[发明专利]一种降低共萃取的钴镍萃取分离方法

说明书

本发明属于钴镍分离回收领域，更具体地，涉及一种降低共萃取的钴镍萃取分离方法。该分离方法充分结合钴镍萃取分离的特点和需求，提出利用缓冲作用机制维持钴镍萃取过程中水相pH在钴的最佳pH范围内而非镍的最佳pH范围，并同时对萃取过程中关键工艺参数进行控制和调整，维持缓冲溶液的缓冲能力，降低镍的共萃取，由此解决现有技术萃取分离钴镍时由于萃取过程料液pH升高而导致镍共萃严重，最终导致钴镍分离效率降低的技术问题。

技术领域

本发明属于钴镍分离回收领域，更具体地，涉及一种降低钴镍共萃取的钴镍萃取分离方法。

背景技术

钴、镍是两种非常重要的有色金属，它们是制造抗氧化合金、高强度合金、精密仪器合金等一些合金材料的重要原料，是锂电池材料中两种重要的组成金属。由于钴镍的化学性质非常相似，在矿床中常共生、伴生，因此在各种含钴废渣中常含有镍，如镍冶炼转炉渣、铜冶炼含钴转炉渣、镍精炼含钴渣等，在各种特殊合金材料、电池材料、催化剂中，也都同时含有钴和镍。因此在钴的回收中，钴镍分离是最为重要的。

钴镍分离主要有化学沉淀法和溶剂萃取法，其中，化学沉淀法是根据钴镍化合物的溶度积差异实现化学沉淀分离，具体采用何种沉淀方法主要取决于溶液中钴镍比，对镍低钴高的溶液可用硫化沉淀除去镍，对镍高钴低的溶液可用氧化水解沉淀除去钴，沉淀法不太适合钴镍浓度相当的溶液。

溶剂萃取法由于具有高选择性、高回收率、流程简单等优点，已成为钴镍分离的主要方法。工业上使用溶剂萃取分离钴镍常用的萃取剂有P204、Cyanex272和P507，其中P204使用条件比较苛刻，而且分离系数低，一般用于分离钴含量高镍含量低的溶液，Cyanex272价格昂贵，使用成本高，一般用于分离镍含量高钴含量低的溶液。P507具有对钴镍离子分离系数高、毒性低、化学稳定性好、成本低等优点，是钴镍分离最常用的萃取剂。但是用P507萃取分离钴的过程中，料液的pH会发生变化，从而产生严重的镍共萃现象，导致钴镍的分离效率降低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种降低共萃取的钴镍萃取分离方法，其充分结合钴镍萃取分离的特点和需求，针对性地提出利用缓冲作用机制维持钴镍萃取过程中水相pH在萃取钴的最佳pH范围内而非镍的最佳pH范围，并同时对萃取过程中关键工艺参数进行控制和调整，维持缓冲溶液的缓冲能力，从而降低镍的共萃取，由此解决现有技术采用萃取分离钴镍时由于萃取过程料液pH变化而导致镍共萃严重，最终导致钴镍分离效率降低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种降低共萃取的钴镍萃取分离方法，利用缓冲溶液对体系pH的缓冲作用机制维持含有钴离子和镍离子的萃取体系中水相的pH范围为4.8～5.8，以降低镍的共萃取。

优选地，所述的分离方法，具体包括如下步骤：

(1)向含有钴离子和镍离子的溶液中加入弱酸，得到混合溶液，所述混合溶液中含有包括所述弱酸的缓冲对，该弱酸的pKa在4到5之间，调节混合溶液的pH，使所述混合溶液的pH范围为4.8～5.8；所述弱酸不与所述含有钴离子和镍离子的溶液中的任何物质发生化学反应；

(2)采用萃取剂萃取步骤(1)所述缓冲溶液中的钴和镍，萃取结束后得到负载有机相和萃余液，所述萃余液的pH与步骤(1)所述混合溶液的pH之差不超过1。

优选地，所述弱酸为醋酸或乳酸。

优选地，所述弱酸为醋酸。

优选地，步骤(1)所述混合溶液中醋酸与钴离子的摩尔比为33～40:1。

优选地，维持钴和镍的萃取体系中水相的pH范围为5.0～5.5。

优选地，所述萃取剂为P507。

优选地，所述混合溶液中钴离子的浓度在3.5g/L以下，所述P507的浓度在0.4mol/L以下。