鈷鎳的萃取分離

1、鈷鎳的萃取鈷鎳的萃取萃取冶金教程萃取冶金教程目錄目錄硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取氨銨鹽溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取硫氰酸鹽溶液中鈷鎳的萃取鈷鎳的協(xié)同萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取表1. 硫酸鹽溶液中常用的鈷鎳萃取劑萃取劑類別萃取劑舉例磷酸類萃取劑磷酸二烷基酯類P204單烷基膦酸單烷基酯P507二烷基膦酸Cyanex272羧酸類萃取劑脂肪酸環(huán)烷酸異構(gòu)酸Versatic911硫代有機(jī)磷酸一硫代有機(jī)膦酸Cyanex302二硫代有機(jī)膦酸Cyanex301 鈷的萃合物有八面體和四面體兩種結(jié)構(gòu)，而鎳的萃合物僅有八面體一種，而四面體萃合物的油溶性比八面體大，所以磷酸類萃取劑優(yōu)先萃取鈷。

2、 從磷酸二烷基酯類、單烷基膦酸單烷基酯到二烷基膦酸，酸性逐漸減弱，所以鎳的萃合物分配比逐漸降低，而鈷的萃合物中四面體和八面體的比例逐漸增加，因此萃取鈷的分配比變化不大，所以鈷鎳的分離系數(shù)依次增大。硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取圖1.有機(jī)磷酸萃取鈷鎳的分配比與pH的關(guān)系 磷酸類萃取劑分離鈷鎳機(jī)理硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃?。?）磷酸二烷基酯類萃取劑萃取鈷鎳P204圖1. P204對(duì)各種金屬的萃取率與平衡pH的關(guān)系 影響P204萃取分離鈷鎳的因素1、料液中Co/Ni越高，分離系數(shù)越大2、 pH為4-5時(shí)最有利于Co/Ni的分離3、溫度的影響十分顯著，Co/Ni分離系數(shù)

3、隨溫度的升高而顯著增大，因此在較高的溫度下萃取對(duì)鎳、鈷分離有利。硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 P204萃取分離鎳鈷的局限性1.磷酸二烷基酯（P204）分離鎳鈷的能力有限，需要的級(jí)數(shù)很多；2. 隨著料液中鎳鈷比的提高，分離系數(shù)Co/Ni下降，因此對(duì)于較高 鎳鈷比的料液不能有效地實(shí)現(xiàn)鎳鈷的分離。P507（2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯）萃取分離鎳鈷的能力約比P204高200倍硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃?。?）單烷基膦酸單烷基酯萃取劑萃取鎳鈷P507硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取圖12. P507對(duì)某些金屬的萃取率與平衡pH的關(guān)系 影響P507萃取分離鎳

4、鈷的因素硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 隨著溫度的升高，P204的萃取分離系數(shù)增大較緩慢，和P507增大較快。隨著pH增大，P204和P507萃取鈷鎳的分離系數(shù)都先增大后減小，它們的最佳pH在45。表 25%P507（皂化率為85%）負(fù)荷不同金屬離子時(shí)的相對(duì)粘度有機(jī)相負(fù)載的金屬鈷鎳銅鈉相對(duì)粘度27.15.33.1110.3 當(dāng)有機(jī)相中的鈷濃度達(dá)到18g/L以上時(shí)，有機(jī)相粘度急劇上升，因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)要控制鈷濃度在18g/L以下。硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 P507萃取過程中負(fù)載有機(jī)相的粘度變化規(guī)律（3）二烷基膦酸萃取劑萃取鎳鈷Cyanex272圖12. Cyane

5、x272對(duì)各種金屬的萃取率與平衡pH的關(guān)系硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 Cyanex272對(duì)鈷的萃取優(yōu)先于鈣 因Cyanex272 不同于P204和P507，對(duì)鈷的萃取要優(yōu)先于鈣，因而可以避免在洗滌和反萃時(shí)生成硫酸鈣結(jié)晶而堵塞管道。硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取圖12. Cyanex272從混合溶液中萃取鈷鎳鈣 Cyanex272負(fù)荷的Fe3+可用硫酸反萃 因Cyanex272 酸性弱于P204和P507，因此對(duì)Fe3+的萃取能力弱于后兩者。因此可以用硫酸反萃負(fù)荷的鐵，而后兩者必須用濃鹽酸才能反萃。硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 圖12. 硫酸溶液反

6、萃Cyanex272負(fù)荷Fe3+的平衡曲線 pH值對(duì)萃取鎳鈷的影響硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取 圖12. 平衡pH對(duì)Cyanex272 及P507分離鈷鎳的影響 Co/Ni隨平衡pH值不同而變化， Cyanex272分離鈷鎳的最佳pH為5.05.5。 溫度對(duì)萃取鎳鈷的影響硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取溫度/30354045505560Co/Ni1320185024803220400047905510 表12. 溫度對(duì)Cyanex272鈷鎳分離系數(shù)的影響 隨著溫度升高，鈷鎳分離系數(shù)增大。因此升高溫度有利于鈷鎳分離。（4）硫代有機(jī)磷酸萃取劑萃取鎳鈷Cyanex301和

7、Cyanex302硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取1.酸性較相應(yīng)的母體有機(jī)磷酸強(qiáng)，對(duì)金屬的萃取能力也隨之增強(qiáng)。可以在低pH下萃取鈷鎳。2.用1mol/L鹽酸可以將鈷大部分反萃，但鎳不被反萃。3.有機(jī)相中加入仲辛醇不但可以提高鎳的萃取速度，還可以使之易于反萃。有機(jī)磷酸萃取劑在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫酸鹽溶液中鈷鎳的萃取1、料液：料液的Co/Ni是影響萃取劑選用的主要因素之一Co/Ni1/5Co/Ni1/10Co/Ni1/5Co/Ni8時(shí)，則鈷會(huì)先于鎳被萃，且分離系數(shù)隨硫酸銨濃度上升而增大。圖1.硫酸銨濃度對(duì)Versatic911萃取分離鈷鎳的影響羥肟類萃取劑萃取鈷鎳

8、氨氨銨鹽溶液中鈷鎳的萃取銨鹽溶液中鈷鎳的萃取1.羥肟類萃取劑與環(huán)烷酸、月桂酸、Versatic911等混和萃取劑對(duì)鈷鎳有顯著的協(xié)同效應(yīng)，但存在反萃困難，萃取速度慢的缺點(diǎn)。2.二價(jià)鈷可為羥肟類萃取劑萃取，有機(jī)相接觸空氣即氧化成三價(jià)鈷，當(dāng)鈷鎳共萃入有機(jī)相時(shí)，可先反萃鎳，再反萃鈷，實(shí)現(xiàn)分離。此時(shí)負(fù)載鈷的有機(jī)相需要硫化氫才能沉淀出來。3.三價(jià)鈷幾乎不被羥肟類萃取劑萃取，而鎳很容易被萃取，可在萃取之前將鈷氧化，也可達(dá)到鈷鎳分離的目的。 在氯化物溶液中，Co(H2O)62+的配位水逐漸被Cl-取代而形成CoCl(H2O)5+、CoCl2(H2O)2、 CoCl3(H2O)-、 CoCl42-等配合物，從而

9、可以用胺類萃取劑及可以形成陽離子的中性萃取劑萃取，而Ni由于不易與Cl-形成陰離子配合物而不被萃取。氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的化學(xué)性質(zhì)氯化物溶液中可用于分離鈷鎳的萃取劑氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取萃取劑類別萃取劑萃取能力及應(yīng)用中性萃取劑醇萃取鎳鈷能力十分弱，未得到工業(yè)應(yīng)用酮萃取鎳鈷能力十分弱，未得到工業(yè)應(yīng)用酯萃取鎳鈷能力十分弱，未得到工業(yè)應(yīng)用胺類萃取劑伯胺對(duì)鈷無明顯的萃取作用仲胺對(duì)鈷有一定的萃取作用，但很微弱叔胺對(duì)鈷有較強(qiáng)的萃取能力， 目前已得到工業(yè)應(yīng)用季胺對(duì)鈷的萃取能力強(qiáng)于叔胺，目前已得到工業(yè)應(yīng)用表1.氯化物溶液中分離鈷鎳的萃取劑叔胺在氯化

10、物溶液中對(duì)鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取 CoCl42- + 2R3NH+=CoCl4(R3NH)2 叔胺的結(jié)構(gòu)對(duì)鈷的萃取有很大影響。含芳烴的叔胺由于堿性被共軛效應(yīng)消弱，萃取能力不及鏈烴叔胺，而支鏈?zhǔn)灏酚捎谖蛔璐?，萃取能力弱于直鏈?zhǔn)灏贰］腿》磻?yīng)式如下：圖1.叔胺從鹽酸溶液中萃取一些金屬的萃取率氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取 叔胺與鈷配陰離子生成的萃合物有較強(qiáng)的極性，在非極性有機(jī)溶劑中溶解度低，因而必須加入改性劑。長鏈醇類極性較強(qiáng)，可增大萃合物溶解度，但也會(huì)削弱胺的萃取能力。 水相中氯離子濃度對(duì)鈷的分配比影響最大，當(dāng)氯離子達(dá)到5mol/L以后，隨著氯離子濃度

11、增大顯著增加。 在鹽酸介質(zhì)中，由于HCl自身被萃取，與CoCl42-競爭萃取劑，當(dāng)HCl濃度增加到一定程度后，會(huì)使鈷的萃取反呈下降趨勢。圖1.三異新胺的甲苯溶液從HCl和LiCl中萃取鈷 CoCl42- + 2R4N+=CoCl4(R4N)21.季銨的萃取能力強(qiáng)于叔胺，萃取鈷的分配比略高于叔胺。2.季銨本身為陽離子，萃取過程不再先加和H+，在pH為5時(shí)仍能進(jìn)行萃取。3.季銨萃取鈷時(shí)，萃取率亦隨溶液中Cl-濃度的提高而升高。4.季銨萃取鈷時(shí)，亦需加入改性劑，常用長鏈醇。氯化物溶液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取季銨在氯化物溶液中對(duì)鈷鎳的萃取萃取反應(yīng)式如下：胺類萃取劑在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題氯化物溶

12、液中鈷鎳的萃取氯化物溶液中鈷鎳的萃取1.氯化物體系在處理復(fù)雜物料方面有獨(dú)特的優(yōu)勢，不僅鈷鎳分離系數(shù)高，而且不萃鈣鎂。2.在氯化物體系中分離鈷鎳時(shí)，需要注意氯離子濃度，萃取過程中氯離子濃度會(huì)下降，需要及時(shí)補(bǔ)充。3.在配制胺類萃取劑的有機(jī)相時(shí)，稀釋劑和改性劑應(yīng)配合使用，隨著稀釋劑中芳烴含量下降，應(yīng)提高改性劑的添加量。4.由于芳烴的毒性，工業(yè)上不宜采用芳烴含量高的稀釋劑。硫氰酸鹽溶液中鈷鎳萃取平衡硫氰酸鹽溶液中鈷鎳的萃取硫氰酸鹽溶液中鈷鎳的萃取1. SCN-與Co2+形成的四面體陰離子配合物Co（SCN）42-穩(wěn)定性比CoCl42-更高，因此萃取鈷捏分離系數(shù)高達(dá)105，但在鈷鎳工業(yè)中卻未得到廣泛應(yīng)用

13、。2. 當(dāng)SCN-濃度很高時(shí)， Ni2+才被季胺萃取。3. Co（SCN）42-穩(wěn)定性較高，不易從有機(jī)相中反萃下來，較為有效的反萃劑是氨碳酸氫銨溶液。螯合萃取劑與有機(jī)磷酸對(duì)鈷鎳的協(xié)同萃取鈷鎳的協(xié)同萃取鈷鎳的協(xié)同萃取萃取劑pH0.5pH0.5Co2+Ni2+Ni-CoCo2+Ni2+0.5mol/L DEHPA3.684.110.430.5mol/L DEHPA+0.5mol/L Lix630-0.61-0.613.684.72注：pH0.5= pH0.5 DEHPA pH0.5 (DEHPA+ Lix63)表 DEHPA與 Lix63的混合溶液萃取鈷和鎳的pH0.51. 該協(xié)萃體系中，鈷和鎳的pH0.5均向左移動(dòng)，且優(yōu)先萃取鎳。2. 該協(xié)萃體系負(fù)荷的鈷鎳反萃較為困難。3. Cyanex272與Lix63組成的協(xié)萃體系，可用0.25mol/L硫酸反萃鈷，1mol/L硫酸反萃鎳，通過選擇性反萃實(shí)現(xiàn)鎳鈷的分離。1. -溴代十二烷酸加Lix63體系，鎳和鐵的選擇性發(fā)生逆轉(zhuǎn)，意味著可在低pH下優(yōu)先選擇性萃取鎳。2. 二壬基萘磺酸（DNNSA）和Lix63的混合物對(duì)鎳和鈷的協(xié)同效應(yīng)極強(qiáng)，可在萃取鐵之前萃取鎳，而達(dá)到鎳與鐵的分