公布日：2024.06.21
申請日：2024.04.22
分類號：C22B23/00(2006.01)I;C22B3/06(2006.01)I;C22B3/42(2006.01)I;C22B3/38(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種混合礦浸出液萃取除雜的方法，首先采用高氯酸對硫化鎳與紅土鎳的混合礦浸出得到浸出液，高氯酸本身具備強氧化性，因此浸出時無需加壓或者添加氧化劑；通過采取協(xié)同萃取劑，雜質(zhì)離子的選擇性好且萃取率高，協(xié)同萃取劑還可以循環(huán)使用；在不引入新的雜質(zhì)離子的情況下，將有機相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對混合礦浸出液進行萃取，最終可以得到高純度的硫酸鎳溶液；所述方法操作簡單、除雜效果好，適用于工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種混合礦浸出液萃取除雜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)將硫化鎳與紅土鎳的混合礦采用高氯酸浸出，所得浸出液經(jīng)過濃縮處理，得到混合礦浸出液；(2)將第一有機相與步驟(1)所得混合礦浸出液混合進行第一萃取，分相后得到含鎳鎂的萃余液；(3)將第二有機相與步驟(2)所得含鎳鎂的萃余液混合進行第二萃取，分相后得到硫酸鎳溶液；步驟(2)所述第一有機相為第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相經(jīng)過鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第一有機相；步驟(3)所述第二有機相為第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相經(jīng)過鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第二有機相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述高氯酸的濃度為1-8mol/L；優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理采用離子交換樹脂進行；優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理中控制離子交換樹脂床的流速為1-8BV/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相中，第一協(xié)同萃取劑為10-60wt％，余量為稀釋劑；優(yōu)選地，所述第一協(xié)同萃取劑包括P204與P507；優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第一協(xié)同萃取劑中，P204為10-90wt％，余量為P507。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相中，第二協(xié)同萃取劑為10-60wt％，余量為稀釋劑；優(yōu)選地，所述第二協(xié)同萃取劑包括P507與C272；優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第二協(xié)同萃取劑中，P507為10-90wt％，余量為C272；優(yōu)選地，所述稀釋劑包括磺化煤油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述鈉皂的皂化度為10％-70％；優(yōu)選地，所述鎳皂的皂化度為10％-80％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述混合礦浸出液中，鎳離子濃度為80-120g/L，鈷離子濃度為5-15g/L，雜質(zhì)金屬離子總濃度為20-30g/L；優(yōu)選地，所述雜質(zhì)金屬離子包括錳離子、鎂離子、銅離子以及鋅離子；優(yōu)選地，所述雜質(zhì)金屬離子還包括鈣離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述第一萃取的萃取相比O/A為(0.2-5):1；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的溫度為20-70℃；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的混合轉(zhuǎn)速為150-450rpm；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的時間為0.05-0.5h；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取為2-8級逆流萃取。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述分相后得到含雜質(zhì)的有機相，所述含雜質(zhì)的有機相經(jīng)過第一反萃與再生，得到第一協(xié)同萃取劑并循環(huán)利用；優(yōu)選地，所述第一反萃所用酸劑的濃度為0.1-6mol/L。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述第二萃取的萃取相比O/A、溫度、混合轉(zhuǎn)速以及時間與步驟(2)所述第一萃取的萃取相比O/A、溫度、混合轉(zhuǎn)速以及時間相同；優(yōu)選地，步驟(3)所述第二萃取為2-8級逆流萃取。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述分相后得到含雜質(zhì)的有機相，所述含雜質(zhì)的有機相經(jīng)過第二反萃與再生，得到第二協(xié)同萃取劑并循環(huán)利用；優(yōu)選地，所述第二反萃所用酸劑的濃度與所述第一反萃所用酸劑的濃度相同。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種混合礦浸出液萃取除雜的方法，采用高氯酸從硫化鎳與紅土鎳的混合礦中浸出金屬離子，并從浸出液中萃取除去雜質(zhì)離子，并且不引入新的雜質(zhì)，具有除雜質(zhì)效果好、操作簡單的優(yōu)點。
為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種混合礦浸出液萃取除雜的方法，所述方法包括如下步驟：
(1)將硫化鎳與紅土鎳的混合礦采用高氯酸浸出，所得浸出液經(jīng)過濃縮處理，得到混合礦浸出液；
(2)將第一有機相與步驟(1)所得混合礦浸出液混合進行第一萃取，分相后得到含鎳鎂的萃余液；
(3)將第二有機相與步驟(2)所得含鎳鎂的萃余液混合進行第二萃取，分相后得到硫酸鎳溶液；
步驟(2)所述第一有機相為第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相經(jīng)過鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第一有機相；步驟(3)所述第二有機相為第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相經(jīng)過鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第二有機相。
本發(fā)明提供的混合礦浸出液萃取除雜的方法，首先采用高氯酸對硫化鎳與紅土鎳的混合礦浸出得到浸出液，高氯酸本身具備強氧化性，因此浸出時無需加壓或者添加氧化劑；通過采取協(xié)同萃取劑，與單一萃取劑相比，雜質(zhì)離子的選擇性好且萃取率高；在不引入新的雜質(zhì)離子的情況下，將有機相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對混合礦浸出液進行兩段萃取，最終可以得到高純度的硫酸鎳溶液。
本發(fā)明中將有機相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，具體地說，是首先采用鈉皂將鈉離子引入有機相，有機相與水相接觸發(fā)生離子交換，水相中的雜質(zhì)離子進入有機相，有機相中的鈉離子進入水相，最終得到的水相為含鎳、鈉溶液，鈉皂后先用鎳離子與鈉離子進行交換使有機相中的陽離子變成鎳離子，然后再與水相接觸發(fā)生離子交換，鎳離子進入水相，雜質(zhì)離子進入有機相，這時溶液中僅有鎳離子，從而能夠得到高純度的硫酸鎳溶液。
優(yōu)選地，步驟(1)所述高氯酸的濃度為1-8mol/L，例如可以是1mol/L、3mol/L、5mol/L、6mol/L或8mol/L，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理采用離子交換樹脂進行。
本發(fā)明中采用離子交換樹脂進行濃縮處理，離子交換樹脂本身具有陰、陽離子，陽離子交換樹脂是由磺酸基、羧基以及苯酚基構(gòu)成，其中的氫離子會與溶液中的金屬離子進行交換，把有用金屬離子交換到樹脂上，交換下來氫離子到溶液中，而溶液中留下雜質(zhì)離子，再把樹脂上有用的金屬離子采用解析劑硫酸進行解析、濃縮，從而實現(xiàn)了初步除雜濃縮的效果；
另外，需要說明的是，本發(fā)明所得硫酸鎳溶液中的硫酸根離子一方面來自硫化鎳礦中的硫經(jīng)氧化得到的硫酸鹽，另一方面來自濃縮處理中的解析劑硫酸，而步驟(1)所述浸出液經(jīng)過濃縮處理，其中的氯離子在樹脂解析時已轉(zhuǎn)為硫酸根離子。
優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理在常溫下進行。
優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理中控制離子交換樹脂床的流速為1-8BV/h，例如可以是1BV/h、3BV/h、5BV/h、6BV/h或8BV/h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相中，第一協(xié)同萃取劑為10-60wt％，余量為稀釋劑。
所述第一協(xié)同萃取劑的質(zhì)量百分含量為10-60wt％，例如可以是10wt％、20wt％、30wt％、40wt％或60wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述第一協(xié)同萃取劑包括P204與P507。
優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第一協(xié)同萃取劑中，P204為10-90wt％，余量為P507。
所述第一協(xié)同萃取劑中P204的質(zhì)量百分含量為10-90wt％，例如可以是10wt％、30wt％、50wt％、70wt％或90wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機相中，第二協(xié)同萃取劑為10-60wt％，余量為稀釋劑。
所述第二協(xié)同萃取劑的質(zhì)量百分含量為10-60wt％，例如可以是10wt％、20wt％、30wt％、40wt％或60wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述第二協(xié)同萃取劑包括P507與C272。
優(yōu)選地，以總質(zhì)量百分含量為100wt％計，所述第二協(xié)同萃取劑中，P507為10-90wt％，余量為C272。
所述第二協(xié)同萃取劑中，P507的質(zhì)量百分含量為10-90wt％，例如可以是10wt％、30wt％、50wt％、70wt％或90wt％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述稀釋劑包括磺化煤油。
優(yōu)選地，所述鈉皂的皂化度為10％-70％，例如可以是10％、20％、50％、60％或70％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述鎳皂的皂化度為10％-80％，例如可以是10％、30％、60％、70％或80％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，對所述鎳皂后得到的硫酸鈉溶液進行回收處理。
優(yōu)選地，步驟(1)所述混合礦浸出液中，鎳離子濃度為80-120g/L，鈷離子濃度為5-15g/L，雜質(zhì)金屬離子總濃度為20-30g/L。
所述混合礦浸出液中鎳離子濃度為80-120g/L，例如可以是80g/L、90g/L、100g/L、110g/L或120g/L，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
所述混合礦浸出液中鈷離子濃度為5-15g/L，例如可以是5g/L、8g/L、10g/L、12g/L或15g/L，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
所述混合礦浸出液中雜質(zhì)金屬離子總濃度為20-30g/L，例如可以是20g/L、22g/L、25g/L、28g/L或30g/L，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述雜質(zhì)金屬離子包括錳離子、鎂離子、銅離子以及鋅離子。
優(yōu)選地，所述雜質(zhì)金屬離子還包括鈣離子。
優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的萃取相比O/A為(0.2-5):1，例如可以是0.2:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1或5:1，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的溫度為20-70℃，例如可以是20℃、30℃、50℃、60℃或70℃，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的混合轉(zhuǎn)速為150-450rpm，例如可以是150rpm、200rpm、250rpm、350rpm或450rpm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取的時間為0.05-0.5h，例如可以是0.05h、0.1h、0.2h、0.3h或0.5h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取為2-8級逆流萃取，例如可以是2級、4級、6級或8級，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述分相后得到含雜質(zhì)的有機相，所述含雜質(zhì)的有機相經(jīng)過第一反萃與再生，得到第一協(xié)同萃取劑并循環(huán)利用。
本發(fā)明所用萃取體系的萃取劑可以循環(huán)利用，且反萃操作簡單。
優(yōu)選地，所述第一反萃所用酸劑的濃度為0.1-6mol/L，例如可以是0.1mol/L、1mol/L、3mol/L、5mol/L或6mol/L，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，所述第一協(xié)同萃取劑采用純水進行洗滌。
優(yōu)選地，步驟(3)所述第二萃取的萃取相比O/A、溫度、混合轉(zhuǎn)速以及時間與步驟(2)所述第一萃取的萃取相比O/A、溫度、混合轉(zhuǎn)速以及時間相同。
優(yōu)選地，步驟(3)所述第二萃取為2-8級逆流萃取，例如可以是2級、4級、6級或8級，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(3)所述分相后得到含雜質(zhì)的有機相，所述含雜質(zhì)的有機相經(jīng)過第二反萃與再生，得到第二協(xié)同萃取劑并循環(huán)利用。
優(yōu)選地，所述第二反萃所用酸劑的濃度與所述第一反萃所用酸劑的濃度相同。
優(yōu)選地，所述第二協(xié)同萃取劑采用純水進行洗滌。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明提供的混合礦浸出液萃取除雜的方法，首先采用高氯酸對硫化鎳與紅土鎳的混合礦浸出得到浸出液，高氯酸本身具備強氧化性，因此浸出時無需加壓或者添加氧化劑；通過采取協(xié)同萃取劑，與單一萃取劑相比，雜質(zhì)離子的選擇性好且萃取率高，協(xié)同萃取劑還可以循環(huán)使用；在不引入新的雜質(zhì)離子的情況下，將有機相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對混合礦浸出液進行萃取，最終可以得到高純度的硫酸鎳溶液；所述方法操作簡單、除雜效果好，適用于工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)。
（發(fā)明人：周竹林;阮丁山;李長東;陳若葵;饒金山;廖宇龍）
