公布日：2024.06.21
申請(qǐng)日：2024.04.22
分類(lèi)號(hào)：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(duì)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(qiáng)氧化性，因此浸出時(shí)無(wú)需加壓或者添加氧化劑；通過(guò)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(jī)相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對(duì)混合礦浸出液進(jìn)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(jiǎn)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(shū)
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(guò)濃縮處理，得到混合礦浸出液；(2)將第一有機(jī)相與步驟(1)所得混合礦浸出液混合進(jìn)行第一萃取，分相后得到含鎳鎂的萃余液；(3)將第二有機(jī)相與步驟(2)所得含鎳鎂的萃余液混合進(jìn)行第二萃取，分相后得到硫酸鎳溶液；步驟(2)所述第一有機(jī)相為第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)相經(jīng)過(guò)鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第一有機(jī)相；步驟(3)所述第二有機(jī)相為第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)相經(jīng)過(guò)鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第二有機(jī)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(shù)脂進(jìn)行；優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理中控制離子交換樹(shù)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(jì)，所述第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)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(jì)，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(jì)，所述第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)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(jì)，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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(shí)間為0.05-0.5h；優(yōu)選地，步驟(2)所述第一萃取為2-8級(jí)逆流萃取。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)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(jī)相，所述含雜質(zhì)的有機(jī)相經(jīng)過(guò)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(shí)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(shí)間相同；優(yōu)選地，步驟(3)所述第二萃取為2-8級(jí)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(jī)相，所述含雜質(zhì)的有機(jī)相經(jīng)過(guò)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(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)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(guò)濃縮處理，得到混合礦浸出液；
(2)將第一有機(jī)相與步驟(1)所得混合礦浸出液混合進(jìn)行第一萃取，分相后得到含鎳鎂的萃余液；
(3)將第二有機(jī)相與步驟(2)所得含鎳鎂的萃余液混合進(jìn)行第二萃取，分相后得到硫酸鎳溶液；
步驟(2)所述第一有機(jī)相為第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)相經(jīng)過(guò)鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第一有機(jī)相；步驟(3)所述第二有機(jī)相為第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)相經(jīng)過(guò)鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂后得到的第二有機(jī)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(duì)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(qiáng)氧化性，因此浸出時(shí)無(wú)需加壓或者添加氧化劑；通過(guò)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(jī)相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對(duì)混合礦浸出液進(jìn)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(jī)相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，具體地說(shuō)，是首先采用鈉皂將鈉離子引入有機(jī)相，有機(jī)相與水相接觸發(fā)生離子交換，水相中的雜質(zhì)離子進(jìn)入有機(jī)相，有機(jī)相中的鈉離子進(jìn)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(jìn)行交換使有機(jī)相中的陽(yáng)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(jìn)入水相，雜質(zhì)離子進(jìn)入有機(jī)相，這時(shí)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(shù)脂進(jìn)行。
本發(fā)明中采用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行濃縮處理，離子交換樹(shù)脂本身具有陰、陽(yáng)離子，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是由磺酸基、羧基以及苯酚基構(gòu)成，其中的氫離子會(huì)與溶液中的金屬離子進(jìn)行交換，把有用金屬離子交換到樹(shù)脂上，交換下來(lái)氫離子到溶液中，而溶液中留下雜質(zhì)離子，再把樹(shù)脂上有用的金屬離子采用解析劑硫酸進(jìn)行解析、濃縮，從而實(shí)現(xiàn)了初步除雜濃縮的效果；
另外，需要說(shuō)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(lái)自硫化鎳礦中的硫經(jīng)氧化得到的硫酸鹽，另一方面來(lái)自濃縮處理中的解析劑硫酸，而步驟(1)所述浸出液經(jīng)過(guò)濃縮處理，其中的氯離子在樹(shù)脂解析時(shí)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(jìn)行。
優(yōu)選地，步驟(1)所述濃縮處理中控制離子交換樹(shù)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(jì)，所述第一協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)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(jì)，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(jì)，所述第二協(xié)同萃取劑與稀釋劑組成的有機(jī)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(jì)，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(duì)所述鎳皂后得到的硫酸鈉溶液進(jìn)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(shí)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(jí)逆流萃取，例如可以是2級(jí)、4級(jí)、6級(jí)或8級(jí)，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(jī)相，所述含雜質(zhì)的有機(jī)相經(jīng)過(guò)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(jiǎn)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(jìn)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(shí)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(shí)間相同。
優(yōu)選地，步驟(3)所述第二萃取為2-8級(jí)逆流萃取，例如可以是2級(jí)、4級(jí)、6級(jí)或8級(jí)，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(jī)相，所述含雜質(zhì)的有機(jī)相經(jīng)過(guò)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(jìn)行洗滌。
相對(duì)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(duì)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(qiáng)氧化性，因此浸出時(shí)無(wú)需加壓或者添加氧化劑；通過(guò)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(jī)相皂化由鈉皂轉(zhuǎn)為鎳皂，對(duì)混合礦浸出液進(jìn)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(jiǎn)單、除雜效果好，適用于工業(yè)規(guī)�；a(chǎn)。
（發(fā)明人：周竹林;阮丁山;李長(zhǎng)東;陳若葵;饒金山;廖宇龍）
