[發明專利]一種協同萃取劑及其從酸性含鈷溶液中選擇性萃取鈷的方法

有效

• 申請號: 202011237149.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112481489B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 陳禮運;曾理;王偉民
• 申請（專利權）人: 湖南宏邦材料科技有限公司
• 主分類號: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B23/00;C22B3/22
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 陳銘浩

本發明公開了一種協同萃取劑及其從酸性含鈷溶液中選擇性萃取鈷的方法；所述的協同劑為多烷基雙?2?吡啶甲基胺與萘磺酸或萘磺酸鹽的復配物；從酸性含鈷溶液中選擇性萃取鈷的方法是用該協同萃取劑從酸性含鈷水溶液中選擇性萃取鈷，實現鈷與鐵離子、鋁離子、錳離子、鎂離子、鈣離子、鉻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純度高的含鈷溶液。該方法鈷回收率高，鈷與雜質分離效果好，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及其從酸性含鈷溶液中選擇性萃取鈷的方法；屬于化學萃取技術領域。

背景技術

鈷是重要的戰略金屬，在工業上尤其是新能源和硬質合金領域具有廣泛的用途。鈷很少有獨立礦床，大部分與其它元素主要是銅、鎳伴生，由于其品位偏低，礦石組成復雜，故其回收工藝較復雜，生產成本高，鈷回收率低。對于低品位的銅鈷礦，多采用濕法工藝處理。而銅鈷礦硫酸堆浸液經銅萃取后的萃銅余液中除了含有價金屬鈷離子外，還含有大量的賤金屬陽離子雜質，如鐵、鋁、錳、鎂、鈣等。目前工業上從這類含有雜質的酸性含鈷溶液中提取鈷的傳統方法為“氧化中和除鐵－沉鈷－酸溶－除雜”工藝。該方法先在加溫和較低pH值的條件下進行除鐵(鐵礬法、針鐵礦法和中和沉淀法)，除鐵后液調高pH值進行水解深度凈化除去鐵鋁等雜質，除雜后液采用沉淀劑沉淀鈷獲得鈷中間產品，最終將pH值控制在鎂沉淀之前將鎂與鈷分離。鈷沉淀劑有多種：(燒堿、純堿、氫氧化鎂/氧化鎂、石灰乳、硫化物等)。上述方法存在如下不足：1.流程長，工序復雜；2.需要沉淀法除鐵及深度除鐵鋁，沉淀除雜過程鈷損失大，能耗大；3.堿性沉淀劑(燒堿、純堿、氫氧化鎂/氧化鎂)沉淀鈷時選擇性較低，鈷中間產品純度較低；4.硫化物沉淀鈷雖然選擇性較好，可以獲得雜質含量低的鈷中間產品，但硫化物價格貴，毒性強，對設備要求高，工藝成本高；5.對于堿性沉淀劑沉淀獲得的鈷中間產品后續分離提純工藝較復雜；6.對于硫化物沉淀獲得的中間產品需要采用氧化浸出或送火法冶金處理。

相對于傳統的化學沉淀法，溶劑萃取法具有選擇性高、反應速度快、分離效果好和過程容易實現自動化等特點，是一種高效的富集分離方法，廣泛應用于水溶液中金屬離子的相互分離，如鎳/鈷分離，銅/鐵分離，稀土元素相互分離等。目前在硫酸鹽體系中應用廣泛的萃取富集鈷的萃取劑主要有P507和Cyanex 272等，但此類萃取劑優先萃取鐵、鋅、鈣、鎂、錳等雜質元素。在大部分的鈷萃取工藝中，萃鈷前液都需先經中和沉鐵、除鈣鎂后再進行鈷的萃取回收。由于缺乏對鈷具有良好選擇性的特效萃取劑，優先萃取鈷使其與鐵、鋁、錳、鎂、鈣等雜質直接分離的研究工作非常困難。針對含鈷酸性溶液提鈷傳統方法的缺陷，澳大利亞學者在專利WO Patent No.2005/073416 A1中提出一種直接萃取法代替傳統工藝中的“沉鈷—酸溶—除雜(萃取)”工序，該方法采用LIX63+Versatic10或LIX63+Versatic10+TBP混合萃取劑選擇性萃取鈷，萃取過程中鈷選擇性萃取進入負載有機相，雜質鈣、鎂、錳留在萃余液中而與鈷分離，負載有機相用無機酸反萃取獲得高濃度的純鈷溶液。該方法解決了鈷與鈣、鎂、錳的萃取分離問題，在一定程度上能縮短流程和降低消耗，但該萃取過程不能實現鈷與鐵、鋁的分離，依然沒有解決傳統的化學沉淀法除鐵、鋁過程中鈷損失大和能耗大的問題。

發明內容

本發明針對含鈷酸性溶液提鈷工藝中存在成本高、過程復雜，雜質分離不完全的缺陷，目的在于提供一種能從含有鐵、鋁、錳、鎂、鈣、鉻等多種雜質的酸性含鈷溶液中選擇性萃取鈷的協同萃取劑。

本發明還有一個目的在于提供一種采用上述協同萃取劑從酸性含鈷水溶液中選擇性萃取鈷的方法，該方法對鈷的萃取收率高、流程短、成本低，易于實現產業化應用。

本發明提供了一種協同萃取劑，該協同萃取劑為多烷基雙-2-吡啶甲基胺與萘磺酸或萘磺酸鹽的復配物，復配物中多烷基雙-2-吡啶甲基胺與萘磺酸或萘磺酸鹽的摩爾比為1:1～4；所述的萘磺酸或萘磺酸鹽具有式I結構；所述的多烷基雙-2-吡啶甲基胺具有式II結構；