[发明专利]一种选择性萃取分离镍锂的方法

说明书

本发明公开一种选择性萃取分离镍锂的方法，将含有协同萃取剂的有机相与镍锂混合溶液接触进行萃取，使镍进入有机相中，锂留在水相中，获得锂盐溶液和负载镍的有机相，负载镍的有机相采用无机酸溶液反萃取获得镍盐溶液，实现镍与锂的高效分离，反后有机相经皂化处理后返回萃取。本发明具有镍锂相互分离效果好，操作简单，易于实现工业化的特点。

技术领域

本发明涉及金属离子分离和提纯领域，尤其涉及一种选择性萃取分离镍锂的方法。

背景技术

随着新能源动力汽车市场蓬勃发展，锂离子电池三元正极材料由于其能量密度高、循环性能优异等特点，目前已经成为动力锂离子电池材料市场上的主流产品，市场占比越来越大。随着动力汽车的普及，动力电池逐渐进入批量报废的阶段，未来将会有越来越多的废弃三元锂离子电池。废旧三元锂电池中含有大量的锂、镍、钴、锰等金属资源，如果不能很好地进行回收和利用，不仅会造成资源的浪费，而且还会对环境造成极大破坏。因此，回收利用三元正极材料中的有价金属，对于环境保护、资源重复利用具有非常重要的意义。

当前工业上从废旧三元电池正极材料中回收有价金属镍、钴、锰、锂的主流方法是将上述元素通过预处理-酸浸的方法使镍、钴、锰、锂进入溶液，然后从浸出液中采用沉淀、萃取等方法进行除杂并分离获得镍、钴、锰、锂等化合物，从而实现镍、钴、锰、锂等元素的高价值利用。溶剂萃取技术由于具有选择性高、反应速度快、分离效果好和过程容易实现连续化和自动化操作等特点，目前以成为镍、钴、锰、锂相互分离以及上述有价金属与其它杂质分离的主流工业生产方法。由于常用的有机磷(膦)酸类萃取剂(如P507，Cynex272，P204等)对锰、钴的萃取能力远大于镍、锂，因此工业上通过采用有机磷(膦)酸类萃取剂优先萃取锰、钴而实现锰、钴与镍、锂的分离。对于镍和锂的分离，有机磷(膦)酸类萃取剂虽然也能实现镍的优先萃取实现镍锂的分离(CN201811136229.2)，但由于镍锂相互分离系数较小，采用该类萃取剂进行镍锂萃取分离存在分离级数多、投资和操作成本高的问题。

针对有机磷(膦)酸类萃取剂萃取分离镍锂效率不高的问题，CN201911380735.0公开了一种用于锂镍分离的混合萃取剂及分离方法,混合萃取剂为单取代烷基苯氧羧酸和双取代苯氧羧酸的混合物，该混合萃取剂具有较高的镍锂分离系数，能够优先萃取镍而实现镍锂的高效萃取分离，但上述两种有机物作为金属萃取剂均没有在工业中获得应用的报道，作为萃取剂能否满足工业要求有待观察。

发明内容

本发明的目的在于克服现有镍锂分离方法的不足，提供一种用于分离镍锂的高效协同萃取分离方法。

为解决镍和锂萃取分离系数不理想的问题，本发明通过研究，提出以下解决方案：

一种选择性萃取分离镍锂的方法，将含镍离子、锂离子的待分离水相和包含联合萃取剂(本发明也称为协同萃取剂)的有机相混合进行萃取，获得富集有镍的负载有机相和富集有锂的萃余液；

所述的联合萃取剂包括化合物1和化合物2；其中，化合物1为具有式1结构式的至少一种化合物；化合物2为具有式2结构式的至少一种化合物：

所述的R₁、R₂独自为C_6～12的烷基或烷氧基；M为H、Na、K、NH₄或Li；

R₃为C_6～12的烷基。

针对镍和锂萃取选择性问题，本发明通过研究发现，单纯采用化合物1，其镍和锂的选择性分离效果不理想，单纯采用化合物2，其对镍和锂均基本不具备萃取性能，但将二者联合，能够产生协同作用，能有效正协同提高镍的萃取率并反协同抑制锂的伴随萃取，从而显著改善镍和锂的分离选择性，改善二者的萃取分离系数。