首页 高压浸出 搅拌浸出 数字孪生 湿法冶金 溶剂萃取
金属回收 2024-09-30 20:24:34

镍的提取工艺(铜钴镍萃取分离)

一、镍的镍萃钴镍分离萃取剂的提取铜钴选择

现在国内最常用到的是P507。

但是工艺P507仍然存在以下三个缺点:

(1)由于分离系数的局限,对于高镍低钴的取分硫酸盐溶液分离有困难;

(2)P507对钙、镁有一定的镍的镍萃萃取,特别是提取铜钴部分钙共萃进人有机相,当采用硫酸(或硫酸盐)

洗涤或反萃时将产生硫酸钙沉淀而影响正常操作;

(3)含铁的工艺P507有机相反萃取比较困难,要用4~6mo Z的取分盐酸溶液才能反萃完全。

80年代后期美国氰胺公司(现为CYTEC公司)合成的镍的镍萃新萃取剂Cyanex272可以解决上述问题,它对钴/镍的提取铜钴分离系数比同样条件下的P507又高出了一个数量级,而且对钙、工艺镁较少萃取,取分反铁也比较容易,镍的镍萃因此可以用于净化台钻浓度很低的提取铜钴硫酸镇溶液。

用Cyartex27Z分离钴、工艺镍,可以得到纯度更高的镍、钴溶液,同时可以减少萃取级数,避免CaSO 4对萃取操作的影响,取消HCI洗铁工序,改善车问的环境。高冰镍采用硫酸选择性浸出工艺,提出液用Cyanex272。

二、钴镍萃取的铜钴镍分离工艺实例

处理硫化铜镍矿,一般采用选矿、熔炼和吹炼获得高冰镍,然后再用浮选法使铜镍分离,铜、镍精矿再分别送冶炼产出金属铜和金属镍,在冶炼过程中综合回收钴和铂族元素,某铜镍硫化矿的原则工艺流程如下:详见流程图:

品位较高的铜镍矿可以直接送去冶炼获得高冰镍,只有贫的铜镍矿才进行选矿。浮选获得的铜镍混合精矿经过冶炼得出的高冰镍,其分离方法有熔炼法、水冶法和浮选法,而浮选法是较经济且有效的方法之一,我国某铜镍矿系采用浮选法分离高冰镍。该厂的高冰镍的物相组成是硫化镍(Ni3S2)、硫化铜〔(Cu2S2)2FeS+Cu2S〕、合金(Cu—Ni—Fe)、金属铜(Cu)以及少量的磁铁矿(Fe3O4)和残渣。其中硫化镍和硫化铜的含量占90%以上。因此,铜镍分离的关键是硫化镍和硫化铜的分离。高冰镍经磨碎后,铜镍硫化物的粒子互相解离,在强碱性溶液中(PH12~12.5),加入丁黄药进行浮选。此时硫化镍被抑制,硫化铜上浮,达到分离的目的。这一新工艺成功的被应用,使我国铜镍分离技术达到了国际先进水平。

三、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。

四、钴镍萃取的萃取法介绍

萃取法分离金属离子作为现代冶金的主要手段,已经得到广泛应用,自上世纪50年代在铜湿法冶金中得到应用,并且取得巨大成功以后,相继在很多领域,比如钴镍冶金、稀土冶金、钨钼冶金、钽铌冶金、核工业冶金中得到大量应用,并且得到了巨大的经济效益。

五、萃取分离法

(1)铜试剂

在pH8.5~9,铜(Ⅱ)与铜试剂形成可被乙酸乙酯、甲苯、三氯甲烷或四氯化碳萃取的配合物。加入EDTA后,铁、锰、钴、镍、锌、铋等不被萃取。若铜试剂加入铅盐、锑盐或镉盐,在微酸性介质中萃取铜,可以提高选择性。

(2)铜铁试剂

铜与铜铁试剂的化合物溶于三氯甲烷或甲苯和硝基苯的混合液中,在1.2mol/LHCl中与铜铁试剂-三氯甲烷萃取铜是完全的。铁有影响,加入6mol/LNH4OH使铜形成铜氨配离子与铁分离后再萃取。

(3)二硫腙

在0.1mol/LHCl介质中,0.01g/L二硫腙-四氯化碳溶液可萃取铜(Ⅱ)形成紫色配合物,锰、铅、锌、镍、钴等不被萃取,金、银、钯、铋和汞一起萃取。加0.1mol/L溴化物或碘化物可掩蔽银、铋和汞。也可用等体积的20g/LKI-0.01mol/LHCl洗涤有机相,使银、铋和汞进入水相。大量Fe3+会氧化二硫腙,可在6mol/LHCl中用甲基异丁基甲酮萃取分离。钯预先用丁二酮肟萃取分离。在pH9时,有钙离子和EDTA存在下萃取铜时,铅、锌、铋、镍、钴、镉、铊不被萃取。

(4)8-羟基喹啉

在pH6.45,有钙和乙酸钠存在下,加入EDTA作掩蔽剂,铜可被8-羟基喹啉-三氯甲烷萃取而与铁、钴、镍、锰和铝分离。钼、钒、钛和铀有干扰。

(5)新亚铜灵

在pH4~7.6,加柠檬酸掩蔽铁,以抗坏血酸或盐酸羟胺还原铜为一价,加入新亚铜灵[2,9-二甲基邻菲啰啉(C14H12N2·1/2H2O)],用1,2-二氯乙烷萃取铜。

(6)N-乙酰基新菸碱-硫氰酸盐

在pH4.6缓冲溶液中,加氟化铵掩蔽铁、铝,铜(Ⅱ)与N-乙酰基新菸碱-硫氰酸盐形成的配合物可被三氯甲烷萃取。铜与镍、钴、镉、铅、锌、铬、钒、锰、钨、铋、钙、镁、钼、铀等元素分离。

(7)反萃取法

铜与有机试剂形成的配合物经有机溶剂萃取后,再将铜反萃取于水相中,进一步与干扰元素分离的方法有二安替比林甲烷法、二丁基二硫代磷酸法、N-十二烯(三烷基甲基)胺(LA-1)法等。

参考资料:选矿在线分析仪