[發明專利]一種用于酸性溶液中鎳選擇性萃取的協同萃取劑及方法

有效

• 申請號: 201710961402.1
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107815542B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 曾理;孫振;張貴清;肖連生;李青剛;曹佐英;關文娟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B23/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發明公開了一種用于酸性溶液中鎳選擇性萃取的協同萃取劑及方法，協同萃取劑由磷酸酯(鹽)與吡啶羧酸酯組成，利用含協同萃取劑的有機相從酸性溶液中選擇性萃取鎳，能夠實現鎳離子與錳離子、鎂離子、鈣離子等雜質離子的有效分離，負載有機相采用無機酸進行反萃取獲得高純度的含鎳溶液。該方法對鎳回收率高，鎳與雜質分離效果好，流程短，易于實現工業化。

技術領域

本發明涉及一種協同萃取劑，特別涉及一種由吡啶羧酸酯與磷酸酯或磷酸酯鹽組成的協同萃取劑，以及利用協同萃取劑從酸性含鎳溶液中選擇性萃取鎳的方法，屬于化學萃取技術領域。

背景技術

鎳是重要的戰略稀有金屬，在工業上具有廣泛的用途。酸性體系的濕法冶金是從低品位含鎳資源(如鎳紅土礦、含鎳廢催化劑、鎳鉬礦、電鍍污泥等)中提取鎳的主要方法之一。在含鎳物料的酸性體系濕法冶金過程中會產生含有雜質的酸性含鎳溶液，如鎳紅土礦硫酸浸出液，電鍍污泥硫酸浸出液，廢含鎳催化劑硫酸浸出液等。這些酸性含鎳溶液中除了含有價金屬鎳離子外，還含有大量的賤金屬陽離子雜質，如鐵、鋁、錳、鎂、鈣、鉻等。通過研究者多年的努力，從鎳酸性浸出溶液中萃取鎳方面已經取得了一些成果，例如，中國專利(專利號：ZL201310332212.5)公開了一種協同萃取劑及從酸性含鎳水溶液中選擇性萃取鎳的方法，解決了鎳與賤金屬雜質如鐵、鋁、錳、鎂、鈣、鉻等的分離問題，能夠從含2g/L鎳、30g/L鋁和1g/L三價鐵的廢催化劑硫酸浸出液中(pH<2)選擇性地萃取鎳，鎳的單級萃取率達到96％以上，鎳鐵、鎳鋁分離系數分別達2524和4346，負載有機相用稀硫酸反萃，經3級逆流反萃，鎳的反萃率在99％以上。但該專利技術中采用的協同萃取劑組成成分之一“萘磺酸”的合成工藝較為復雜，成本高，導致鎳的萃取回收成本較高。

發明內容

針對從含鎳酸性溶液中提鎳的傳統工藝存在成本高、過程復雜，雜質分離不完全等缺陷以及現有的發明專利(ZL201310332212.5)技術存在成本較高等不足，本發明的目的是在于提供一種成本低，能從含有錳離子、鎂離子、鈣離子等多種雜質離子的酸性含鎳溶液中選擇性萃取鎳的協同萃取劑。

本發明的另一個目的是在于提供一種采用上述協同萃取劑從酸性含鎳溶液中選擇性萃取鎳的方法，該方法能實現鎳離子與錳離子、鎂離子、鈣離子等的有效分離，對鎳萃取收率高、流程短、成本低，易于實現產業化應用。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種用于酸性溶液中鎳選擇性萃取的協同萃取劑，由吡啶羧酸酯與磷酸酯和/或磷酸酯鹽組成；所述吡啶羧酸酯具有式I結構；所述磷酸酯或磷酸酯鹽具有式II結構；

其中，

R為選自C_6～12的烷基；

M為氫離子、鈣離子、鎂離子、銨根離子或堿金屬離子；

n為M的價態數。

本發明的協同萃取劑由吡啶羧酸酯與磷酸酯(鹽)組成，大量實驗表明，兩者組合使用對酸性溶液中的鎳萃取具有明顯的協同增效作用，單獨使用磷酸酯(鹽)或吡啶羧酸酯作為萃取劑用于萃取酸性溶液中的鎳時，不但鎳離子的萃取率低，而且選擇性差，與錳離子、鈣離子和鎂離子等雜質離子的分離效果差；當采用磷酸酯(鹽)和吡啶羧酸酯作為萃取劑協同萃取酸性溶液中的鎳時，對鎳離子的萃取率高，且鎂離子、鈣離子和錳離子的萃取率較低，因此，吡啶羧酸酯與磷酸酯(鹽)對鎳離子具有明顯的正協同萃取作用，而對錳離子、鈣離子和鎂離子等具有明顯的抑制萃取作用，從而可以實現鎳離子與錳離子、鎂離子、鈣離子等的萃取分離。

優選的方案，吡啶羧酸酯摩爾數與磷酸酯和磷酸酯鹽的總摩爾數之比為1～6:1。在優選的比例范圍內，能充分發揮兩者的協同作用，達到最佳萃取效果。