一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分離提純鈷與鎳的方法，尤其涉及一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法。

背景技術(shù)：

2.在傳統(tǒng)鈷鎳冶煉行業(yè)中，分離提純鈷與鎳的常用萃取劑是p507萃取劑。盡管p507萃取劑價(jià)格便宜，萃取成本低，但是存在鈷鎳分離系數(shù)不高的問(wèn)題。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通常需要使用很多級(jí)萃取箱進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，如此一來(lái)，又會(huì)出現(xiàn)萃取箱占地面積大的問(wèn)題。

3.cyanex 272萃取劑的鈷鎳分離系數(shù)很高，但是由氰特公司壟斷生產(chǎn)，近年來(lái)的價(jià)格一直居高不下。目前，國(guó)內(nèi)有廠家繞開(kāi)國(guó)外技術(shù)壁壘，研制出dz272萃取劑，價(jià)格僅為cyanex 272萃取劑的1/5，可顯著提高鈷鎳分離效率，從而提高鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少萃取級(jí)數(shù)，長(zhǎng)遠(yuǎn)看可降低鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

4.cn114134324a公開(kāi)了一種萃取提純鎳鈷錳三元液的方法，包括以下步驟：(1)制備有機(jī)相；(2)制備皂化有機(jī)相；(3)將皂化有機(jī)相與鎳鈷錳三元液混合萃取，使ni以外的金屬元素全部轉(zhuǎn)移至皂化有機(jī)相中，萃取后得富含ni的萃余液與第一負(fù)載有機(jī)相；(4)將第一負(fù)載有機(jī)相用酸性溶液混合洗滌，得富含mg的第一洗液與第二負(fù)載有機(jī)相；(5)將第二負(fù)載有機(jī)相用酸性溶液混合洗滌，得富co、mn的第二洗液與第三負(fù)載有機(jī)相；(6)將第三負(fù)載有機(jī)相用酸性溶液反萃，得含有fe、zn等雜質(zhì)的反萃液和空白有機(jī)相。由于所述發(fā)明采用的萃取劑為p507，故存在鈷鎳分離系數(shù)不高和萃取箱占地面積大的問(wèn)題。

5.由此可見(jiàn)，如何提供一種分離提純鈷與鎳的方法，提高鈷鎳分離效率和鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少萃取級(jí)數(shù)，降低鈷鹽的單位生產(chǎn)成本，成為了目前本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法提高了鈷鎳分離效率和鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少了萃取級(jí)數(shù)，降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

7.為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

8.本發(fā)明提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法包括以下步驟：

9.(1)混合p204萃余液和除磷劑，固液分離后得到除磷萃余液；

10.(2)混合dz272萃取劑和稀釋劑，得到有機(jī)相；

11.(3)混合皂化劑和步驟(2)所得有機(jī)相，進(jìn)行皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；

12.(4)混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；

13.(5)將步驟(4)所得含鈷有機(jī)相依次進(jìn)行洗滌和反萃，得到鈷鹽溶液。

14.其中，步驟(1)所述p204萃余液的鈷濃度為30-50g/l，例如可以是30g/l、32g/l、34g/l、36g/l、38g/l、40g/l、42g/l、44g/l、46g/l、48g/l或50g/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

15.步驟(1)所述p204萃余液的鎳濃度為0-1.5g/l，但不包含0，例如可以是0.1g/l、0.2g/l、0.4g/l、0.6g/l、0.8g/l、1g/l、1.2g/l、1.4g/l或1.5g/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

16.步驟(5)所述鈷鹽溶液的鈷濃度為150-160g/l，例如可以是150g/l、151g/l、152g/l、153g/l、154g/l、155g/l、156g/l、157g/l、158g/l、159g/l或160g/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

17.相較于傳統(tǒng)所采用的p507萃取劑，本發(fā)明采用dz272萃取劑對(duì)p204萃余液進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，實(shí)現(xiàn)了鈷和鎳的高效分離提純，提高了鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少了萃取級(jí)數(shù)和萃取箱數(shù)量，從而減小了所需裝置系統(tǒng)的占地面積，提高了空間利用率，降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

18.優(yōu)選地，步驟(1)所述混合的固液比為6-10g/l，例如可以是6g/l、6.5g/l、7g/l、7.5g/l、8g/l、8.5g/l、9g/l、9.5g/l或10g/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

19.優(yōu)選地，步驟(1)所述除磷劑包括氧化鐵黃。

20.優(yōu)選地，步驟(1)所述除磷萃余液的總磷含量≤20mg/l，例如可以是2mg/l、4mg/l、6mg/l、8mg/l、10mg/l、12mg/l、14mg/l、16mg/l、18mg/l或20mg/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

21.優(yōu)選地，步驟(1)所述固液分離的方式包括壓濾分離、離心分離或沉降分離中的任意一種。

22.優(yōu)選地，步驟(2)所述稀釋劑包括磺化煤油、正己烷、環(huán)己烷、辛醇或仲辛醇中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括磺化煤油與正己烷的組合，正己烷與環(huán)己烷的組合，環(huán)己烷與辛醇的組合，辛醇與仲辛醇的組合，磺化煤油、正己烷與環(huán)己烷的組合，正己烷、環(huán)己烷與辛醇的組合，或環(huán)己烷、辛醇與仲辛醇的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為磺化煤油。

23.優(yōu)選地，步驟(2)所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的20％-25％，例如可以是20％、20.5％、21％、21.5％、22％、22.5％、23％、23.5％、24％、24.5％或25％，進(jìn)一步優(yōu)選為25％，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

24.本發(fā)明中，dz272萃取劑的混合體積占比需保持在合理范圍內(nèi)，以進(jìn)一步提升鈷鎳分離效率。隨著dz272濃度的不斷提高，鈷鎳分離系數(shù)不斷變大，然而，當(dāng)dz272的混合體積占比高于25％時(shí)，可明顯觀察到有機(jī)相變得粘稠，導(dǎo)致后續(xù)油水分離時(shí)間變長(zhǎng)，分離效率降低；當(dāng)dz272的混合體積占比低于20％時(shí)，鈷鎳分離系數(shù)明顯降低，萃取效果并不理想。

25.優(yōu)選地，步驟(3)所述皂化劑包括氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或氨水中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括氫氧化鈉溶液與碳酸鈉溶液的組合，碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液的組合，碳酸氫鈉溶液與氨水的組合，氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液的組合，碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液與氨水的組合，或氫氧

化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液與氨水的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為氫氧化鈉溶液。

26.優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液的濃度為10-12mol/l，例如可以是10mol/l、10.2mol/l、10.4mol/l、10.6mol/l、10.8mol/l、11mol/l、11.2mol/l、11.4mol/l、11.6mol/l、11.8mol/l或12mol/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

27.優(yōu)選地，步驟(3)所述皂化反應(yīng)的皂化率為45％-50％，例如可以是45％、45.5％、46％、46.5％、47％、47.5％、48％、48.5％、49％、49.5％或50％，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

28.本發(fā)明中，dz272萃取劑的皂化率一般為20％-50％，當(dāng)皂化率低于20％時(shí)，有機(jī)相難以形成均相，出現(xiàn)渾濁發(fā)白的現(xiàn)象；當(dāng)皂化率高于50％時(shí)，容易出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，從而影響工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性。由于本發(fā)明的原料液ph值通常在3.5-4.5范圍內(nèi)，萃取劑和原料液混合后會(huì)導(dǎo)致皂化率降低，因此，本發(fā)明結(jié)合理論經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將皂化率限定在較高范圍內(nèi)，即45％-50％，避免了萃取劑出現(xiàn)無(wú)法正常萃取的問(wèn)題，提高了萃取效率。

29.優(yōu)選地，步驟(3)所述皂化反應(yīng)的溫度為50-55℃，例如可以是50℃、50.5℃、51℃、51.5℃、52℃、52.5℃、53℃、53.5℃、54℃、54.5℃或55℃，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

30.本發(fā)明中，皂化反應(yīng)的溫度需保持在合理范圍內(nèi)，以兼顧鈷鎳分離效率和環(huán)保要求。當(dāng)溫度低于50℃時(shí)，皂化過(guò)程會(huì)出現(xiàn)大量沉淀，甚至出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，導(dǎo)致有機(jī)相渾濁，進(jìn)而使得后續(xù)萃取的鈷鎳分離系數(shù)明顯降低，萃取效果并不理想；當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，有機(jī)相大量揮發(fā)，并發(fā)出刺鼻味道，不滿足生產(chǎn)廠房的環(huán)保要求。

31.優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的萃前液ph值為3.5-4.5，例如可以是3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

32.優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的油水體積比為(2-3):1，例如可以是2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1或3:1，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

33.優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的萃取級(jí)數(shù)為3-6級(jí)，例如可以是3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)或6級(jí)。

34.優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的溫度為50-55℃，例如可以是50℃、50.5℃、51℃、51.5℃、52℃、52.5℃、53℃、53.5℃、54℃、54.5℃或55℃，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

35.本發(fā)明中，由于皂化和萃取通常都是在同一套萃取箱中進(jìn)行，故保持皂化反應(yīng)和連續(xù)逆流萃取在同一溫度范圍內(nèi)可避免頻繁的溫度調(diào)節(jié)操作，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本。此外，升高溫度有利于提升萃取效率，同時(shí)改善油水分離效果，但是當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，有機(jī)相揮發(fā)嚴(yán)重，盡管萃取箱上面有水密封，但是仍有明顯味道逸出。因此，本發(fā)明將萃取的溫度限定在50-55℃范圍內(nèi)綜合了簡(jiǎn)化工藝流程、改善萃取效果和提升環(huán)保性這三方面的要求。

36.優(yōu)選地，步驟(5)所述洗滌采用的洗滌液包括鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括鹽酸溶液與硫酸溶液的組合，硫

酸溶液與硝酸溶液的組合，鹽酸溶液與硝酸溶液的組合，或鹽酸溶液、硫酸溶液與硝酸溶液的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鹽酸溶液。

37.優(yōu)選地，所述鹽酸溶液的濃度為0.8-1.2mol/l，例如可以是0.8mol/l、0.85mol/l、0.9mol/l、0.95mol/l、1mol/l、1.05mol/l、1.1mol/l、1.15mol/l或1.2mol/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

38.本發(fā)明中，p204萃余液中除了含有鈷和鎳，還含有其他雜質(zhì)元素，如鈣等，采用dz272萃取劑對(duì)p204萃余液進(jìn)行萃鈷時(shí)，也會(huì)將鈣等雜質(zhì)元素一同萃進(jìn)有機(jī)相中。因此，本發(fā)明利用特定濃度的鹽酸溶液洗滌含鈷有機(jī)相，以實(shí)現(xiàn)只把雜質(zhì)元素洗滌下來(lái)而不影響有機(jī)相中的鈷，從而達(dá)到了除雜和提純的目的。

39.優(yōu)選地，步驟(5)所述洗滌的油水體積比為(5-6):1，例如可以是5:1、5.1:1、5.2:1、5.3:1、5.4:1、5.5:1、5.6:1、5.7:1、5.8:1、5.9:1或6:1，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

40.優(yōu)選地，步驟(5)所述洗滌的洗滌級(jí)數(shù)為2-3級(jí)。

41.本發(fā)明中，步驟(5)所述洗滌得到的洗滌水既可以與步驟(4)所得含鎳萃余液相混合進(jìn)入后續(xù)的水處理環(huán)節(jié)，也可以單獨(dú)處理，在此不做特別限定。

42.優(yōu)選地，步驟(5)所述反萃采用的反萃劑包括鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合包括鹽酸溶液與硫酸溶液的組合，硫酸溶液與硝酸溶液的組合，鹽酸溶液與硝酸溶液的組合，或鹽酸溶液、硫酸溶液與硝酸溶液的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鹽酸溶液。

43.優(yōu)選地，所述鹽酸溶液的濃度為4-6mol/l，例如可以是4mol/l、4.2mol/l、4.4mol/l、4.6mol/l、4.8mol/l、5mol/l、5.2mol/l、5.4mol/l、5.6mol/l、5.8mol/l或6mol/l，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

44.優(yōu)選地，步驟(5)所述反萃的油水體積比為(15-20):1，例如可以是15:1、15.5:1、16:1、16.5:1、17:1、17.5:1、18:1、18.5:1、19:1、19.5:1或20:1，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

45.優(yōu)選地，步驟(5)所述反萃的反萃級(jí)數(shù)為3-6級(jí)，例如可以是3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)或6級(jí)。

46.本發(fā)明中，反萃的油水體積比和反萃級(jí)數(shù)相匹配，根據(jù)反萃等溫線及實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果確定在反萃級(jí)數(shù)為3-4級(jí)的情況下控制油水體積比為(15-20):1，即可使得最終所得鈷鹽溶液的鈷濃度為150-160g/l。

47.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法包括以下步驟：

48.(1)按照固液比為6-10g/l混合p204萃余液和氧化鐵黃，固液分離后得到總磷含量≤20mg/l的除磷萃余液；所述p204萃余液中鈷的濃度為30-50g/l，鎳的濃度為0-1.5g/l，但不包含0；所述固液分離的方式包括壓濾分離、離心分離或沉降分離中的任意一種；

49.(2)混合dz272萃取劑和磺化煤油，得到有機(jī)相，且所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的20％-25％；

50.(3)混合濃度為10-12mol/l的氫氧化鈉溶液和步驟(2)所得有機(jī)相，在50-55℃下進(jìn)行皂化率為45％-50％的皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；

51.(4)按照油水體積比為(2-3):1混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，在50-55℃下進(jìn)行3-6級(jí)的連續(xù)逆流萃取，萃前液ph值為3.5-4.5，油水分離后得到

含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；

52.(5)先按照油水體積比為(5-6):1混合濃度為0.8-1.2mol/l的鹽酸溶液和步驟(4)所得含鈷有機(jī)相，進(jìn)行2-3級(jí)的洗滌；再按照油水體積比為(15-20):1混合濃度為4-6mol/l的鹽酸溶液和洗滌后含鈷有機(jī)相，進(jìn)行3-6級(jí)的反萃，得到鈷濃度為150-160g/l的氯化鈷溶液。

53.本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述例舉的點(diǎn)值，還包括沒(méi)有例舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

54.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

55.相較于傳統(tǒng)所采用的p507萃取劑，本發(fā)明采用dz272萃取劑對(duì)p204萃余液進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，實(shí)現(xiàn)了鈷和鎳的高效分離提純，提高了鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少了萃取級(jí)數(shù)和萃取箱數(shù)量，從而減小了所需裝置系統(tǒng)的占地面積，提高了空間利用率，降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

56.下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

57.實(shí)施例1

58.本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法包括以下步驟：

59.(1)按照固液比為8g/l混合p204萃余液和氧化鐵黃，壓濾分離后得到除磷萃余液；所述p204萃余液和除磷萃余液的元素含量見(jiàn)表1；

60.(2)混合dz272萃取劑和磺化煤油，得到有機(jī)相，且所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的25％；

61.(3)混合濃度為10mol/l的氫氧化鈉溶液和步驟(2)所得有機(jī)相，在50℃下進(jìn)行皂化率為47％的皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；

62.(4)按照油水體積比為3:1混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，在50℃下進(jìn)行4級(jí)的連續(xù)逆流萃取，萃前液ph值為4，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；所述含鈷有機(jī)相在不同萃取時(shí)間下的元素含量見(jiàn)表2；

63.(5)先按照油水體積比為6:1混合濃度為0.8mol/l的鹽酸溶液和步驟(4)所得含鈷有機(jī)相，進(jìn)行3級(jí)的洗滌；再按照油水體積比為20:1混合濃度為5mol/l的鹽酸溶液和洗滌后含鈷有機(jī)相，進(jìn)行3級(jí)的反萃，得到鈷濃度為160g/l的氯化鈷溶液。

64.表1

[0065][0066]

上表中，tp為溶液中的總磷含量。

[0067]

表2

[0068][0069]

實(shí)施例2

[0070]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法包括以下步驟：

[0071]

(1)按照固液比為6g/l混合p204萃余液和氧化鐵黃，沉降分離后得到除磷萃余液；所述p204萃余液和除磷萃余液的元素含量見(jiàn)表3；

[0072]

(2)混合dz272萃取劑和磺化煤油，得到有機(jī)相，且所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的20％；

[0073]

(3)混合濃度為12mol/l的氫氧化鈉溶液和步驟(2)所得有機(jī)相，在55℃下進(jìn)行皂化率為45％的皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；

[0074]

(4)按照油水體積比為2:1混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，在55℃下進(jìn)行5級(jí)的連續(xù)逆流萃取，萃前液ph值為4.5，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；所述含鈷有機(jī)相在不同萃取時(shí)間下的元素含量見(jiàn)表4；

[0075]

(5)先按照油水體積比為5:1混合濃度為1.2mol/l的鹽酸溶液和步驟(4)所得含鈷有機(jī)相，進(jìn)行3級(jí)的洗滌；再按照油水體積比為15:1混合濃度為4mol/l的鹽酸溶液和洗滌后含鈷有機(jī)相，進(jìn)行5級(jí)的反萃，得到鈷濃度為155g/l的氯化鈷溶液。

[0076]

表3

[0077][0078]

上表中，tp為溶液中的總磷含量。

[0079]

表4

[0080][0081][0082]

實(shí)施例3

[0083]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法包括以下步

驟：

[0084]

(1)按照固液比為10g/l混合p204萃余液和氧化鐵黃，離心分離后得到除磷萃余液；所述p204萃余液和除磷萃余液的元素含量見(jiàn)表5；

[0085]

(2)混合dz272萃取劑和磺化煤油，得到有機(jī)相，且所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的22％；

[0086]

(3)混合濃度為11mol/l的氫氧化鈉溶液和步驟(2)所得有機(jī)相，在52℃下進(jìn)行皂化率為50％的皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；

[0087]

(4)按照油水體積比為2.5:1混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，在52℃下進(jìn)行6級(jí)的連續(xù)逆流萃取，萃前液ph值為3.5，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；所述含鈷有機(jī)相在不同萃取時(shí)間下的元素含量見(jiàn)表6；

[0088]

(5)先按照油水體積比為5.5:1混合濃度為1mol/l的鹽酸溶液和步驟(4)所得含鈷有機(jī)相，進(jìn)行2級(jí)的洗滌；再按照油水體積比為18:1混合濃度為6mol/l的鹽酸溶液和洗滌后含鈷有機(jī)相，進(jìn)行6級(jí)的反萃，得到鈷濃度為150g/l的氯化鈷溶液。

[0089]

表5

[0090][0091]

上表中，tp為溶液中的總磷含量。

[0092]

表6

[0093][0094]

實(shí)施例4

[0095]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了將步驟(2)中dz272萃取劑的混合體積占比改為30％，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0096]

相較于實(shí)施例1，本實(shí)施例由于dz272濃度過(guò)高，可明顯觀察到所得有機(jī)相變得粘稠，導(dǎo)致后續(xù)油水分離時(shí)間變長(zhǎng)，分離效率降低。

[0097]

實(shí)施例5

[0098]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了將步驟(2)中dz272萃取劑的混合體積占比改為15％，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0099]

相較于實(shí)施例1，本實(shí)施例由于dz272濃度過(guò)低，鈷鎳分離系數(shù)明顯降低，萃取效果并不及實(shí)施例1。

[0100]

實(shí)施例6

[0101]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了將步驟(3)中皂化反應(yīng)的溫度改為30℃，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0102]

相較于實(shí)施例1，本實(shí)施例由于皂化反應(yīng)的溫度過(guò)低，皂化過(guò)程會(huì)出現(xiàn)大量沉淀，甚至出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，導(dǎo)致有機(jī)相渾濁，進(jìn)而使得后續(xù)萃取的鈷鎳分離系數(shù)明顯降低，萃取效果并不及實(shí)施例1。

[0103]

實(shí)施例7

[0104]

本實(shí)施例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了將步驟(3)中皂化反應(yīng)的溫度改為60℃，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0105]

相較于實(shí)施例1，本實(shí)施例由于皂化反應(yīng)的溫度過(guò)高，有機(jī)相大量揮發(fā)，盡管萃取箱上面有水密封，但是仍有明顯味道逸出，不滿足生產(chǎn)廠房的環(huán)保要求。

[0106]

對(duì)比例1

[0107]

本對(duì)比例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了去除步驟(1)的除磷過(guò)程，即在步驟(4)中直接將p204萃余液和皂化有機(jī)相混合進(jìn)行萃取，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0108]

相較于實(shí)施例1，本對(duì)比例并未對(duì)p204萃余液進(jìn)行除磷而直接萃取，初始一段時(shí)間較為正常，但是連續(xù)運(yùn)行一周后，dz272萃取劑開(kāi)始出現(xiàn)中毒現(xiàn)象而無(wú)法繼續(xù)萃鈷，導(dǎo)致含鎳萃余液中大量跑鈷，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

[0109]

對(duì)比例2

[0110]

本對(duì)比例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了去除步驟(2)的稀釋過(guò)程，即在步驟(3)中直接將皂化劑和dz272萃取劑混合進(jìn)行皂化，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0111]

相較于實(shí)施例1，本對(duì)比例并未對(duì)dz272萃取劑進(jìn)行稀釋，導(dǎo)致萃取劑相當(dāng)粘稠，在萃取箱內(nèi)根本無(wú)法流動(dòng)，也就無(wú)法完成萃取過(guò)程。

[0112]

對(duì)比例3

[0113]

本對(duì)比例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了去除步驟(5)中的洗滌過(guò)程，即對(duì)含鈷有機(jī)相直接進(jìn)行反萃，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0114]

相較于實(shí)施例1，本對(duì)比例并未對(duì)含鈷有機(jī)相進(jìn)行洗滌，使得鈣元素等雜質(zhì)進(jìn)入氯化鈷溶液中，從而導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。

[0115]

對(duì)比例4

[0116]

本對(duì)比例提供一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，所述方法除了將步驟(2)中的dz272萃取劑改為傳統(tǒng)的p507萃取劑，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同，故在此不做贅述。

[0117]

相較于實(shí)施例1，本對(duì)比例選用p507萃取劑對(duì)p204萃余液進(jìn)行萃鈷，在相同的萃取級(jí)數(shù)、洗滌級(jí)數(shù)及反萃級(jí)數(shù)的情況下，p507萃取劑的萃取效果遠(yuǎn)不及dz272萃取劑，且p507萃取劑需要7級(jí)萃取+11級(jí)洗滌+6級(jí)反萃才能達(dá)到現(xiàn)有的dz272萃取劑所需4級(jí)萃取+3級(jí)洗滌+3級(jí)反萃的效果。

[0118]

由此可見(jiàn)，相較于傳統(tǒng)所采用的p507萃取劑，本發(fā)明采用dz272萃取劑對(duì)p204萃余

液進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，實(shí)現(xiàn)了鈷和鎳的高效分離提純，提高了鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少了萃取級(jí)數(shù)和萃取箱數(shù)量，從而減小了所需裝置系統(tǒng)的占地面積，提高了空間利用率，降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

[0119]

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種從p204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)混合p204萃余液和除磷劑，固液分離后得到除磷萃余液；(2)混合dz272萃取劑和稀釋劑，得到有機(jī)相；(3)混合皂化劑和步驟(2)所得有機(jī)相，進(jìn)行皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；(4)混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；(5)將步驟(4)所得含鈷有機(jī)相依次進(jìn)行洗滌和反萃，得到鈷鹽溶液；其中，步驟(1)所述p204萃余液的鈷濃度為30-50g/l，鎳濃度為0-1.5g/l，但不包含0；步驟(5)所述鈷鹽溶液的鈷濃度為150-160g/l。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述混合的固液比為6-10g/l；優(yōu)選地，步驟(1)所述除磷劑包括氧化鐵黃。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述除磷萃余液的總磷含量≤20mg/l；優(yōu)選地，步驟(1)所述固液分離的方式包括壓濾分離、離心分離或沉降分離中的任意一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述稀釋劑包括磺化煤油、正己烷、環(huán)己烷、辛醇或仲辛醇中的任意一種或至少兩種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為磺化煤油；優(yōu)選地，步驟(2)所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的20％-25％。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述皂化劑包括氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或氨水中的任意一種或至少兩種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為氫氧化鈉溶液；優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液的濃度為10-12mol/l。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述皂化反應(yīng)的皂化率為45％-50％；優(yōu)選地，步驟(3)所述皂化反應(yīng)的溫度為50-55℃。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的萃前液ph值為3.5-4.5；優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的油水體積比為(2-3):1；優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的萃取級(jí)數(shù)為3-6級(jí)；優(yōu)選地，步驟(4)所述連續(xù)逆流萃取的溫度為50-55℃。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(5)所述洗滌采用的洗滌液包括鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任意一種或至少兩種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鹽酸溶液；優(yōu)選地，所述鹽酸溶液的濃度為0.8-1.2mol/l；優(yōu)選地，步驟(5)所述洗滌的油水體積比為(5-6):1；優(yōu)選地，步驟(5)所述洗滌的洗滌級(jí)數(shù)為2-3級(jí)。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(5)所述反萃采用的反萃劑包括鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任意一種或至少兩種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鹽酸

溶液；優(yōu)選地，所述鹽酸溶液的濃度為4-6mol/l；優(yōu)選地，步驟(5)所述反萃的油水體積比為(15-20):1；優(yōu)選地，步驟(5)所述反萃的反萃級(jí)數(shù)為3-6級(jí)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)按照固液比為6-10g/l混合p204萃余液和氧化鐵黃，固液分離后得到總磷含量≤20mg/l的除磷萃余液；所述p204萃余液中鈷的濃度為30-50g/l，鎳的濃度為0-1.5g/l，但不包含0；所述固液分離的方式包括壓濾分離、離心分離或沉降分離中的任意一種；(2)混合dz272萃取劑和磺化煤油，得到有機(jī)相，且所述dz272萃取劑的混合體積占有機(jī)相總體積的20％-25％；(3)混合濃度為10-12mol/l的氫氧化鈉溶液和步驟(2)所得有機(jī)相，在50-55℃下進(jìn)行皂化率為45％-50％的皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；(4)按照油水體積比為(2-3):1混合步驟(1)所得除磷萃余液和步驟(3)所得皂化有機(jī)相，在50-55℃下進(jìn)行3-6級(jí)的連續(xù)逆流萃取，萃前液ph值為3.5-4.5，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；(5)先按照油水體積比為(5-6):1混合濃度為0.8-1.2mol/l的鹽酸溶液和步驟(4)所得含鈷有機(jī)相，進(jìn)行2-3級(jí)的洗滌；再按照油水體積比為(15-20):1混合濃度為4-6mol/l的鹽酸溶液和洗滌后含鈷有機(jī)相，進(jìn)行3-6級(jí)的反萃，得到鈷濃度為150-160g/l的氯化鈷溶液。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種從P204萃余液中分離提純鈷與鎳的方法，包括以下步驟：(1)混合P204萃余液和除磷劑，固液分離后得到除磷萃余液；(2)混合DZ272萃取劑和稀釋劑，得到有機(jī)相；(3)混合皂化劑和有機(jī)相，進(jìn)行皂化反應(yīng)，得到皂化有機(jī)相；(4)混合除磷萃余液和皂化有機(jī)相，進(jìn)行連續(xù)逆流萃取，油水分離后得到含鎳萃余液和含鈷有機(jī)相；(5)將含鈷有機(jī)相依次進(jìn)行洗滌和反萃，得到鈷鹽溶液。本發(fā)明提供的方法提高了鈷鎳分離效率和鈷鹽的質(zhì)量與產(chǎn)量，減少了萃取級(jí)數(shù)，降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。降低了鈷鹽的單位生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：許開(kāi)華 盧重陽(yáng) 馬興興 張愛(ài)青 李炳忠 畢凡 林愛(ài)琴

受保護(hù)的技術(shù)使用者：格林美（江蘇）鈷業(yè)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.06.08

技術(shù)公布日：2022/8/26