钴_镍萃取分离原理与方法_肖超
强度较低 , ∠RPR' 对四面体构型影响不大 。
有机磷类萃取分离钴 、镍的总反应式 可表示为 :
M 2 + +nH2 A2(o)
M A2 (n -i)H2 A 2(o) +2H + 。
在萃取剂大大过量条件下 ,M 为 Co 时 , n =2 ;M 为 N i 时 ,
n =3 。饱 和萃 取时 , 无论 钴 、镍 , n =1 。钴的 萃合 物包 括 四面体和八面 体 2 种构 型 , 而镍 仅有 八面 体构 型 。四 面
Co (Ⅱ)、N i(Ⅱ)生成 外 轨型 络 离子 时 , 如果 为 4 配 位 ,则为 sp3 杂化 , 四面体构型 ;如果是 6 配位 , 则为 sp3 d2 杂化 ,八面体构型 。所以 , Co (Ⅱ)生 成内 轨型 络离 子时 , 易被氧化为 Co(Ⅲ),而 Ni(Ⅱ)较稳定 ,难于氧化 。
2 钴 、镍的萃取分离
2 .1 钴 、镍的磷(膦)类萃取分离
溶剂萃取法是钴 、镍分 离的重 要方法 之一 , 其分离 效 果好 ,金属 收 率 高 , 对 料 液 适 应 性 强 , 过 程 易 于 自 动 控 制[ 5] 。随着新萃取剂 、萃取体系的开发和萃 取理论的逐步 完善 , 溶剂萃取法在钴镍湿法冶金中的应用越来越广泛 。
钴 、镍比较 常见的 配位数为 4 和 6 。配 位数为 6 时 , 配体呈八面体型 。由于配体之间的位置不同 , 5 个轨道 简 并为 2 组 ,电子与配体顶 头接近 的 dz2 、d x2 -y2 作 用强烈 , 能量较高 ,为 6Dq ;而另外的 dxy 、dyz 、dzx 轨道作用力弱 得 多 ,能量较低 , 为 -4Dq 。配位数为 4 时 , 配体可以形 成平 面四方形或正 四面 体构 型 。萃 取剂 的分 子量 较大 , 分 子 间存在较大的 空间 位阻 , 所 以一 般为 正四 面体 构型 。 同 样 ,四面体场亦发生简并 , 但是与八面体场完全相反 , dxy 、 dyz 、dzx 轨道能量 较高 , 为 1 .78Dq , 而 dz2 、dx2 -y2 的轨 道 能量较低 ,为 -2 .67Dq 。
-
l4
、ZnCl24 -
,
而
Ni2 +依 然
以水合阳离子(N i(H2 O)26 +)形式存在 。采 用胺(铵)类 萃
取剂可以将配合阴离子萃取 ,实现与镍的 分离[ 11-12] 。
第 29 卷第 4 期 肖超 , 等 :钴 、镍萃取分离原理与方法
· 227 ·
该工艺分离效 果好 , 萃 取剂 价格 低廉 , 与硫 化钴 、镍 矿氯化浸出衔接 顺利 , 20 世 纪 60 —70 年 代建 立的 镍 、钴 厂多采用该体 系 。比 较有 代表 性的 有 :加拿 大鹰 桥公 司 在挪威克里斯蒂安 松的 镍厂 , 应用 叔胺 从氯 化物 体系 中 分离钴 、镍 ;国内 的成 都电 冶厂 、福州 冶炼 厂等都 采用 氯 化物体系以 N 235 萃取分离钴 、镍 。
配位数 6 6 4 4
CFSE(D q) -8D q+2P -12Dq +3P' -5 .34D q+2P -3 .56Dq +3P'
钴镍原子序数相 邻 , 同为 第四 周期 第 Ⅷ 族 元素[ 3-4] , 仅外层 d 电子 数不同 , 这 种性 质上 的差 异可 用于 萃取 法 分离 。
2 .1 晶体场配位理论分析钴镍性质差异 2 .1 .1 钴镍轨道简并
第 29 卷第 4 期(总第 116 期) 2010 年 12 月
湿法冶金 H ydromet allurgy of Chi na
Vol .29 No .4(Sum .116) Dec .2010
钴 、镍萃取分离原理与方法
肖 超 , 肖连生
(中南大学 冶金科学与工程学院 , 湖南 长沙 410083)
于生成内轨型 络离 子 。一 般来 说 , 与电 负性 较大 的配 位 原子 ,如 F 、O 配合时 , 常形 成外轨 型络 离子 ;与电 负性 较 小的配位原子 P 、A s 等配合时则形成内轨型络 离子 ;而 与 N 、Cl 等配合时 , 则即有 可能形成 外轨型络离 子也有可 能 形成内轨型络离子 。
表 2 3 种磷(膦)类萃取剂的比较
萃取剂
P204
P 507
Cy a nex 272
pka(75 %乙醇水溶液) 3 .42
4 .51
6 .02
∠R PR' (°)
104 .68 115 .65
120 .09
pk a 表 示 萃取 剂 结 合 金属 离 子 能 力的 强 弱 。显 然 , P204 与金属离子结合能力最强 。有机磷(膦)类萃取剂 结 构通式中的 R -P -R' 键角可用来衡 量空间位 阻的大小 。 在生成八面体 构型 的配 位化 合物 时 , ∠RP R' 越 大 , 不 同
磷酸取代基之间的 空间 位 阻越 大 , 越不 利于 八面 体构 型
的形成 。所以 ,当萃取剂结 合能力 降低 、而空间 位阻增 大
时 ,八 面体 构型难 于形 成 , 则其他 小分 子 , 如水分 子易 于
参与配位 。而四面体构型中 ,2 个有机磷同 时配位于一 个
பைடு நூலகம்
中心离子 ,4 个 O 处于互为 垂直的 平面中 , 配体 之间作 用
电负性较大的 配离 子配 位能 力较 弱 , 优先 形成 外 轨
型
4
配位
3
sp
杂化
。又由于
C o(Ⅱ)优先
N i(Ⅱ)形成
4
配
位 ,所以选 择一 种 电 负性 合 适的 配 离 子 , 控制 合 适 的 浓
度 ,可优先与 Co(Ⅱ)配 合 ,加大钴 、镍的萃取分离 。
2 .2 .1 SCN-的选择性配合
钴 、氨需要专门的设备回收 , 生产成本较大 。
2 .2 .2 Cl -的选择性配合
当 Cl-质量浓度为 200 ～ 250 g/ L 时 ,90 %左右的 Co
(Ⅱ)以 CoCl24 - 形式存 在 , Cu2 + 、Fe3 + 、Zn2 + 等金 属离 子
也形成配合阴离子
C
u
Cl
2 4
-
、FeC
但是 ,钴萃合物可以转变为 四面体 构型 , 补偿了 由于萃 取
剂酸性减弱和空间位阻增大 对分配 比减小 的影响 。镍 的
分配比 减小 , 而钴 的分 配比基 本不 变 , 钴 、镍分离 效果 越
来越好 。所以 ,用具有较弱 萃取结 合强度 、较大 空间位 阻
的萃取剂可以较好地实现钴 、镍分离 。
2 .2 Co(Ⅱ)的 4 配位阴离子选择性配合
SCN -的电负性较 大 ,一定浓 度下 ,与 Co2 +形成 稳定
的四面体阴离子配合物 Co(SCN )24 - ,而几乎 不与 N i2 + 形
成稳定配合物 。所以 ,在该 体系中 , 钴以 络阴离 子形式 存
在 ,镍以水合阳离子 形式 存在 , 用 M IBK 、胺类 、季 铵盐 类 萃取剂可以选择性地从含镍溶液中萃取钴[ 10] :
4R4 NSCN + CoSO4
(R4 N)2 Co(SCN)4 +(R4 N)2 SO4 。
季铵盐萃取钴的容量 与有机 相中 SCN -的 浓度成 正
比 ,适用于从 低浓 度钴 溶液 中萃 取钴 。 但负 载有 机相 中
的钴需用 N H3 -N H4 HCO3 溶液反 萃取 , 而 反萃取 液中 的
2 .3 钴氧化为内轨络离子
根据价键理论 ,当 Co(Ⅱ)、N i(Ⅱ)与电负性较低的 配 离子结合时 , Co (Ⅱ)容 易氧 化 , 生 成 非常 稳 定 的内 轨 型 Co(Ⅲ)配离子 , 而该离 子如 果亲 油则生 成稳 定的 萃合 物 被优先萃取 ,如果亲水则不被萃取 。
由上述配位理论可知 :1)钴以 外轨型 配位时 , 溶液 中 稳定存在的为 Co(Ⅱ);以 内轨型配位时 ,溶液中稳定存 在 的为 Co(Ⅲ);2)无 论哪 种配 位 ,溶 液中 Ni(Ⅱ)的 稳定 性 高于 Ni(Ⅲ)的稳定 性 ;3)Co (Ⅱ)与电负 性较大 的配位 原 子结合易形成四配位配合 物 , 稳定 性高于 N i(Ⅱ)的配 合 物 ;4)N i(Ⅱ)与 电负 性较 小的 配位 原子 结合 易形 成六 配 位配合物 ,稳定性高于 Co(Ⅱ)对应的配合物 。
可以看出 :6 配位正八面体的稳定性大 于 4 配位正 四 面体的稳定性 。Ni(Ⅱ)的 6 配 位八面体 的稳定 性远大 于 四配位四面体的稳定性 ,而 Co(Ⅱ)的 6 配位八面 体的稳定 性仅略强于四配位四面体的稳定性 , 所以 , 溶液中 Ni(Ⅱ)仅 有 6 配位存在 ,而 Co(Ⅱ)的 6 配位或 4 配位都可以存在 。
目前 ,钴镍冶 金原 料已 由以 前的 硫化 钴镍 矿逐 渐 转 为钴镍杂料 、钴镍 氧 化矿(含 钴 、镍 红土 矿)等 , 处 理工 艺 由传统的火法造锍 、湿法分 离相结 合转为 浸出 、净化全 湿 法流程[ 1-2] 。钴镍原料来源不一 , 浸出液成 分复杂 , 沉淀 、 离子交换工艺难以实现钴 、镍及钴 镍与钙 、镁等 其他杂 质 离子的分离 。溶剂萃取法有选 择性好 、金 属回收率 高 、传 质速度快等优点 , 尤 其根 据离 子性 质差 异及 萃取 理论 研 发的新萃取剂及萃取体系 , 更优 化了萃 取效果 。所 以 , 从 根本上 找出钴 、镍 性质 的差异 , 分 析现 有钴 、镍分 离工 艺 原理 ,对新萃取剂和萃取工艺的开发有指导意 义 。
摘要 :钴 、镍性质相近 , 它们的分离是钴 、镍湿法冶金中的重要研究课题 。 根据配位理论分析了现有钴 、镍萃取 分离工艺原理 , 提出了钴 、镍萃取分离的研究方向 。 关键词 :钴 ;镍 ;溶剂萃取 ;晶体场理论 ;分子轨道理论 中图分类号 :TF 804.2 文献标志码 :A 文章编号 :1009-2617(2010)04-0225-04
C272萃取
萃取剂C272是美国氰胺公司（现称CYTEC公司）研制的一种用于分离钴镍的新型萃取剂，1986年首次用于工业生产，现在世界上已有不少厂家采用了这种萃取剂。
据CYTEC公司介绍，到1997年西方国家50％的公司采用了C272进行镍钴分离。
5.2.1基本原理C272的主要成分是二（2，4，4三甲基戊基）膦酸，它可以完全溶解于芳香族和脂肪族稀释剂中，在加热、酸、碱的条件下均很稳定。
它在硫酸盐介质和氯化物介质中对钴均有很好的萃取分离性能。
C272工业产品典型的物理性质：含量>85%；呈无色或轻微琥珀色；密度（24℃）为0.94g／cm3；粘度为0.142Pa.s（25℃）、0.03 Pa.s （50℃）；凝固点为－32℃；闪点108℃；在水中溶解度（PH＝2.6）为16ppm。
C272对某些金属的萃取次序为：Fe3+>Zn2+>Cu2+>Pb2+>Co2+>Mg2+>Ca2+>Ni2+用C272萃取分离镍钴时，先将C272用碱预中和转化为盐，以便在萃取过程中维持所期望的PH值。
中和剂可用NH4OH或NaOH。
其反应如下：HX＋NaOH＝NaX＋H2O为排除多余的钠，分离镍钴前需进行制镍皂，其反应如下：2NaX＋NiSO4＝NiX2＋Na2SO4用预先制好的镍皂再与欲萃取的水溶液充分混合，即萃取过程。
C272镍皂萃取分离镍钴反应如下：NiX2＋Co2+＝CoX2＋Ni2+负载钴有机可用硫酸反萃，其反应如下：CoX2＋H2SO4＝Co SO4＋2HX（式中：HX—C272）C272最大的优点就是能够在镍钴比非常高的硫酸镍钴溶液中实现镍与钴的分离，并且成功的在国内外一些生产厂家应用。
综合经济效益明显。
5.2.2流程简述萃取级数：制镍皂5级，萃取5级，洗镍5级，反萃4级，水相澄清3级，有机澄清1级，共23级。
流量控制系统采用高位槽转子流量计。
各种物料由泵连续打入高位槽，通过溢流管保持高位槽呈充满状态，使流量控制稳定。
基于离子交换技术的钴镍元素提纯方法研究
基于离子交换技术的钴镍元素提纯方法研究钴镍元素是重要的工业原材料，广泛应用于电池、电子产品、合金制造等领域。
为了满足不同行业对钴镍元素的高纯度要求，研究和开发高效、可持续的元素提纯方法显得尤为重要。
离子交换技术作为一种常见且有效的分离纯化技术之一，被广泛应用于钴镍元素提纯过程中。
本文将就基于离子交换技术的钴镍元素提纯方法进行深入研究和探讨。
在离子交换技术中，树脂是最常见的离子交换材料。
树脂是一种可通过吸附或释放离子来实现元素分离的材料。
对于钴镍元素的提纯，通常使用具有高选择性的树脂来吸附和富集目标元素。
离子交换过程通常包括吸附、洗脱和再生三个步骤。
在吸附步骤中，将含有钴镍元素的溶液与树脂接触，钴镍离子会被树脂上的交换位点所吸附。
树脂选择性吸附钴镍元素的能力取决于交换位点的性质以及钴镍离子与交换位点之间的相互作用。
因此，选择合适的树脂材料和操作条件对于提高吸附效率至关重要。
在洗脱步骤中，通过改变溶液的pH值或其他条件，在不破坏树脂的情况下，使吸附在树脂上的钴镍离子从交换位点上脱附下来。
这一步骤的目的是将吸附的钴镍元素从树脂上释放出来，并且获得高浓度的钴镍溶液。
在再生步骤中，将洗脱后的树脂进行再生，使其恢复到可再次使用的状态。
通过使用适当的溶液来清洗树脂，去除残留的杂质和其他离子，使树脂恢复其吸附和交换能力。
除了离子交换树脂，其他辅助方法也可用于提高钴镍元素的纯度。
例如，通过温度控制、pH调节、溶液浓缩等手段，可以在离子交换过程中进一步提高钴镍元素的纯度。
此外，吸附树脂的选择性也可通过改变交换位点的化学性质或结构来改善。
需要注意的是，在进行钴镍元素的离子交换过程中，要注重环境保护问题。
离子交换树脂的使用会产生废液，其中含有一定浓度的钴镍离子。
合理处理废液以及对树脂进行再生和回收非常重要，以减少对环境的影响。
总结起来，在基于离子交换技术的钴镍元素提纯方法中，树脂是主要的分离材料。
通过合理选择树脂材料、优化操作条件和辅助手段，可以提高钴镍元素的提纯效率和纯度。
化学
P507和Cyanex272混合萃取剂协同萃取分离镍、钴研究钴和镍在工业中占据重要地位。
随着镍、钴消费量的逐年提高与资源的日益枯竭，对镍、钴分离与回收技术的研究就特别值得关注。
镍、钴两种元素在化学元素周期表中同属第三周期第Ⅷ族，因此具有很多相似的物理化学性质，它们的分离一直是冶金工作者重要的研究方向。
目前主要的分离方法有化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换与吸附法，以及浮选法与双水相萃取法等。
溶剂萃取技术具有高选择性、高回收率、流程简单、操作连续化和易于实现自动化等优点，已成为镍、钴分离的主要工业方法。
本文通过比较P507和Cyanex272两种萃取剂的萃取镍、钴的能力，在一定萃取剂浓度、pH值等工艺条件下使两者进行混合协同萃取，通过实验验证了混合萃取剂的协同萃取性。
通过在P507中添加Cyanex272，可以达到较好的镍钴分离效果，同时降低用于溶剂萃取剂的费用，降低生产成本。
2.研究内容试验可行性分析P507和Cyanex272都属于有机磷酸类萃取剂，与镍钴等金属反应都属于阳离子交换反应。
P507对金属萃取能力的大小顺序为：Fe3+>Zn2+>Cu2+≈Mn2+≈Ca2+>Co2+>Mg2+>Ni2+，不同pH值下金属的萃取曲线如左图所示；Cyanex272对金属的萃取能力顺序为：Fe3+>Zn2+>Cu2+>Mn2+>Pb2+>Co2+ >Mg2+>Ni2+，不同pH值下金属的萃取曲线如右图所示。
从图1看出，P507和Cyanex272都是在pH＝5附近时对镍钴进行萃取分离，因此混合剂的协同萃取具有一定的可行性。
1、实验条件的选择（1）协同萃取剂浓度的选择当料液中金属离子浓度一定时且其他条件保持不变，一般萃取率随萃取剂浓度增加而提高。
但萃取剂的浓度也不能太高，浓度太高会使粘度增加，使分相困难，从而造成金属的损失或者是除杂的不净。
镍钴湿法冶金中萃取剂的研究与应用
杂 - 不溶阳极电积工艺，处理多种混合原料。混合原料经过
硫酸浸出后，得到的浸出液经过滤和换热后作为萃取前液
送往萃取工序进行镍钴分离和除杂。Cyanex272 萃取有机
相 组 成 10%（v/v）Cyanex272+90% 轻 质 白 油，配 置 后 氢
离子浓度为 0.1mol/l，皂化率为 40%~60% ；萃取前液经过
Cu ≤ 0.1 ≤ 0.001
Co ≤ 0.1 ≤ 0.005
Fe ≤ 0.1 ≤ 0.001
由上表可知，C272 萃取镍钴溶液中 Co，实现镍钴分离
效果优于 P507，萃取作业率达到 99.5% 以上，同时对 Cu、
Fe、Mn、Zn 等杂质离子除去效果良好。
24 世界有色金属 2021年 11月下
收稿日期 ：２０２１－１１ 作者简介 ：王轩，女，生于 １９９７ 年，河南尉氏县人，学士学位，初级工程师， 主要从事镍湿法冶金方面的研究。
图 1 P204 萃取金属的萃取率 -pH 关系曲线
张愈祖 [6] 等人采用 P204 萃取除杂并分离镍、钴的工艺 流程，综合回收废料中的钴、铜、铁得到优质的氧化钴粉、 铜粉及镍粉等。Huang[7] 等人用 P204 萃取剂在微乳液体系 中 萃 取，获 得 了 较 好 的 镍 钴 分 离 效 果。微 乳 液 萃 取 具 有 高 效、高选择性和低使用有机溶剂的优点，具有较好的萃取效 果，在金属萃取方面有广阔的应用前景。
由 于 P204 对 镍 和 钴 的 萃 取 能 力 相 近，因 此 在 工 业 生 产 中 P204 通 常 被 用 于 Cu、Mn、Zn、Ca 等 杂 质 的 脱 除。 某 厂 使 用 P204 萃 取 除 杂 ——C272 萃 取 分 离 镍 钴 的 工 艺 生 产 硫 酸 镍 溶 液。P204 萃 取 除 杂 段 使 用 的 有 机 相 配 比 为 25%P204+75% 溶剂油，皂化率 40%-60%，设置 8 级镍皂， 6 级洗钠，9 级萃取，9 级洗镍，9 级反萃，7 级再生，3 级洗 氯。产生的萃余液送入 C272 萃取工序镍钴分离后获得硫酸 镍溶液。经过反萃后产生的洗镍液、再生残酸和洗氯水送酸 水中和工序处理后进一步回收镍钴。P204 除杂段萃取前后 溶液成分见表 1。
基于电解析出技术的钴镍元素提纯方法研究
基于电解析出技术的钴镍元素提纯方法研究钴和镍是重要的战略性金属，在工业生产和科技领域中具有广泛的应用。
然而，常见原料中钴和镍的含量较低，需要经过提纯处理才能满足工业要求。
本文将重点研究基于电解析出技术的钴镍元素提纯方法。
电解析出技术是一种常用的提纯方法，它通过电解的方式将钴镍元素从原料中分离出来。
该方法主要依靠钴镍元素与其他杂质元素的电化学差异，利用电场作用将它们分离出来。
该方法具有简单、高效、经济的特点，成为钴镍元素提纯中的重要手段之一。
在电解析出技术中，首先需要选择适当的电解液。
电解液的选择应考虑钴镍元素的电解活性、溶解度以及与电极材料的相容性。
一般而言，氯化钴和氯化镍是常用的电解液，它们既能够溶解钴镍元素，又具有较高的电解效率。
此外，选择合适的电极材料也是非常重要的，一般常用钴作为阳极和镍作为阴极。
电解析出方法的关键是电解条件的控制。
在实验中，适当的电流密度、电解温度和电解时间对于提高提纯效果至关重要。
较高的电流密度可以加快电解速度，但如果电流密度过大，容易造成过度析出和浪费。
较低的电解温度有助于减小电泳效应和不纯物质的析出。
同时，适当的电解时间也需要根据原料的特点和纯度要求来确定，过短的电解时间不能充分析出钴镍元素，而过长的时间则可能导致反应过渡。
除了电解条件的控制，还可以通过添加助剂来增强电解析出效果。
常用的助剂有络合剂和表面活性剂。
络合剂可以与某些金属离子形成络合物，减弱其在电解液中的活性，从而确保有效析出纯净的钴镍元素。
表面活性剂可以改变电极表面的物理性质，提高导电性和均匀析出效果。
基于电解析出技术的钴镍元素提纯方法在实际应用中已经取得了较好的效果。
例如，在镍合金的生产过程中，通过电解析出方法可以有效地提取出需要的钴镍元素，并且对环境没有污染。
另外，在太阳能电池和电动汽车等领域，对高纯度的钴镍元素的需求也在不断增加，电解析出技术成为必不可少的手段。
然而，值得注意的是，电解析出方法仍然面临一些挑战和问题。
分离锌离子,钴离子,镍离子,锰离子的方案
分离锌离子,钴离子,镍离子,锰离子的方案为了实现分离锌离子、钴离子、镍离子、锰离子的目的，可以采取以下方案。
第一步是样品的预处理。
将所需分离的离子从实际样品中分离出来，可以采用化学分析方法如氢化还原法、分解法等。
对于不同的离子，采用不同的样品预处理方法，以保证后续的分离有足够的基础。
第二步是分离锌离子。
常用的方法包括萃取分离、膜分离、吸附分离等。
其中，离子交换吸附法适用于锌离子向下进行分离。
这种方法基于离子之间的电荷交换实现分离，离子的吸附分离是一个可逆反应，使得在特定条件下，将锌离子从溶液中分离出来。
第三步是分离钴离子。
常用的方法包括沉淀分离、离子交换、电化学分离等。
其中，沉淀分离法适用于在碱性条件下将钴离子沉淀出来。
这种方法基于钴离子的一些特性，如钴离子与碱性条件下的氢氧根离子生成具有沉淀性质的氢氧化钴的特性来实现分离。
第四步是分离镍离子。
常用的方法包括沉淀分离、离子交换、萃取分离等。
其中，萃取分离法是显著的方法，可以将镍离子从溶液中去除，根据镍离子在溶液中的化学成分来进行分离。
第五步是分离锰离子。
常用的方法包括沉淀分离、离子交换、电化学分离等。
其中，离子交换活性分离法是一个特别适合锰离子的分离方法，因为它允许锰和其他离子之间的选择性吸附分离。
总体而言，这四种离子的分离可以使用不同的方法进行。
尽管每个方法都有其独特的局限性，但使用一种或多种方法的组合可以显著提高结果的准确性。
通过选择适当的样品处理和分离技术，我们可以得到更精确的结果。
因此，在实验操作之前，需要明确样品的性质和需要分离的离子种类，并为此选择适当的方法。
钴镍的萃取分离38页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
钴镍的萃取分离
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
富钴结壳浸出液中钴镍的N235萃取分离
基金项 目： 国家大洋协会。 十一五 攻关项 目（ Ｙ ０ — ４ ０ — ） Ｄ １５ ０ — １ ４
的萃取曲线 ， ２５萃取金属离子能力的大小顺序为 Ｎ３ Ｚ２ ｎ ＞Ｆ ３ ＞Ｃ ２ ｅ ｕ ＞Ｃ ２ ＞Ｆ ２ Ｎ ｎ ， 液 中 ｏ ｅ ＞ ｉ 溶
氯化物溶 液 中的 ｃ ２ 子能与 溶液 中 的氯 离子 ｏ 离
载有 机相 盐酸反 萃 ， 到氯 化镍 和氯 化钴 的混 合液 ， 得
是行 之有 效 的工 艺 。
形成 络合 阴离子 ［。 ］ ， Ｇａ４卜 而镍难 以形 成络阴离子 ， 呈 阳离子状态存在 ， 故不被 Ｎ ３ 萃取 ， ２５ 留于水相 中 ， 根据 这一特 点可 实 现 钴 与镍 的 萃取 分离 ， 反应 为 ２ ３ ＲＮ＋
Ｎ２ ５属 于 叔 胺 类 碱 性 阴 离 子 萃取 剂 ， ３ 是 ～ Ｃ 为 主 的 混 合 脂 肪 胺 （ 异 辛 胺 ） 叔 胺 的含 量 在 ｍ 三 ， ９ ％以上 ， 业 品为 淡 黄 色液 体 ， 型物 化 性 质 为 ： ７ 工 典
分子 量为 ３ ９ 密 度 ０ ８ ５ ／ｍ３ 沸 点 １ ０ ６ ＂ ４， ．１ ｇ ｃ ， ８ －２ ０ Ｃ， 黏度 １ ０ ．４×１ Ｐ ・ ， ０ ａ Ｓ 表面 张力 ２ ８ Ｎ／ ， ．２ ｍ２ 在水 中 溶 解 度 ０ ０ ｇ Ｌ 。 ． １ ／ ＥＩ ２
维普资讯
第５ ８卷
第 ３期
有
色
金
属
Ｖｏ ． ８， Ｎｏ． １５ ３
Ａｕ ｕ ｔ ２ ０ ０ ６ ｇ ｓ
２ ０ ０ ６ 年 ８ 月
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钴镍协同萃取体系
第18卷第3期1997年 8月化 工 治 金Engineering Chem istry&M etallu rgyV o l118N o13A ug1 1997综述钴镍协同萃取体系张平伟 朱屯(日本科学技术振兴事业团仙台日本) (中国科学院化工冶金研究所 北京 100080)摘 要 评述了自1966年以来报道的有关钴镍协同萃取的文献1主要介绍了磷酸、羧酸以及磺酸类萃取剂与含氮螯合萃取剂或非螯合萃取剂组成的协同萃取体系1此外,对一些由胺类萃取剂加磺酸或羧酸类萃取剂加吡啶羧酸酯组成的协同萃取也作了简单介绍1讨论了这些协同萃取体系萃取钴镍的反应机理、特点及其潜在的应用价值1关键词 钴,镍,协同萃取1 前 言过去几十年的实践表明,溶剂萃取技术已成为有色、稀有、贵金属湿法冶金以及核燃料提取分离中不可缺少的手段之一1采用二(2-乙基己基)磷酸(D2EH PA)[1]、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(PC-88A或P-507)[2]和二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(Cyanex272)[3]等磷(膦)酸类萃取剂,在弱酸性条件下,已在工业上实现钴和镍的分离1在高浓度氯离子存在下,采用长链胺萃取剂(如TOA)选择性萃取钴也可实现钴和镍的分离[4]1然而,在一些情况下,实际体系不能满足这样的条件,例如,铝土矿的酸浸液中微量镍的分离与回收;废脱硫催化剂的完全酸溶解液中钴和镍的回收;电解铜废液中少量镍的除去,等等1在这些体系中,水溶液的酸度较高,而且含有大量铝、铁、铜等杂质元素1由于这些金属的存在,不可能将pH调至太高,而且采用中和法调节pH常常可能增加生产成本1再则,迄今工业上只能从镍中萃取钴,而不能从钴中分离镍1为此,需要研究开发相对低的pH条件下能够有效地分离和回收钴和镍,或从钴中萃镍的萃取体系1一个可能的途径是,应用混合萃取剂的协同效应,在较低的pH下将钴和镍萃取分离1大约30年前,Joe等[5]首先发现了利用D2EH PA和L I X63组成的混合萃取剂对钴和镍有较大的协同萃取效应,从而有可能在低pH下使钴和镍分离1已有大量文章报道了有关钴和镍的协同萃取分离的基础与应用研究1这些研究主要包括以下几个体系:(1)磷酸类萃取剂+螯合羟肟萃取剂(如L I X63);(2)羧酸类萃取剂+螯合羟肟萃取剂;(3)磺酸类萃取剂+螯合羟肟萃取剂;(4)磷酸类萃取剂+非螯合肟萃取剂;(5)羧酸类萃取剂+非螯合肟萃取剂;(6)磺酸类萃取剂+非螯合肟萃取剂1此外,由胺类萃取剂和磺酸类萃取剂组成的协同萃取体系以及由羧酸类萃取剂和吡啶羧酸酯组成的协同萃取体系也有报道1本文就上述钴和镍的协同萃取体系的研究收稿日期:1996-09-09,修回日期:1996-10-23张平伟:男,36岁,博士后,湿法冶金专业状况、萃取机理及其特点和潜在的应用等方面作一系统评述,并提出今后尚需进一步研究和完善的课题12 磷酸类萃取剂+螯合羟肟萃取剂体系[5-12]表1为L I X 63 D 2EH PA 混合溶液萃取钴和镍的pH 015值1表1 L IX 63 D 2EHPA 混合溶液萃取钴和镍的pH 015值T able 1 pH 015of cobalt and nickel extracted w ith m ixed L I X 63 D 2EH PA (20。
钴镍的溶剂萃取分离工艺研究综述
钴镍的溶剂萃取分离工艺研究综述李亮【摘要】介绍了含磷类萃取剂、Cyanex272和胺类萃取剂在不同溶液体系中钴镍分离的应用,并分析了协同萃取体系在钴镍分离中的应用,指出协同萃取体系是今后钴镍分离的发展方向.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】4页(P51-54)【关键词】钴镍分离;溶剂萃取;协同萃取【作者】李亮【作者单位】长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南长沙410011【正文语种】中文【中图分类】TF804.2由于钴镍的化学性质非常相似，在矿床中常共生、伴生，因此在各种含钴废渣中常有镍，如镍冶炼转炉渣、铜冶炼含钴转炉渣、镍精炼含钴渣等。
在各种特殊合金材料、电池材料、催化剂中，也都同时含有钴和镍。
因此在钴的回收中，钴镍分离是最为重要的。
钴镍分离主要有化学沉淀法和溶剂萃取法。
根据钴镍化合物的溶度积差异可以实现化学沉淀分离。
具体采用何种沉淀方法主要取决于溶液中的镍钴比，对镍低钴高的溶液可用硫化沉淀除去镍，对镍高钴低的溶液可用氧化水解沉淀除去钴，沉淀法不太适合钴镍浓度大致相当的溶液。
溶剂萃取技术由于具有高选择性、高直收率、流程简单、操作连续化和易于实现自动化等优点，已成为钴镍分离的主要方法。
已经实现工业应用的萃取剂有脂肪酸、叔胺、磷(膦)类、螯合型萃取剂等。
目前应用最广的萃取剂为含磷类萃取剂、Cyanex272和胺类萃取剂。
1 含磷类萃取剂1.1 P507P507名为2－乙基己基磷酸单脂，是一种酸性磷酸型萃取剂，其结构式如图1所示。
P507对金属离子均具有萃取能力，常用于湿法冶金中金属离子的萃取分离。
它对各种金属的萃取能力不同，其顺序为:Fe3+＞Zn2+＞Cu2+≈Mn2+≈Ca2+＞CO2+＞Mg2+＞Ni2+。
P507的萃取机理是:从式(1)可以看出，阳离子萃取剂在发生萃取行为时，属于质子交换。
所以为了得到足够高的金属萃取率，就要中和萃取时析出与被萃金属等当量的酸，以维持萃取体系的pH值。