1.本發(fā)明涉及多濕法冶金技術領域，尤其涉及一種使用高鎂低鈷溶液除鎂生產鈷溶液的方法。

背景技術：

2.國內多家電池生產企業(yè)均有擴能、新建項目的計劃，這也直接導致了鎳鈷原料十分緊缺、搶手的局面，鎳原料的計價系數(shù)不斷提升且伴隨原料中鈷元素開始計價，鎳鈷原料價格上漲已經嚴重影響到了我公司的生產經營。

3.目前，我公司采用p204-c272聯(lián)合萃取除雜工藝，實現(xiàn)鎳與鈷、鎂等其它雜質分離生產硫酸鎳產品，縮短工藝流程、降低生產成本。但是，由于c272萃取存在鈷、鎂分離困難，鈷溶液中鎂高鈷低，鈷溶液無法開路。為解決鈷溶液開路問題，我公司采用p507兩段萃取除雜、氟化鈉除鎂、硫化鈉除銅的工藝生產鈷產品，但仍然存在工藝路線長，生產成本較高，經濟性差的問題。因此，亟需開發(fā)一種新的工藝路線，縮短生產流程，降低生產成本，提高鈷的附加值，實現(xiàn)鈷溶液正常開路，確保生產系統(tǒng)正常運行迫在眉睫。

4.考慮到在電池硫酸鎳除雜過程中，會產生鈷10-30g/l、鎂20-50g/l、ph值≥2.5的高鎂低鈷溶液，因此，本發(fā)明提出一種從該高鎂低鈷溶液中萃取分離鈷鎂的方法。

5.cn111411228b公開了一種從鎳鈷鎂溶液萃取分離鎳、鈷、鎂的方法，用于鎳含量為50～100g/l、鈷含量為5～20g/l、鎂含量為3～15g/l的鎳鈷鎂混合溶液，包括萃取鈷鎂、一步洗鎳、二步洗鎂、三步洗鎂、反萃鈷，鈷僅富集值10g/l左右，且該方法僅適用鈷鎂含量不高的溶液。

6.cn106276989b提供一種從鈷鎳工業(yè)含鈷鎂溶液中回收鎂制備氫氧化鎂的方法，包括氫氧化鈉調ph值、硫化鈉除鎂，再用堿回收鎂、烘干粉碎得成品，該工藝能夠簡單、高效地從鈷鎳生產過程中回收鎂制備氫氧化鎂，但在氫氧化鈉沉鈷的過程，部分鎂進入鈷沉淀中，回收的鈷產品不純。

技術實現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種使用高鎂低鈷溶液除鎂生產鈷溶液的方法，其工藝流程短、加工成本低，并且能提高鈷的附加值和達到鈷鎂同時回收的目的。

8.為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種使用高鎂低鈷溶液除鎂生產鈷溶液的方法，其特征在于，原料溶液中鎂20-50g/l，鈷10-30g/l，ph值≥2.5，該方法包括：（1）有機皂化：將萃取劑與磺化煤油混合均勻后加入液堿皂化，得到皂后有機；所述萃取劑為dy-ni-031新型萃取劑；（2）萃取：將所述原料溶液加入到皂后有機中并在40℃-60℃進行5-7級逆流萃取，將所述原料溶液的鈷、少量的鎂萃取到有機相中，水相得到低鎳、鈷、銅、鐵、鋅、鈣、錳的含鎂萃余液，有機相為高鈷含雜負載有機；（3）洗鎂：使用h

＋

濃度為1.0mol/l-2.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對所述高鈷含雜負

載有機進行7-9級逆流洗滌，使該有機中的鎂及部分雜質轉移到水相中以氯化鹽/硫酸鹽溶液形式產出，得到高鈷低雜有機相；（4）反萃：使用h

＋

濃度為5.0mol/l-6.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對將所述高鈷低雜有機相進行洗滌，使該有機相中的鈷轉移到水相中以氯化鈷/硫酸鈷溶液形式產出，得到鈷溶液產品；其中，洗鎂酸和反萃酸為同一種酸。

9.優(yōu)選地，在步驟（4）反萃之后還包括：（5）再生：使用h

＋

濃度為4.0mol/l-6.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對反萃剩余液進行洗滌，有機與水相相比1：1-2，洗滌1-2次；其中，洗鎂酸、反萃酸和再生酸為同一種酸；（6）水洗：用水洗再生后有機，有機與水相相比1：1-2，洗滌1-2次。

10.優(yōu)選地，步驟（1）中dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油的體積比為1:4-9。

11.優(yōu)選地，步驟（2）中皂后有機與原料溶液的相比為2-5:1。

12.優(yōu)選地，步驟（3）中高鈷含雜負載有機與稀酸的相比為8-12:1。

13.優(yōu)選地，步驟（4）中高鈷低雜有機相與稀酸的相比為10-20:1。

14.本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明工藝主要針對鎂含量20-50g/l，鈷含量10-30g/l的高鎂低鈷溶液，包括有機皂化、萃取、洗鎂、反萃四個步驟，工藝流程短、加工成本低；同時，本發(fā)明能在萃取的過程中，既保證鈷溶液中鎂含量達標，又能保證其余雜質元素滿足生產鈷產品的要求，同時萃余液中除鎂元素外其余雜質含量低。本發(fā)明實現(xiàn)了高鎂低鈷溶液中回收鈷生產高附加值的鈷溶液，同時可以產出低雜質的鎂溶液副產品，達到了鈷鎂同時回收的目的。

15.此外，本發(fā)明在反萃得到鈷溶液之后還包括再生和水洗步驟，實現(xiàn)了對萃取有機的循環(huán)利用，節(jié)約成本。

附圖說明

16.下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

17.圖1為本發(fā)明實施例提供的方法流程圖。

具體實施方式

18.實施例1本實施例所用的待處理高鎂低鈷溶液，化學成分分析見表1表1待處理高鎂低鈷溶液/g/lnicocufezncamgmn0.3328.42.210.00560.00970.8848.30.059由表1數(shù)據(jù)可知，該原料溶液除鈷鎂元素較高外，銅元素也較高，在反萃時需控制反萃液ph達到2.0以上。

19.（1）有機皂化：dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油的相比為1:4，混合均勻的有機用30%的液堿進行皂化，皂化率達到50%。

20.其中，液堿的質量百分比濃度為30%（亦可以使用其它質量分數(shù)的液堿），dy-ni-031新型萃取劑（有機中占比為10%-20%）與磺化煤油的相比為1:（4-9），dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油混合均勻后皂化率為50%-70%。

21.dy-ni-031新型萃取劑為鄭州市德源公司生產，萃取原理（實施例2和實施例3適用）：dy-ni-031新型萃取劑萃取（酸性）過程就是h

＋

與金屬陽離子（me

n+

，me表示被萃金屬）的交換過程，使溶液中的金屬陽離子轉入有機溶劑中，并根據(jù)不同金屬的萃取順序，通過控制稀酸的濃度和洗滌量，達到金屬分離的目的。

22.化學反應方程式為：me

n+

+n(hr)=mern+nh

+

由于dy-ni-031萃取劑是酸性萃取劑，且在萃取過程中不斷釋放出h

+

，為了使平衡水相的ph值保持在希望的范圍內，預先將dy-ni-031萃取劑轉化為dy-ni-031鈉皂有機。

23.反應方程式：hr+naoh=nar+h2o萃取過程：nnar+me

n+

=mern+nna

+

（式中me表示被萃金屬）反萃、再生：mern+nh

+

=me

n+

+n(hr)（2）萃?。喝∩鲜鲈先芤杭尤氲絛y-ni-031皂后有機中，進行7級逆流萃取(小萃取箱實驗)，有機流量為5l/h，料液流量為1l/h，溫度控制50℃。

24.表2鎂溶液成分/g/lnicocufezncamgmn0.00040.00510.00060.00050.00030.05833.830.0006（3）洗鎂：將步驟（2）得到的高鈷含雜負載有機使用h

＋

濃度為2.0mol/l的稀硫酸進行9級逆流（其中兩級為有機澄清級）洗滌，洗鎂酸流量為0.42l/h，洗鎂液直接并入萃取段與高鎂低鈷溶液混合作為萃取前液。

25.dy-ni-031新型萃取劑吸氫的性質，酸中陰離子也被吸附至有機上，要生產純度高的鈷溶液，系統(tǒng)中的洗鎂酸、反萃酸、再生酸必須為同一種酸。

26.（4）反萃：將步驟（3）得到的高鈷低雜有機相使用h

＋

濃度為6mol/l的稀硫酸進行洗滌，使有機相中的鈷轉移到水相中以硫酸鈷溶液形式產出，反萃酸流量0.3l/h。

27.表3鈷溶液成分/g/lnicocufezncamgmnnaph值0.01590.050.00140.000760.0010.0220.00340.0010.00362.5雜質含量合格的鈷溶液中（實施例2和實施例3適用）：co≥80g/l、mg≤0.004g/l、cu≤0.002g/l、fe≤0.001/l、zn≤0.001g/l、mn≤0.001g/l、ca≤0.05g/l、ni≤0.020g/l、na≤0.1g/l，ph＞2.0。

28.（5）再生：使用h

＋

濃度為6.0mol/l的稀硫酸進行洗滌，相比1：1，洗滌1次。

29.因dy-ni-031新型萃取劑萃取曲線特性，銅鐵最先被萃到有機相上，因此銅鐵將最后被酸洗下，反萃后的有機相中含有銅及鐵，有機必須使用酸進行洗滌后才可繼續(xù)循環(huán)使用。

30.（6）水洗有機：使用水洗再生后有機，有機與水相相比1：2，洗滌1次。

31.因dy-ni-031新型萃取劑中含

‘

n’吸附酸中的h，會使再生后的有機氫離子較高，該有機直接使用液堿進行皂化存在液堿消耗高的問題，因此進行水洗步驟后再循環(huán)使用。

32.實施例2本實施例所用的待處理高鎂低鈷溶液，化學成分分析見表4。

33.表4待處理高鎂低鈷溶液/g/lnicocufezncamgmn

0.2121.40.230.00450.00130.4133.40.046由表4數(shù)據(jù)可知，該原料溶液銅含量雖沒實施例1高，但也不低，反萃液ph還需控制在2.0以上。

34.（1）有機皂化：dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油的相比為1:7，混合均勻的有機用30%的液堿進行皂化，皂化率達到60%。

35.（2）萃?。喝∩鲜龃幚砀哝V低鈷溶液加入到dy-ni-031皂后有機中，進行6級逆流萃取(小萃取箱實驗)，有機流量為4l/h，料液流量為1l/h，溫度控制60℃。

36.表5鎂溶液成分/g/lnicocufezncamgmn0.0030.00340.00030.00040.00050.003522.830.004（3）洗鎂：將步驟（2）得到的高鈷含雜負載有機使用h

＋

濃度為1.5mol/l的稀鹽酸進行8級逆流（其中兩級為有機澄清級）洗滌，洗鎂酸流量為0.5l/h，洗鎂液直接進入萃取段與高鎂低鈷溶液混合作為萃取前液。

37.（4）反萃：將步驟（3）得到的高鈷低雜有機相使用h

＋

濃度為5.5mol/l的稀鹽酸進行洗滌，使有機相中的鈷轉移到水相中以氯化鈷溶液形式產出；反萃酸流量0.25l/h；表6鈷溶液成分/g/lnicocufezncamgmnnaph值0.01385.660.00110.00030.00040.0340.00270.00080.0692.5（5）再生：使用h

＋

濃度為5.5mol/l的稀鹽酸進行洗滌，相比2：1，洗滌2次。

38.（6）水洗有機：使用水洗再生后有機，有機與水相相比1：1，洗滌2次。

39.實施例3本實施例所用的待處理高鎂低鈷溶液，化學成分分析見表7。

40.表7待處理高鎂低鈷溶液/g/lnicocufezncamgmn0.113.40.0670.00120.00130.2126.70.011（1）有機皂化：dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油的相比為1:9，混合均勻的有機用30%的液堿進行皂化，皂化率達到70%。

41.（2）萃?。喝∩鲜龃幚砀哝V低鈷溶液加入到dy-ni-031皂后有機中，進行5級逆流萃取(小萃取箱實驗)，有機流量為2.5l/h，料液流量為1l/h，溫度控制40℃。

42.表8鎂溶液成分/g/lnicocufezncamgmn0.00050.00120.00040.00060.00030.02320.320.0008（3）洗鎂：將步驟（2）得到的高鈷含雜負載有機使用h

＋

濃度為1.0mol/l的稀硫酸進行7級逆流（其中兩級為有機澄清級）洗滌，洗鎂酸流量為0.3l/h，洗鎂液直接進入萃取段與高鎂低鈷溶液混合作為萃取前液。

43.（4）反萃：將步驟（3）得到的高鈷低雜有機相使用h

＋

濃度為5.0mol/l的稀硫酸進行洗滌，使有機相中的鈷轉移到水相中以硫酸鈷溶液形式產出，反萃酸流量0.15l/h。

44.表9鈷溶液成分/g/lnicocufezncamgmnnaph值

0.01780.220.00170.00080.00070.0230.00320.00090.0232.0-2.5（5）再生：使用h

＋

濃度為5.0mol/l的稀硫酸進行洗滌，相比1：1，洗滌2次。

45.（6）水洗有機：使用水洗再生后有機，有機與水相相比1：2，洗滌2次。

46.以上對本發(fā)明所提供的技術方案進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。技術特征：

1.一種使用高鎂低鈷溶液除鎂生產鈷溶液的方法，其特征在于，原料溶液中鎂20-50g/l，鈷10-30g/l，ph值≥2.5，該方法包括：（1）有機皂化：將萃取劑與磺化煤油混合均勻后加入液堿皂化，得到皂后有機；所述萃取劑為dy-ni-031新型萃取劑；（2）萃?。簩⑺鲈先芤杭尤氲皆砗笥袡C中并在40℃-60℃進行5-7級逆流萃取，將所述原料溶液的鈷、少量的鎂萃取到有機相中，水相得到低鎳、鈷、銅、鐵、鋅、鈣、錳的含鎂萃余液，有機相為高鈷含雜負載有機；（3）洗鎂：使用h

＋

濃度為1.0mol/l-2.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對所述高鈷含雜負載有機進行7-9級逆流洗滌，使該有機中的鎂及部分雜質轉移到水相中以氯化鹽/硫酸鹽溶液形式產出，得到高鈷低雜有機相；（4）反萃：使用h

＋

濃度為5.0mol/l-6.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對將所述高鈷低雜有機相進行洗滌，使該有機相中的鈷轉移到水相中以氯化鈷/硫酸鈷溶液形式產出，得到鈷溶液產品；其中，洗鎂酸和反萃酸為同一種酸。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟（4）反萃之后還包括：（5）再生：使用h

＋

濃度為4.0mol/l-6.0mol/l的稀鹽酸/稀硫酸對反萃剩余液進行洗滌，有機與水相相比1：1-2，洗滌1-2次；其中，洗鎂酸、反萃酸和再生酸為同一種酸；（6）水洗：用水洗再生后有機，有機與水相相比1：1-2，洗滌1-2次。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中dy-ni-031新型萃取劑與磺化煤油的體積比為1:4-9。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中皂后有機與原料溶液的相比為2-5:1。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中高鈷含雜負載有機與稀酸的相比為8-12:1。6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中高鈷低雜有機相與稀酸的相比為10-20:1。

技術總結

本發(fā)明涉及一種使用高鎂低鈷溶液除鎂生產鈷溶液的方法，主要針對鎂含量20-50g/L，鈷含量10-30g/L的高鎂低鈷溶液，包括有機皂化、萃取、洗鎂、反萃四個步驟，工藝流程短、加工成本低；同時，本發(fā)明能在萃取的過程中，既保證鈷溶液中鎂含量達標，又能保證其余雜質元素滿足生產鈷產品的要求，同時萃余液中除鎂元素外其余雜質含量低。本發(fā)明實現(xiàn)了高鎂低鈷溶液中回收鈷生產高附加值的鈷溶液，同時可以產出低雜質的鎂溶液副產品，達到了鈷鎂同時回收的目的。此外，本發(fā)明在反萃得到鈷溶液之后還包括再生和水洗步驟，實現(xiàn)了對萃取有機的循環(huán)利用，節(jié)約成本。節(jié)約成本。節(jié)約成本。

技術研發(fā)人員：沈艷玲 孟茂勇 董存武 韓俊文 杜金龍 張童

受保護的技術使用者：金川集團股份有限公司

技術研發(fā)日：2022.05.30

技術公布日：2022/9/2