[發明專利]一種降低共萃取的鈷鎳萃取分離方法

有效

• 申請號: 201711264636.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108004419B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 趙云斌;張可
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B3/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明屬于鈷鎳分離回收領域，更具體地，涉及一種降低共萃取的鈷鎳萃取分離方法。該分離方法充分結合鈷鎳萃取分離的特點和需求，提出利用緩沖作用機制維持鈷鎳萃取過程中水相pH在鈷的最佳pH范圍內而非鎳的最佳pH范圍，并同時對萃取過程中關鍵工藝參數進行控制和調整，維持緩沖溶液的緩沖能力，降低鎳的共萃取，由此解決現有技術萃取分離鈷鎳時由于萃取過程料液pH升高而導致鎳共萃嚴重，最終導致鈷鎳分離效率降低的技術問題。

技術領域

本發明屬于鈷鎳分離回收領域，更具體地，涉及一種降低鈷鎳共萃取的鈷鎳萃取分離方法。

背景技術

鈷、鎳是兩種非常重要的有色金屬，它們是制造抗氧化合金、高強度合金、精密儀器合金等一些合金材料的重要原料，是鋰電池材料中兩種重要的組成金屬。由于鈷鎳的化學性質非常相似，在礦床中常共生、伴生，因此在各種含鈷廢渣中常含有鎳，如鎳冶煉轉爐渣、銅冶煉含鈷轉爐渣、鎳精煉含鈷渣等，在各種特殊合金材料、電池材料、催化劑中，也都同時含有鈷和鎳。因此在鈷的回收中，鈷鎳分離是最為重要的。

鈷鎳分離主要有化學沉淀法和溶劑萃取法，其中，化學沉淀法是根據鈷鎳化合物的溶度積差異實現化學沉淀分離，具體采用何種沉淀方法主要取決于溶液中鈷鎳比，對鎳低鈷高的溶液可用硫化沉淀除去鎳，對鎳高鈷低的溶液可用氧化水解沉淀除去鈷，沉淀法不太適合鈷鎳濃度相當的溶液。

溶劑萃取法由于具有高選擇性、高回收率、流程簡單等優點，已成為鈷鎳分離的主要方法。工業上使用溶劑萃取分離鈷鎳常用的萃取劑有P204、Cyanex272和P507，其中P204使用條件比較苛刻，而且分離系數低，一般用于分離鈷含量高鎳含量低的溶液，Cyanex272價格昂貴，使用成本高，一般用于分離鎳含量高鈷含量低的溶液。P507具有對鈷鎳離子分離系數高、毒性低、化學穩定性好、成本低等優點，是鈷鎳分離最常用的萃取劑。但是用P507萃取分離鈷的過程中，料液的pH會發生變化，從而產生嚴重的鎳共萃現象，導致鈷鎳的分離效率降低。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種降低共萃取的鈷鎳萃取分離方法，其充分結合鈷鎳萃取分離的特點和需求，針對性地提出利用緩沖作用機制維持鈷鎳萃取過程中水相pH在萃取鈷的最佳pH范圍內而非鎳的最佳pH范圍，并同時對萃取過程中關鍵工藝參數進行控制和調整，維持緩沖溶液的緩沖能力，從而降低鎳的共萃取，由此解決現有技術采用萃取分離鈷鎳時由于萃取過程料液pH變化而導致鎳共萃嚴重，最終導致鈷鎳分離效率降低的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種降低共萃取的鈷鎳萃取分離方法，利用緩沖溶液對體系pH的緩沖作用機制維持含有鈷離子和鎳離子的萃取體系中水相的pH范圍為4.8～5.8，以降低鎳的共萃取。

優選地，所述的分離方法，具體包括如下步驟：

(1)向含有鈷離子和鎳離子的溶液中加入弱酸，得到混合溶液，所述混合溶液中含有包括所述弱酸的緩沖對，該弱酸的pKa在4到5之間，調節混合溶液的pH，使所述混合溶液的pH范圍為4.8～5.8；所述弱酸不與所述含有鈷離子和鎳離子的溶液中的任何物質發生化學反應；

(2)采用萃取劑萃取步驟(1)所述緩沖溶液中的鈷和鎳，萃取結束后得到負載有機相和萃余液，所述萃余液的pH與步驟(1)所述混合溶液的pH之差不超過1。

優選地，所述弱酸為醋酸或乳酸。

優選地，所述弱酸為醋酸。

優選地，步驟(1)所述混合溶液中醋酸與鈷離子的摩爾比為33～40:1。

優選地，維持鈷和鎳的萃取體系中水相的pH范圍為5.0～5.5。

優選地，所述萃取劑為P507。

優選地，所述混合溶液中鈷離子的濃度在3.5g/L以下，所述P507的濃度在0.4mol/L以下。