CN114058845A

CN114058845A - 一种利用p204和n235在氯化镍溶液中联合萃取的方法

Info

Publication number: CN114058845A
Application number: CN202111308329.0A
Authority: CN
Inventors: 陈胜利; 吉永亮; 贺景洲; 辛怀达; 郭胜旭; 周通; 卢建波; 张军; 赵明郁
Original assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Current assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2022-02-18

Abstract

本发明涉及湿法有色冶金萃取技术领域，公开了一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，包括：调节氯化镍溶液pH为3.5‑4；将20％的P204和80％的磺化煤油配比混合均匀获得萃取除杂有机相，将萃取除杂有机相皂化处理后获得的皂化有机相加入到氯化镍溶液中进行萃取得到第一萃余液；将20％的N235、14％的异辛醇和66％的磺化煤油配比混合均匀获得镍钴分离有机相，将镍钴分离有机相酸化处理后获得的酸化有机相加入到第一萃余液中进行萃取得到第二萃余液。本发明现有溶剂萃取法以N235作为单一萃取剂进行镍钴分离回收时，对部分金属离子不能有效去除和容易由于“锌中毒”导致N235萃取剂性能被破坏的问题。

Description

一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法

技术领域

本发明涉及湿法有色冶金萃取技术领域，具体是指一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法。

背景技术

目前，溶剂萃取法在镍钴分离回收的应用中具有高选择性、高回收率、流程简单、操作连续化和易于实现自动化等优点，并且应用广泛、成熟，相比化学沉淀法、离子交换和吸附法除杂深度更高。

利用溶剂萃取法进行镍钴分离的萃取剂主要有P507、C272和N235，然而，在氯化镍溶液中利用磷酸类萃取剂进行镍钴分离的研究较少，而N235在氯化镍溶液中镍钴分离的效果较好。对于胺类萃取剂N235早在20世纪70年代挪威鹰桥公司克里斯蒂安松就利用17％的N235进行镍钴分离，日本住友新居滨厂也采用N235进行镍钴分离，同时，早期在国内成都电冶厂和重庆冶炼厂均采用N235溶剂萃取进行镍钴分离。

虽然N235在氯化镍溶液中有较好的镍钴分离效果，但是对部分金属离子不能有效去除，如Ca、Mg和Mn，而且N235萃取剂容易由于“锌中毒”导致萃取剂性能被破坏。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，解决了现有溶剂萃取法以N235作为单一萃取剂进行镍钴分离回收时，对部分金属离子不能有效去除和容易由于“锌中毒”导致N235萃取剂性能被破坏的问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，包括：

调节氯化镍溶液pH为3.5-4；

将20％的P204和80％的磺化煤油配比混合均匀获得萃取除杂有机相，将萃取除杂有机相皂化处理后获得的皂化有机相加入到氯化镍溶液中进行萃取得到第一萃余液，第一萃余液中Cl^-≥270g/L；

将20％的N235、14％的异辛醇和66％的磺化煤油配比混合均匀获得镍钴分离有机相，将镍钴分离有机相酸化处理后获得的酸化有机相加入到第一萃余液中进行萃取得到第二萃余液，第二萃余液为纯净的氯化镍溶液。

进一步的，皂化处理通过利用4mol/L的氢氧化钠对萃取除杂有机相进行皂化，皂化率为50％。

进一步的，酸化处理通过利用5mol/L的盐酸对镍钴分离有机相进行酸化。

进一步的，皂化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1.5∶1。

进一步的，酸化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1∶1。

进一步的，将镍精矿氯化浸出获得浸出液；将所述浸出液经置换沉铜和针铁矿除铁后获得氯化镍溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是通过P204与N235联合萃取，利用P204先对Ca、Mg、Mn和Zn进行分离，再通过N235进行镍钴分离，进一步去除Cu、Fe、Co和Zn等金属离子，在提高了容易中杂质去除效果的同时，有效解决了N235镍钴分离段N235“锌中毒”问题，避免了单一萃取剂在氯化镍溶液中的局限性，同时缩短了工艺流程，降低了生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参阅图1，一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，包括：

S101，调节氯化镍溶液pH为3.5-4；

具体的，氯化镍溶液的获取方法包括：将镍精矿氯化浸出获得浸出液；将所述浸出液经置换沉铜和针铁矿除铁后获得氯化镍溶液。

其中，氯化镍溶液是通过氧化还原电位460mV-510mV和反应温度100℃-115℃条件下通过氯气选择性浸出的溶液，该氯化镍溶液经过置换沉铜和针铁矿除铁后作为萃前液在后续进行P204-N235联合萃取。通过实验可知，该萃前液的Cu、Fe、Co、Zn、Ca、Mg和Mn基本含量为表1所示。

表1萃前液化学成分表(g/L)

Ni	Cu	Fe	Co	Zn	As	Ca	Mg	Mn	Cl<sup>-</sup>
										227.19	0.071	0.0026	2.24	0.0046	0.00017	0.62	0.34	0.11	354.16

S102，将20％的P204和80％的磺化煤油配比混合均匀获得萃取除杂有机相，将萃取除杂有机相皂化处理后获得的皂化有机相加入到氯化镍溶液中进行萃取得到第一萃余液，第一萃余液中Cl^-≥270g/L；

其中，利用P204萃取分离Ca、Mg、Mn和Zn，同时，对其他杂质金属离子Cu、Fe和Co进行初步净化。

具体的，P204的萃取机理为：

R-OH+NaOH＝R-ONa+H2O

2R-ONa+Me²⁺＝(R-O)₂Me+2Na⁺

其中，Me表示金属离子，包括Cu²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Mn²⁺等金属离子。

其中，由于P204对锌离子的净化除杂作用，避免了后续N235进行镍钴分离时，由于“锌中毒”导致N235萃取剂性能被破坏的问题。

优选的，皂化处理通过利用4mol/L的氢氧化钠对萃取除杂有机相进行皂化，皂化率为50％。

优选的，皂化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1.5∶1。

S103，将20％的N235、14％的异辛醇和66％的磺化煤油配比混合均匀获得镍钴分离有机相，将镍钴分离有机相酸化处理后获得的酸化有机相加入到第一萃余液中进行萃取得到第二萃余液，第二萃余液为纯净的氯化镍溶液。

其中，利用N235进行镍钴分离，进一步去除Cu、Fe、Co和Zn等金属离子。

其中，N235的萃取机理为：

R₃N+HCl＝R₃NHCl

nR₃NHCl+[MeCl₄]n^-＝(R₃NH)nMeCl₄+nCl^-

其中，Me表示金属离子，包括Cu²⁺、Fe³⁺、Co²⁺和Zn²⁺等金属离子。

优选的，酸化处理通过利用5mol/L的盐酸对镍钴分离有机相进行酸化。

优选的，酸化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1∶1。

实施例1：

步骤一，调节氯化镍溶液pH为3.5-4；

步骤二，进行P204萃取除杂，P204萃取除杂条件为有机配比为20％的P204和80％的磺化煤油，相比O/A＝1.5∶1，pH4.0，皂化率50％，反应温度40-50℃；

步骤三，进行N235镍钴分离，N235镍钴分离条件为有机相配比为20％的N235、14％的异辛醇和66％磺化煤油，相比O/A＝1∶1，Cl^-浓度≥270g/L，反应温度40-50℃。

实验结果如表2所示：

表2P204-N235联合萃取时，第二萃余液化学成分(g/L)

Ni	Cu	Fe	Co	Zn	As	Ca	Mg	Mn	Cl<sup>-</sup>
										198.25	0.0011	0.0012	0.001	0.0001	0.0001	0.0018	0.0011	0.0011	289.56

实施例2：

步骤一，调节氯化镍溶液pH为3.5-4；

步骤二，进行N235镍钴分离，N235镍钴分离条件为有机相配比为20％的N235、14％的异辛醇和66％磺化煤油，相比O/A＝1∶1，Cl^-浓度≥270g/L，反应温度40-50℃；

步骤三，进行P204萃取除杂，P204萃取除杂条件为有机配比为20％的P204和80％的磺化煤油，相比O/A＝1.5∶1，pH4.0，皂化率50％，反应温度40-50℃。

实验结果如表3所示：

表3N235-P204联合萃取时，第二萃余液化学成分(g/L)

Ni	Cu	Fe	Co	Zn	As	Ca	Mg	Mn	Cl<sup>-</sup>
										203.11	0.0012	0.0014	0.001	0.0001	0.00017	0.0014	0.0012	0.001	298.25

结合实施例1和实施例2可知，两种萃取剂的联合萃取顺序对萃余液化学成分影响不大。当进行P204-N235联合萃取时，萃前液pH3.5-4.0，可直接进行P204萃取除杂，为了减少P204萃取造成的镍钴损失，可将洗镍钴酸并入P204萃余液中，再进行N235镍钴分离，同时N235萃取剂容易“锌中毒”，优先进行P204萃取除杂有利于防止N235“锌中毒”。

当进行N235-P204联合萃取时，经N235镍钴分离后萃余液pH1.0-1.5，需要利用碳酸镍/碳酸钠调节N235萃余液pH至3.5-4.0，此过程必然会产生沉淀物，需过滤处理后再进行P204萃取除杂，所以为了减少因调节pH而增加的过滤系统和镍离子的损失，P204-N235的联合萃取顺序更优。

因此，在氯化镍溶液中以P204和N235进行萃取除杂和镍钴分离，P204-N235联合萃取效果优于N235-P204联合萃取效果。P204-N235联合萃取的过程中，P204试验结果表明，在有机配比20％的P204和80％的磺化煤油、相比O/A＝1.5∶1、pH4.0、皂化率50％、反应温度40-50℃时除杂效果较优，萃余液中的Ca、Mg和Mn含量分别为0.0018g/L、0.0011g/L和0.0011g/L；针对P204萃余液利用N235进行镍钴分离，N235的萃取技术条件为有机相配比20％的N235、14％的异辛醇和66％的磺化煤油、相比O/A＝1∶1、Cl^-浓度≥270g/L、反应温度40-50℃，经N235萃取后萃余液中Ni、Cu、Fe、Co和Zn的含量分别为198.25g/L、0.0011g/L、0.0012g/L、0.001g/L和0.0001g/L，达到了生产高品质电积镍的新液要求。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于，包括：

调节氯化镍溶液pH为3.5-4；

将20％的P204和80％的磺化煤油配比混合均匀获得萃取除杂有机相，将所述萃取除杂有机相皂化处理后获得的皂化有机相加入到所述氯化镍溶液中进行萃取得到第一萃余液，所述第一萃余液中Cl^-≥270g/L；

将20％的N235、14％的异辛醇和66％的磺化煤油配比混合均匀获得镍钴分离有机相，将所述镍钴分离有机相酸化处理后获得的酸化有机相加入到所述第一萃余液中进行萃取得到第二萃余液，所述第二萃余液为纯净的氯化镍溶液。

2.根据权利要求1所述的一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于：

所述皂化处理通过利用4mol/L的氢氧化钠对所述萃取除杂有机相进行皂化，皂化率为50％。

3.根据权利要求1所述的一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于：

所述酸化处理通过利用5mol/L的盐酸对所述镍钴分离有机相进行酸化。

4.根据权利要求1所述的一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于：

所述皂化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1.5∶1。

5.根据权利要求1所述的一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于：

所述酸化有机相的萃取条件为反应温度40℃-45℃，相比O/A＝1∶1。

6.根据权利要求1所述的一种利用P204和N235在氯化镍溶液中联合萃取的方法，其特征在于：

将镍精矿氯化浸出获得浸出液；

将所述浸出液经置换沉铜和针铁矿除铁后获得氯化镍溶液。