CyaneX272在镍钴分离中的应用.pdf

第5 3 卷第3 期 2 0 01 年8 月 有色金属 N O N F E R R O U SM E T A L S V o l5 3 ．N o3 A u g u s t 200 l C y a n e x 2 7 2 在镍钴分离中的应用 王成彦，胡福成 北京矿冶研究总院冶金研究所，北京，1 0 0 0 4 4 摘要研究黑镰除钴渣酸溶后溶液用C y a n e x 2 7 2 葶取钴，宴现牯、锦的探度分离．并介绍其工业生产应用。试验结粜表明 混合时间3 m i n ．C o 的萃取率可选9 8 ％以上；经2 级萃取溶液中的C 0 2 由4 ．5 降至00 1 9 ／L 以下；负载有机相经三缎洗裱[ b 】／ [ N i l 达到5 2 9 ．2 0 ；通过三级萃取，三级冼涤，钴的萃取率选9 9 ．9 9 ％以上，镰钴分离系数口。州．为25 0 1 0 ’；两级反革使有机相古 C 0 2 阵至00 2 0 9 ／L 以下；采用去离子水二级洗涤，a 一几乎1 0 0 ％被洗掉，不会进人硫酸镍溶液中循环积累。工业实践中黑罅陈 钻渣醯溶后溶赦经P 2 0 4 萃取除铜、铁一C y 肌e x 2 7 2 革取分离镰钴一氯化钴溶液草酸沉淀一草酸钴艘烧，产出的精制氧化钴粉达到 国家Y ，级标准，产出的硫酸镩溶液完每满足生产l 电镰的要求。 关键词o y a I l e x 2 7 2 ；萃取；镶；钴 中围分类号T F S 0 42 ；F F S l 5 ；T F 8 1 6文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 1 0 3 0 0 0 10 4 新疆阜康冶炼厂采用高冰镍选择性浸出一黑镍 除钴一镍不溶阳极电积工艺，产出18 或0 “电镍产 品。按达产时电镍年产量2 0 4 0 t 计，通过黑镍除钴 每年产出的钴渣含金属镍量达2 5 0 t ，金属钴量约 2 5 t ，具有很高的经济价值。为使钴渣得以合理利 用，阜康冶炼厂委托北京矿冶研究总院对黑镍除钴 渣的处理进行试验研究。通过试验，北京矿冶研究 总院确定采用钴渣镍阳极液溶解一P 2 0 4 萃取除铜、 铁一C y a n e x 2 7 2 镍钴萃取分离一氯化钴溶液草酸沉 淀并制取氧化钴粉硫酸镍溶液返回镍电解的工艺 流程，取得满意的结果。全流程镍钴直收率分别为 9 7 ．0 3 ％和9 3 ．3 1 ％，产出Y ，级氧化钴粉和适合电 解的硫酸镍溶液。重点对该工艺流程中的 C y a n e x 2 7 2 镍钴萃取分离工序的试验和工业应用情 况进行介绍。 1 C y a n e x 2 7 2 的性质 C y a n e x 2 7 2 是美国氰胺公司 A m e r i c a n C y a n a m i dC o m p a n y 研制的一种用于镍钴分离的萃 取剂，其主要成分是二 2 ，4 ，4 一三甲基戊基 膦酸。 工业产品典型的物理性质如下 含量 8 5 ％；颜色无色或轻微琥珀色；密度 2 4 “ 1 2 0 ．9 2 9 ／c m 5 ；黏度 2 5 ℃ ；O ．1 4 2 P a - S ；溶解 度 在蒸馏水中、p H 2 ．6 1 6X1 0 一；凝固点 收稿日期2 0 0 1 0 4 2 7 作者简介工成彦 1 9 6 8 ，男，河南南I l i a ，高级工程师．博士生 3 2 1 2 ；闪点1 0 8 。C 。化学式为 C ．H 3 C H 3 吼一F H 32 一一弋／O C＼∥ C H 3／1 ＼ C H 3 一 ≥一c H 2 一c H c 吃 o H C H 3C H 3 1 ．1 C y a n e x 2 7 2 对金属的萃取率与平衡p H 的关系 C y 一2 7 e 对某些金属的萃取率与平衡p H 的关系 曲线见图1 。图1 表明 1 钴线和镍线离得很远，说明 C y a n e x 2 7 2 具有很高的镍钴分离系数陆m 。 2 铜线、 锰线与钴线靠得最近，C y a n e x 2 7 2 很难实现铜、锰与钻 的分离，所以镍钴分离前必须用P 2 0 4 除去铜、锰等杂 质。 3 钴线在钙线、镁线之前，因而萃取时控制一定 条件，可使钙、镁很少进入有机相，这对提高钴产品质 量及改善后续工艺操作有重要意义。阜康冶炼厂钴渣 溶解液含M g1 ～玷／L ，含Q0 ．靼几，在生产中已省去 了氟化铵除钙、镁工序。 4 对铅有一定的萃取能力， 这对返回镍系统的硫酸镍溶液的净化很有意义。在硫 酸盐中C y a n e x 2 7 2 对某些金属的萃取顺序为F 分 Z d 皤 M n a P b 2 瞄 M f ’ 瞄 N i z 。 万方数据 2 有色金属第5 3 卷 出 * g ．苷 图1C y a n e x 2 7 2 对某些金属的苹取率 与平衡p I - I 的关系曲线 硫酸盐 F i g ．1 T h er e l a t i o n s h i po f8 0 l l l em e t a l e x t r a c t i o nr a t e t oe q u i l i b r i u mp Hi n s u l p h a t es o l u t i o nw i t hC y a n e x2 7 2 1 ．2 C y a n e x 2 7 2 与P 5 0 7 萃取性能的比较 P 5 0 7 是国产的一种用于镍钻分离的萃取剂，由 于价格低廉，在国内的镍钴萃取分离工厂中已被广 泛采用。但对阜康冶炼厂的钴系统来说，由于钴渣 采用镍系统的阳极液进行酸溶，而阳极液的M 9 2 、 c a 2 含量高 M g1 ．6 5 ，C a0 ．2 9 ／L ，加之钴渣酸溶 后溶液的镍钴比高 2 0 1 ，采用R 。进行镍钴分 离，不仅需要较多的萃取分离级数，而且P 。对钙、 镁有一定的萃取。特别是钙进入有机相后，当用硫 酸洗涤时产生硫酸钙沉淀而影响正常操作 受镍系 统主工艺要求，有机相只能用硫酸洗涤 ，并使所得 到的氯化钴溶液钙、镁含量超标。C y a n e x 2 7 2 和 P 。镍钴分离系数的比较试验结果见表1 。 表1C y a n e x 2 7 2 和P Ⅲ镍钴分离系数的比较 T a b l e1C o - N i ．s e p a r a t i o nf a c t o ro fC y a n e x 2 7 2a n dP 5 0 7 试验条件料液一C 0 2 3 ．4 9 ／L ，N i ”6 3 ．8 0 9 ／L ， p H 4 ．2 0 ，硫酸盐介质；有机相- - 1 0 ％ v ／v C y a n e x 2 7 2 ，1 0 ％ v ／v P 5 0 7 ，皂化率7 0 ％，稀释剂为 2 6 0 9 溶剂煤油；级数一2 级；相比O ／A 1 ／1 ；混合 时间一5 m i ni 温度～2 5 ℃。 结果表明，在相同萃取条件下，C y a n e x 2 7 2 与 P ，。，相比，镍钴分离系数高出两个数量级，也就是说 C y a n e x 2 7 2 可以用较少的萃取级数实现镍钴的高度 分离，产出更纯净的镍、钴产品。 2 C y a n e x 2 7 2 镍钴分离试验研究 黑镍除钴渣经镍阳极液酸溶一P 2 0 4 萃取除杂 后，萃余液的典型组成为 g ／L N i8 8 ．6 2 。C o3 ．7 0 ， C u0 ．0 0 0 4 ，F e0 ．0 0 0 3 ，P b 8 5 ，C o 1 7 0 0 0 ，完全符合生产18 电镍要求。 4 结语 1 C y a n e x 2 7 2 具有优良的镍钴分离能力，化学 第5 3 卷 稳定性好，水溶性小，很适合于镍钴硫酸盐体系中 钴、镍的提取分离。阜康冶炼厂黑镍除钴渣采用镍 阳极液溶解一P 2 0 。萃取除铜、铁，再用1 5 ％ v ／v C y a n e x 2 7 2 萃取分离镍钴，经3 级萃取，3 级洗涤，3 级反萃，2 级洗C l 一，即可得到[ N i l ／[ o ] 1 7 0 0 0 的 硫酸镍溶液和[ C o ] ／[ N i ] 5 0 0 的氯化钴溶液，溶液 中的其它杂质也得以深度脱除，完全符合生产14 电 镍和Y l 级氧化钴粉的要求。 2 在相同的条件下，C y a n e x 2 7 2 比P 5 。，对镍钴 的分离系数高二个数量级，可采用较少的萃取级数 实现钴、镍的深度分离，使流程大大简化，提高金属 钻的回收率，并可省却氟化铵除钙、镁工序，简化回 收过程。 3 C y a n e x 2 7 2 在阜康冶炼厂的成功应用，实现 高镁、高镍钴比物料的钴、镍萃取分离和高效提纯， 具有很好的推广应用价值，并为类似物料的处理提 供很好的依据。 A P P L I C A T I o No FC Y A N E X 2 7 2T OC o ／N iS E P A R A T I o N W A N GC h e n g y a n ，H Ub u c h 蹦g l k i j i n g G e n e r a lR e 姗r c h I n s t i t u t eo f M i n i n g ＆M e t a l l u r l y ，1 3 j m g1 0 0 0 4 4 ．C h i n a A B S T R A C T I no r d e rt oc o m p l e t e l ys e p a r a t ec o b a hf r o mn i c k e l ，t h ep r o c e s so fc o b a l te x t r a c t i o nw i t hC y a n e x 2 7 2i ns o l u t i o nd e r i v e df r o mc o b a hr e s i d u ea c i dd i s s o l v i n gi si n v e s t i g a t e d ，a n dac o m m e r c i a la p p l i c a t i o ni sa l s od e s c r i b e d ．T h e c o b a l te x t r a c t i o nr e c o v e r yi s9 8 ％w i t h3m i nm i x i n gt i m e ，a n dC 0 2 i ns o l u t i o nr e d u c e st o0 ．0 1 9 ／Lf r o m 4 ．5 9 ／L ；t h er a t i oo f [ c o ] ／ N i ] i nt h ep r e g n a n to r g a n i cp h a s ei su pt O5 2 9 ．2 0a f t e r 3s t a g e ss c r u b b i n g ．T h e c o b a l te x t r a c t i v er e c o v e r yi so v e r9 9 ％b y3s t a g e se x t r a c t i o na n ds c r u b b i n g ，t h eB c 0 Ⅲli su pt o2 ．5 0 1 0 5 ．T h e C o ”c o n t e n ti no r g a n i cp h a s ei sb e l o w0 ．0 2 0 9 ／Lw i t h2s t a g e ss t r i p p i n g ．T h eC I c o n t e n ti nr e f r e s ho r g a n i c p h a s ei se l i m i n a t e dc o m p l e t e I yb y2s t a g e ss c r u b b i n gw i t hd e i o n i z e dw a t e r ，w i t h o u ta c c u m u l a t i o ni nn i c k e Id e c t r o l y t e ．T h ec o b a l te x t r a c t i o ni sn o ta f f e c t e db yc a l c i u ma n dm a g n e s i u me x i s t i n gi nt h es o l u t i o n ．I nt h ec o m m e r c i a la p p l i c a t i o n ，t h eAg r a d ec o b a l to x i d ei sp r o d u c e d ，a n dn i c k e ls u l f a t es o l u t i o nm e e t st h en e e d so fAg r a d ec a t h o d en i c k e lp r o d u c t i o nb yd e e t r o l y s i s ． K E YW O R D S C y a n e 【2 7 2 ；s o l v e n te x t r a c t i o n ；n i e k e I ；c o b a l t 万方数据