磷酸溶解于含萃取劑的煤油中，其濃度可根據料液的金屬離子濃度確定。只要添加劑的濃度適當，即可實現不必預先氧化直接萃取分離二價鈷、鐵、錳的目的。

2)料液通常又稱水相(A)，是含二價鈷、鐵、錳離子的氯化物溶液。Co²⁺，Fe²⁺，Mn²⁺濃度范圍分別為：0.5～5.0；0.3～3.0；1.0～10g/L，溶液的酸度：pH＝0.01～4.0。