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溶剂萃取 2024-09-30 16:23:47

p507萃取钴的工艺流程(p204萃取分离钴镍)

一、萃程p萃p204萃取剂和P507萃取剂有什么危险性吗

没有。取钴

其实p204和p507的艺流毒性不强,如果萃取设备的密封性不好或者现场通风不好,最多就是难闻一些,对身体没什么特别大的危害和影响,属于低毒味苦。分离另外萃取剂主要在有色金属湿法冶金行业应用广泛,钴镍比如铜、萃程p萃锌、取钴钴镍、艺流镉、分离金银、钴镍铂系金属、萃程p萃稀土等行业。取钴

萃取剂使用注意事项

萃取剂要具备较好的艺流选择性。萃取剂在萃取中要对欲萃取溶质起到良好的分离溶解作用,对诸如稀释剂等其他溶液组分要做到不溶或少溶,钴镍在溶液组分选择上,萃取剂应具备明确的指向性。

萃取剂要具备较好的物理性质。这是基于萃取剂物理性质会给萃取操作施加影响。

萃取剂要具备较好的化学稳定性。萃取剂化学稳定性是否完好,直接关系到萃取操作过程的安全性,因此,应优选腐蚀性较小,聚合、分解反应较弱,抗氧化及热稳定性较强的类型。

二、钴镍萃取的主要萃取体系

一、铵盐中的萃取体系

在钴镍冶金中,由于原矿的品味一般很低,所以会先选矿富集,在选矿富集过程中,通过还原熔炼,得到高锍镍,通过加压氨浸出,得到钴氨络离子、镍氨络离子。然后用萃取剂比如叔碳羧酸Versatic911、二(2-羟基-5-辛基)苯甲胺等萃取分离。

二、络阴离子萃取体系

主要是胺萃取剂如2-乙基己基污、N235。由于钴镍金属离子与氯离子都能结合成阴离子,胺萃取剂能够从溶液中萃取阴离子。

三、阳离子萃取体系

主要是酸性萃取剂,在钴镍中主要从硝酸盐体系、硫酸盐体系萃取分离钴镍离子。在工业上也应用的最为广泛的萃取剂是P204、P507。P204主要用于钴镍的初步除杂、而P507主要用于钴镍的深度除杂以及钴镍分离。在钴镍浸出过程中,其他金属离子也会浸出进入溶液,比如铁铝锌锰钙铬镉铅镁等等,一般先用化学法把大量的铁铝铬钙除去,用P204萃取除少量的铁铝铬钙,大量的锌锰,以及部分铜。而P507再深度除掉剩余的杂质如镁等,以及分离钴镍。由于钙在反萃过程中会形成碳酸钙沉淀,而镁在P507除杂,由于与钴镍的萃取曲线靠的很近,所以有些公司会先用氟化铵除去钙镁。对于铜,由于经常会与钴镍矿伴生,所以考虑综合回收利用,会先用铜萃取剂捞铜后再送P204除杂。

三、钴镍萃取的萃取基本操作流程

一、调节合适的萃取pH,酸性萃取剂对溶液pH比较敏感,所以保持合适的溶液pH既保证萃取,又可保证金属的分离,用P204、P507一般要求pH在3.5-4.0。

二、控制合适的相比,搅拌速度、混合时间。在发生萃取时,一般萃取级数会确定,如果相比不合适,会降低钴镍的收率。萃取其实就是一个混合澄清的过程,如果搅拌速率不合适,就会导致混相,在澄清段分相不好,就会污染料液,混合时间不合适会导致萃取效率低下。

三、反萃酸度以及反萃相比。反萃就是一个分离与富集的过程,考虑到下一步的处理需要一定浓度的料液,所以反萃酸度就控制着料液的浓度。比如用1.5moL/L的酸反萃,会得到约45g/L的钴镍料液。用3.5moL/L的酸反萃,会得到约100g/L的钴镍料液。

四、对萃取过程的监控。一般每2小时,需要把各级数的料液的杂质分析检测,以判断萃取分离的好坏。

五、油份的除去。

主要有三种措施:

(1)静置分离,用一个比较高的储桶,上部进料,下部出料,油份由于密度小会悬浮在料液上部。

(2)活性炭除油,就是在一个活性炭的储桶里,让料液从其中经过。

(3)超声波除油,通过超声波的能量,破除乳化,加速油与水的分离。

四、P2O4的性质是什么

性质:无色或谈黄色透明油状液体,燃点233度,溶于乙醇,丙酮等有机溶剂,不溶于水。用途:用于稀土,镍,钴及其它金属提取分离。使含钴滤饼中的钴与镍、铜等分离并制成钻产品的过程,为含钻铜镍矿回收钻的方法之一。工业上采用硫酸或盐酸溶解含钴滤饼,所得溶液经除铁、铜等杂质后再进行钴、镍分离,然后从纯钴溶液制取金属钴或氧化钴产品,其原则流程如图。

在镍电解精炼过程中,钴与镍一起进入阳极液,阳极液除钴时钴以高价氢氧化钴的形式进入滤饼(钴渣)。滤饼通常含钴6%~7%,含镍25%~30%。

硫酸溶解用硫酸溶解含钴滤饼必须加入还原剂,如通入二氧化硫或加入亚硫酸钠等。目的在于将三价钴还原成二价钴:

2Co(OH)3+SO2+H2SO4=2CoSO4+4H2O

2Co(OH)3+Na2SO3+2H2SO4=2CoSO4+Na2SO4+5H2O

含钴滤饼在溶液pH1.5~2.0、溶解温度333~343K的条件下,用硫酸溶解4h,钴的溶解率可达到99.5%以上,镍、铁、铜等也生成可溶性硫酸盐进入溶液。

溶解液可采用氧化中和法除铁。自20世纪70年代发展起来的铁矾法(见黄钾铁矾法)和针铁矿法除铁方法可以获得过滤性能良好、含镍钴低的黄钠铁矾渣:

3Fe2(SO4)3+Na2SO4+12H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6H2SO4

这种除铁方法的关键是要把溶解温度严格控制在363K以上,并不断加入碳酸钠中和反应过程放出的硫酸,使成矾过程的pH值保持在1.5~2.0。

除铁后的溶液还要进一步除去铜等杂质并进行钴、镍分离。传统的作法是采用硫化钠使铜生成CuS沉淀而除去,再用两段氯气加碱中和沉淀钴。第一次沉淀钴得到的氢氧化钴滤饼,其钴与镍的量比只有(10~20):1。将此滤饼用硫酸溶解,然后进行第二次氯气溅钴。此二次氢氧化钴滤饼中的钴镍量比可达200:1以上。二次氢氧化钴滤饼经煅烧、还原熔炼、铸成粗钴阳极送电解精炼,即可以得到电解钴。从钻滤饼到金属钴全流程钻的回收率为78%~82%。

溶剂萃取作为一种分离和提取金属的手段具有处理能力大、分离效果好、回收率高、操作简单又易于实现自动化等优点,近年来在钴、镍的湿法冶金中得到了广泛的应用。20世纪50年代苏联即采用脂肪酸萃取法除去钴溶液中的铜和铁,中国于60年代也曾采用过这种除铜、铁的方法。70年代以后采用烷基磷酸类萃取剂D2EHPA萃取除去硫酸盐溶液中的铜、锌、锰等杂质并进一步分离钴、镍获得成功。D2EHPA分子中既有能和金属离子发生置换反应的H+离子,又有能和金属离子形成配位键的磷酰基,所以能与/金属形成螯合型萃合物。萃取二价、三价金属离子的反应可简单地表示(HX代表D2EHPA)为:

D2EHPA萃取某些金属离子的次序是:Fe3+>2n2+>Cu2+>Fe2+>Mn2+>Co2+>Ni2+。美国黄铁矿公司(The Pyrites Co)的威明顿(Wilmington)钴厂于1970年在工业上用D2EHPA萃取除去硫酸盐溶液中的杂质。中国在1984年将相当于D2EHPA的P204萃取除杂质用于从镍系统钴渣制取纯氧化钴粉的工业生产中,铜、锰、锌的除去率均大于99%。

除去杂质以后的硫酸盐溶液可采用P204在323K温度下萃取分离钴、镍。1978年日本矿业公司采用代号为PC-88A的酸性膦酸酯萃取剂从含钴、镍的硫酸盐中分离钴、镍,镍、钴分离系数比在同样条件下的P204高至上百倍,可用较少的萃取级数在室温下实现钴、镍的深度分离。中国于1984年已将与PC-88A相类似的萃取剂P507用于从镍生产系统产出的钴渣中生产纯氧化钴粉。萃取中获得的氯化钴溶液用草酸铵沉淀钴,然后煅烧得到纯氧化钴粉。这种氧化钴粉可以直接用于制造硬质合金。从钴渣到氧化钴粉全流程钴的回收率达到88%~90%。这种工艺流程简短,金属回收率高,产品质量好,有利于环境保护。

盐酸溶解用盐酸溶解含钴滤饼时,钴生成氯化钴:

2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+6H2O

含钴滤饼中的铁、镍、铜等也生成可溶性的氯化物进入溶液。除铁可以采用化学沉淀法,也可以采用溶剂萃取法。除铁所用的萃取剂主要是醇类(如仲辛醇)和中性磷类化合物(如磷酸三丁酯)。除铁以后的溶液可以采用胺类萃取剂进行钴、镍分离。因为在氯化物溶液中钴可与氯离子形成阴离子配位离子CoCI42-,而镍却不能与之形成配位离子,故钴可被选择萃入有机相中。中国在20世纪60年代已将溶剂萃取法用在从含钴滤饼盐酸浸出液回收钴的工业生产中。氯化钴液采用离子交换法深度净化除去微量铅、锌、铜、镍、铁等杂质,然后进行电解沉积生产电钴。全流程钴的回收率达到90%。

前苏联诺里尔斯克镍联合企业在镍生产系统中产出的钴滤饼采用盐酸溶解,脂肪酸萃取除铜、铁并分离钴、镍,最后经电解沉积产出电解钴。

参考资料:金属回收