用溶剂萃取法分离镍钴和铜
溶剂萃取分离镍钴铜新工艺
溶剂萃取分离镍钴铜新工艺英文回答：Solvent Extraction Separation of Nickel, Cobalt, and Copper: A Novel Process.Solvent extraction is a widely used technique for separating metals from their ores and aqueous solutions. In the case of nickel, cobalt, and copper, solvent extraction has been employed for decades to selectively separate these metals from each other and from impurities.Traditional solvent extraction processes for nickel, cobalt, and copper typically involve the use of organic solvents such as kerosene or octanol. These solvents are immiscible with water and selectively extract metal ions from the aqueous phase into the organic phase. The metal ions are then stripped from the organic phase using a stripping agent such as hydrochloric acid or sulfuric acid.However, conventional solvent extraction processes for nickel, cobalt, and copper have several disadvantages. These processes are often energy-intensive and require the use of large volumes of organic solvents. The organic solvents used in these processes are also often toxic and environmentally harmful.In recent years, several new solvent extraction processes have been developed for nickel, cobalt, andcopper separation. These processes aim to overcome the disadvantages of conventional solvent extraction processes by using more efficient and environmentally friendly solvents.One of the most promising new solvent extraction processes for nickel, cobalt, and copper separation is the use of ionic liquids. Ionic liquids are salts that areliquid at room temperature. They are non-volatile and havea low vapor pressure, making them more environmentally friendly than conventional organic solvents. Ionic liquids can also be tailored to selectively extract specific metal ions, making them ideal for solvent extraction applications.Another promising new solvent extraction process for nickel, cobalt, and copper separation is the use of supercritical fluids. Supercritical fluids are substances that are above their critical temperature and pressure. They have properties that are intermediate between those of gases and liquids, making them ideal for solvent extraction applications. Supercritical fluids can be used to selectively extract metal ions from aqueous solutions, and they can be easily separated from the metal ions using a simple phase separation process.The development of new solvent extraction processes for nickel, cobalt, and copper separation is an important area of research. These new processes have the potential to significantly reduce the energy consumption and environmental impact of metal separation processes.中文回答：溶剂萃取法分离镍钴铜新工艺。
铜基退镍方法及案例分享
铜基退镍方法及案例分享铜基退镍是指通过化学方法将铜合金中的镍分离出来，从而得到镍和富镍铜的过程。
铜合金中的镍含量一般较低，但在一些特殊情况下，需要提高铜合金中镍的含量，或者从富镍铜中分离出纯镍，这时就需要采用铜基退镍方法。
一、铜基退镍方法：1.溶剂萃取法：该方法是将含有镍的铜合金与其中一种溶剂进行接触，使得镍在溶液中分离出来，进而实现退镍的目的。
溶剂萃取法的操作简单、效率较高，常用的溶剂有间苯二酚、烷基硫醚等。
2.氧化-熔炼法：该方法先将铜合金进行氧化处理，使得铜和镍分离，然后再进行熔炼，得到含有更高镍含量的铜合金和纯镍。
氧化-熔炼法的适用范围广，但操作较为复杂。
3.电解法：铜基退镍的最常用方法是电解法，通过电解反应将铜和镍从铜合金中分离出来。
该方法操作简便、效率高，能够得到高纯度的铜和镍。
二、铜基退镍案例分享：1.一家电子科技公司需要制备高纯度的富镍铜合金，用于生产高灵敏度的电磁屏蔽材料。
通过溶剂萃取法，将铜合金与间苯二酚溶剂接触，使镍在溶液中分离出来。
经过多次的溶剂萃取反应，得到了富镍铜合金。
2.一家冶金公司需要从废旧电子产品中回收镍，提高资源利用率。
他们采用了电解法对含镍的铜合金进行处理。
经过电解反应，铜和镍分别沉积在阳极和阴极上，实现了镍的分离和回收。
3.一家航空制造公司需要制备高硬度的铜合金材料，用于制作航空发动机零件。
他们采用了氧化-熔炼法对铜合金进行处理。
经过氧化和熔炼处理后得到了富镍铜合金，再通过进一步的纯化处理，得到了高硬度的铜合金材料。
综上所述，铜基退镍是一种将铜合金中的镍分离出来的过程。
常用的退镍方法有溶剂萃取法、氧化-熔炼法和电解法。
这些方法在工业生产中得到广泛应用，能够实现对铜合金中镍的回收和纯化。
铜基退镍的案例分享为我们提供了不同应用领域下的实际操作经验，展示了铜基退镍技术的重要性和可行性。
从氨性溶液中萃取分离铜、钴的研究
品为硫酸铜，用
更有利些。
（下转第 页）
邢改兰等：格子砖热工特性对蓄热室内换热的影响
··
九孔砖在燃烧期的最高排烟温度为
左 右，比
七孔砖低约 、比五孔砖低约 ；周期平均排
烟温度为
左右，比七孔砖低约 、比五孔砖
低约 。周期平均风温比七孔砖提高约 ，比
五孔砖提高约 。相对七孔、五孔砖，十九孔砖
的最高排烟温度和周期平均排烟温度都偏低，说明
LI X984 N 兼有醛肟的萃取能力和动力学特性以及 酮肟的优良反萃性能和物理性能。
LI X54 -l00 是"- 二酮与高闪点煤油的混合物。 外观为琥珀色液体，密度（25 C ）0. 95 !0. 99g／c m3 ， 闪点大于200 F ，黏度（25 C ）为0. 0l Pa·s 。
LI X984 N 和 LI X54 -l00 从氨性溶液中萃取铜 的基本反应为：
陈永强， 邱定蕃， 王成彦， 尹飞， 王忠 北京矿冶研究总院,北京,100044
矿冶 MINING & METALLURGY 2003,12(3) 6次
参考文献(2条) 1.蒋训雄.尹才.周冰毅 从大洋多金属结核氨浸液中萃取分离铜、镍、钴 1997(01)
2.王成彦 氨性溶液中铜镍钴的萃取分离[期刊论文]-有色金属 2002(01)
萃取饱和容量
试验条件：有机相分别为l0 %LI X984 N + 90 % 磺 化煤油（体积百分比浓度，下同）和6 % LI X54- l00 + 94 % 磺化煤油，萃取相比 O／A= l1l ，萃取温度l7 C 。
有机相分别与含 Cu2. l3g／L、Co3. 35g／L 的新鲜 料液平衡6 次后，测得l % LI X984 N 对铜的萃取饱和 容量为0. 556g／L，l %LI X54 -l00 对铜的萃取饱和容 量为0. 496g／L。
溶剂萃取分离废锂离子电池中的钴
溶剂萃取分离废锂离子电池中的钴
随着电子产品的广泛应用和市场需求的不断增长，废旧电池的回收利用已经成为一种重要的环保和资源节约手段。
其中，废锂离子电池中的钴是一种具有价值的金属资源，因此其有效回收对于资源的保护和再利用非常重要。
对于废锂离子电池中的钴提取的方法，溶剂萃取分离是一种常用的技术。
溶剂萃取分离技术是将一种或多种有机溶剂作为载体，将废物中的目标物质转移到有机相中，达到分离和提取的目的。
其基本原理是利用两种不相溶的液相之间的分配平衡，使有机相和水相之间的目标物质图上分离。
此外，还可以通过调整溶剂种类、浓度、溶液PH值和温度等条件，来提高提取效率和分离效果。
在废锂离子电池中，钴主要存在于正极材料中，而且具有良好的电子导电性、化学稳定性和高比能量等特点，因此对其提取具有重要价值。
通过实验发现，传统的硬膜法、化学还原法等方法提取废锂离子电池中的钴，均存在一定的不足。
而溶剂萃取分离技术可以通过针对不同废锂离子电池类型和结构设计不同的溶剂体系以及有效的条件调节，实现高效、选择性的钴提取。
以废动力锂离子电池为例，其正极材料主要为LCO（LiCoO2），通过甲酸等配体溶剂萃取体系可以有效提取其中的钴。
经过一系列的分离和纯化步骤，可以得到高纯度的钴产品。
同时，溶剂萃取分离技术还可以实现对废锂离子电池中其他有价值存货的提取，例如镍、锂、铜等。
基于溶剂萃取技术的钴镍元素提纯方法研究
基于溶剂萃取技术的钴镍元素提纯方法研究钴和镍是重要的工业金属，在多个领域中具有广泛的应用。
然而，从自然矿石或废物中提取纯钴和镍是一项复杂而困难的任务。
溶剂萃取技术是一种有效的分离和提纯金属离子的方法。
本文将探讨基于溶剂萃取技术的钴镍元素提纯方法的研究进展。
首先，我们将介绍溶剂萃取技术的基本原理。
溶剂萃取是一种将溶质从其溶液中通过选择性萃取剂转移到另一溶液中的方法。
在钴镍元素提纯中，选择性溶剂萃取剂可以识别并选择性地与目标金属离子形成络合物。
这种络合物能够实现目标金属离子的分离与浓缩。
其次，我们将探讨钴镍元素提纯中常用的溶剂萃取剂。
在钴镍提纯中，一种常用的溶剂萃取剂是萘氧吡啶。
这种溶剂萃取剂可以与钴离子形成稳定的络合物，并与镍离子形成较弱的络合物。
通过控制溶剂配比和酸碱条件，可以实现钴和镍元素的选择性分离。
此外，还有其他一些选择性溶剂萃取剂，如二辛酮、二磺酸，它们在不同情况下也可以用于钴镍元素的提纯。
然后，我们将分析溶剂萃取过程中的操作参数对提纯效果的影响。
溶剂萃取过程中的操作参数包括酸碱条件、溶剂萃取剂的配比、温度和时间等。
酸碱条件的选择对于钴镍元素的提纯具有重要影响。
比如，在强酸条件下，钴离子会形成稳定的络合物，并得到有效分离；而镍离子在强酸条件下难以被萃取。
此外，溶剂萃取剂的配比也是影响分离效果的关键因素。
通过调节溶剂萃取剂和酸碱条件的配比，可以实现钴镍元素的高效提纯。
最后，我们将介绍一些最新的研究进展和应用领域。
钴镍元素的溶剂萃取提纯技术在资源回收、环境保护和金属加工等领域具有广泛的应用前景。
近年来，一些研究者正在探索新的溶剂萃取剂和提纯方法，以提高提纯效率和环境友好性。
例如，使用功能化离子液体作为溶剂萃取剂，可以实现高效、可再生的钴镍元素提纯。
另外，一些研究还探讨了溶剂萃取和其他分离技术的联合应用，如离子交换、膜分离等，以实现更高效的钴镍元素提纯。
总结起来，基于溶剂萃取技术的钴镍元素提纯方法是一项重要的研究课题。
酸浸—萃取工艺从富钴结壳矿中提取钴、镍、铜、锰
·68 ·
矿 冶
产出的火法炉渣含锰低 、而含磷偏高 ,不适合冶炼钢 铁工业所需的锰铁合金 。湿法冶金能耗低 ,且在回 收钴 ,镍等的同时 ,可获得优质锰原料 ,因此采用湿 法冶金方法是富钴结壳冶萃取工艺从
富钴结壳中提取钴 、镍 、铜 、锰等有价金属的研究结
富钴结壳属含水高 、有价金属品位低的复杂氧 化矿 ,含水达 50 %左右 ,其中结晶水 10 %～20 %。 采用火法冶金处理 ,需干燥脱水和在高温下还原熔 炼 ,能耗高 ;由于结壳的锰含量较低 、磷含量高 ,导致
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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U
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GY
Vol. 11 March
, No . 1 2002
文章编号 : 1005 - 7854 (2002) 01 - 0067 - 04
酸浸 —萃取工艺从富钴结壳矿中提取钴 、镍 、铜 、锰
蒋训雄 ,尹才石乔 ,汪胜东
(北京矿冶研究总院 , 北京 100044)
果。
元素 含量/ %
元素 含量/ %
Mn 21110 MgO 1130
Fe 13173 TiO2 1158
Co 0158 Na2O 0174
Ni 0142 K2O 0138
2 试验原料与方法
211 试验原料 本研究所采用的原料是由我国勘探部门在进行
富钴结壳资源 D Y9529 航次调查时采集的 。结壳风 干除去表面吸附水后破碎 ,并细磨至 - 01074mm 占 77176 %备用 。原料的化学成分如下 :
浸出试验在 250mL 的多口烧瓶中进行 ,每次称 取 20g 富钴结壳样置于烧瓶中 ,在恒温磁力搅拌器 上进行浸出 ,浸出结束后固液分离 ,浸出渣经洗涤 、 烘干后送化学分析 ,计算金属浸出率 。
为什么不能直接抽取萃余液直接萃取分离钴镍
为什么不能直接抽取铜萃余液直接萃取分离钴镍一．铜萃取余液中含铁量很高。
如果直接进入P204除杂工序，就会出现：萃取剂迅速饱和，大量萃取了铁，那么剩余的容量就很小，不能够萃取其他杂质。
因为萃取除杂只能够精确地出去少量杂质。
大量的杂质还是要依靠化学法预先除去。
二．那么可不可以这样，仍然保留除铁工序，取消沉钴工序，拿除铁后的溶液去萃取钴镍？这是有条件局限的，因为，铜萃余液的量很大，钴含量很淡。
按照目前的溶液流量，除铁后液的流量为10-12m3/h，流量很大。
我们知道，萃取工艺的设备大小取决于处理的溶液流量，流量越大，设备就越大，这样的流量用十几级萃取，可想而之，设备规模需要得多大。
大设备开这么小的产量，其成本该有多巨大,要消耗多少纯水、盐酸、氧化剂、等原料。
于是，放弃这种想法，继续沉淀粗钴渣，再用酸去溶解。
按照目前的产量，每天粗渣潮剂约有3-6吨，这样用酸去溶解，产生的溶液流量顶多为5m3/h 左右，萃取设备显然小的多了。
虽然含钴浓度高了一些，但是多加几级萃取则显得很轻松了。
再有，铜生产线上抽取溶液直接萃取，会产生互相影响。
钴车间故障，余液无法处理要停车；铜车间的溶液多了，钴车间吃不掉，溶液就要排放，都是问题。
反之，拿粗钴去做，生产协调就轻松多了。
虽然多消耗一级的纯碱，但是和钴车间的原料比较，实在不足道了。
三．P204萃取剂的简单原理P204萃取剂是应用十分广泛的产品，用来实现多金属的分离和除杂。
在我们应用中，实现以下的工艺:所以：P204萃取剂功能就是一个大客车，许多金属一起上车，到不同的站台，用不同的浓度盐酸把不同的客人赶下去。
实现了多金属初步分离。
至于镍钴分离，就交P507萃取剂来工作了。
由于是广谱的萃取剂，一是容量是有限的，铁等杂质多了就会影响有用的金属容量；二是效率低要有许多级数；三是必须用盐酸来反萃，用盐酸麻烦，不像铜萃取剂用硫酸好弄。
关于杂质中的轻金属，如钠、钙、镁等，就不能用萃取法了，要用化学法除掉，还要洗涤去除，所以体系中要用纯水，有一套纯水装置。
镍钴净化液萃取分离工艺的研究
摘要本文研究了用溶剂萃取法分离镍钴的工艺条件。
该方法是以P507体积分数为30%，TBP体积分数为5%，260#溶剂油体积分数为65%的有机相对镍钴溶液进行萃取分离。
在一系列探索实验的基础上进行了单因素实验，初步确定了该方法的较佳工艺条件为水相pH4.5，反应时间7min，P507皂化率65%，相比O/A 1.5。
在此条件下，钴的萃取率可达到95.5%，镍的萃取率为1%。
通过正交实验，钴的最高萃取率为96.75%，镍的最低萃取率为1.2%。
对正交试验结果进行极差分析，得出各因素对镍钴分离的影响由大到小依次是：水相pH、萃取时间、P507皂化率、相比O/A。
然后进行模拟三级逆流萃取实验，三级逆流萃取产物萃余相中钴的萃取率为99.95%，而镍的萃取率为0.02%,钴镍分离良好。
经过三级反萃，钴的反萃率可达到100%，而镍的反萃率可达到99.95%。
根据正交试验与模拟三级逆流萃取实验的结果，并综合考虑产品中镍钴比和H2SO4溶液以及有机相的消耗量等因素，最终确定P507萃取分离镍钴溶液的最优工艺条件为：水相pH为4.5、萃取时间7min、P507皂化率65%、相比O/A 1.5。
该工艺流程短、能耗小、镍钴分离度高，萃取产物经检测钴镍比可达到2000以上，达到了萃取分离工艺的工业指标。
关键词：P507萃取镍钴分离正交实验优化研究ABSTRACTIn this paper, we have researched using solvent extraction to separated nickel and cobalt and it’s process conditions. The method is based on volume fraction of P507with 30%,260 # solvent oil volume fraction of 65%, TBP volume fraction of 5% .By orthogonal xperi-mental design and range analysis wo determined the better conditions for liquid pH 4.5, reaction time 7min, P507 saponification rate of 65%, phase ratio O/A = 1.5. By orthogonal experimental design and poor analysis of various factors on the impact of the separation of nickel and cobalt ，the order of main factors influence are: liquid pH, extraction time, P507saponification rate, phase ratio O/A.And then proceed to simulate the three counter-current extraction experiments, the three counter-current extraction phase more than the product of extraction of cobalt extraction rate of 99.95 percent, while the extraction rate of nickel 0.02%, Co and Ni separation of After three back-extraction is good, cobalt stripping rate can reach 100%, while nickel back-extraction rate of 99.95% can be achieved. Orthogonal experiment and simulation through three counter-current extraction experiments, and considered more than nickel and cobalt products and H2SO4 solution and the organic phase of consumption and other factors, ultimately determine the P507 purification of nickel and cobalt extraction of the optimal solution conditions were as follows: purification liquidpH 4.5, extraction time of 7min, P507 saponification rate of 65 percent, phase ratio O/A at 1.5.This process is short, less power consumption, high separation of nickel and cobalt, cobalt-nickel products tested than can be achieved over 2000 and reached the industrial extraction process indicators.Key words:P507extraction, Nickel and cobalt’s separation, orthogonal experiment, optimization research目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章文献综述 (1)1.1化学沉淀分离镍钴 (1)1.2溶剂萃取法分离镍钴 (2)1.2.1 胺类萃取剂 (2)1.2.2 磷(膦)酸类萃取剂 (2)1.2.3 酮肟类萃取剂 (4)1.2.4 萃取剂组合及其他萃取分离技术 (4)1.2.5 溶剂浮选 (5)1.2.6 双水相体系溶剂分离技术 (5)1.2.7 液膜萃取 (6)1.3离子交换树脂法分离镍钴 (6)1.4聚合物-盐-水液-固萃取(非有机溶剂液固萃取)法分离镍钴 (6)1.5电反萃取法分离镍钴 (7)1.6本研究的意义与内容 (8)1.6.1 本研究的意义 (8)1.6.2 本研究的内容 (8)第二章P507萃取分离镍钴溶液工艺的研究 (9)2.1实验部分 (9)2.1.1 实验原理 (9)2.1.2 实验原料与仪器 (9)2.1.3 萃取实验方法与步骤 (10)2.1.4 反萃实验方法与步骤 (11)2.1.5 正交实验方法与步骤 (11)2.2萃取单因素实验结果与讨论 (12)2.2.1 萃取时间对镍钴萃取率的影响 (12)2.2.2 水相pH对镍钴萃取率的影响 (13)2.2.3 P507皂化率对镍钴萃取率的影响 (14)2.2.4 相比O/A对镍钴萃取率的影响 (15)2.3反萃单因素实验结果与讨论 (15)2.3.1 反萃时间对镍钴反萃率的影响 (15)2.3.2 反萃相比A1/O1对镍钴反萃率的影响 (16)2.4正交实验结果与讨论 (17)2.4.1 萃取正交实验结果 (17)2.4.2 萃取实验结果极差分析 (18)2.5本章小结 (18)第三章模拟三级逆流萃取工艺研究 (20)3.1实验方法与步骤 (20)3.2实验结果与讨论 (22)3.2.1 萃取率的变化 (22)3.2.2 反萃率的变化 (22)3.2.3 各级萃余液中镍钴比的变化 (22)3.2.4 各级反萃液中钴镍比的变化 (23)3.3本章小结 (24)第四章结论与展望 (25)4.1结论 (25)4.2展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)第一章文献综述由于钴、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;而且随着钴与镍资源的日益枯竭，对它们的分离与回收就显得十分重要。
钴镍与其他共存金属的萃取分离
钴镍与其他共存金属的萃取分离萃取冶金体系中，钴镍总是与多种金属共存于溶液中，常见的共存金属有铁、铜、锌、锰、铝及钙和镁等。
因此，在工业实践中，制订钴镍分离方案的同时，必须注意与这些金属的分离。
为此，下面介绍几个分离方案。
（1）钴镍同为溶液的主要成分，杂质成分浓度较低，此时宜用有机磷酸先除杂，然后通过洗涤及反萃回收杂志中的有价金属。
羧酸也可用作除杂萃取剂，它的优点是负载的铁（Ⅲ）易于反萃，它已有工业应用。
（2）镍为主要金属，浓度高，而钴、铁、铜等金属浓度低。
镍电解阳极液即为这种情况，常常是硫酸盐与氯化物的混合溶液，不过，有机磷酸分离各种金属的行为与在纯硫酸体系中很相似。
有机磷酸萃取剂用于电解液的净化技术上是可行的。
其中关键问题是从高浓度的镍中分离少量钴，因此钴选择性高的双烷基膦酸最为有效。
制备高纯硫酸镍也可采用Cyanex272来净化溶液，但不能完全除镁。
（3）对于各种金属浓度均比较低的溶液，可用有机磷酸先除杂，然后将钴镍一同萃入有机相，再反萃富集成浓度较高的溶液，接着进一步除杂净化，并分离钴、镍得到适于电积的电解液。
（4）在处理含铁较高的物料时，铁宜在浸取时或其后形成固体化合物分离除去（如使铁呈黄钾铁矾或针铁矿沉淀），以尽量减少进入溶液的量。
钴镍溶液中有较高浓度的铜时，可在低PH值下用羟肟萃取剂分离铜，选择性高。
但是被共萃的钴在有机相中氧化为三价后不能为稀酸反萃，需用H2S沉淀，给操作带来不便。
除铜后的钴镍溶液可用有机磷酸分离。
（5）钴镍溶液含有较高铜锌时，可用有机磷酸分离回收。
也有建议先用羟肟分离铜，再用有机磷酸分离锌的。
（6）对高估溶液的净化（氯化钴电解液是工业上典型的高估溶液），虽然有机磷酸可用于除铁、铜、锰、锌，但不能除去镍。
镍的萃取需借助于协同萃取。
氨性溶液中铜镍钴的萃取分离
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氨性溶液中铜镍钴的萃取分离
王成彦
（北京矿冶研究总院冶金研究所， 北京 ! ） " " " # #
摘 要： 采用 ! 分离和富集镍矿氨浸液中的铜、 镍、 钴。采用 % 级萃取， 溶液中铜、 镍的萃取率可达 & " # $ # $萃取剂， & ’ # (以 上， 钴不被萃取， 经)级低酸选择性反萃镍， 镍的反萃率达& 镍反萃液中铜含量小于$ ／ 满足电镍生产要求。有机 & (以上， ’ $ $ *+ ,，
表# 二级逆流串级萃取试验结果
% B J K ; ! L ; 6 D K = > : 6 > K M ; 4 = ; ? = A B < = 3 > 4 < B 6 < B @ ; = ; 6 =F 3 = G! " #$ % & " & "
水相 编号 ／ （ ・ 1N!） 0 有机相 ／ （ ・ 1N!） 0 萃取率 ／ #
第 "期
王成彦： 氨性溶液中铜镍钴的萃取分离
= #
／ 采用图解法得出萃取理论级数， 结果见图# 。 ! "时，
! 电镍的要求， 于< ／ 符合生产 " 反萃液的 ’ < < "& ?，
， 需进一步中和至= 。反萃镍后的有 D 值为" ’ H I ’ # 5 机相含镍约< ／ 含铜< ／ 经高酸 （ ’ < < =& ?， ’ < !& ?， " H < ／ ） 反萃铜后， 再返回萃取， 铜反萃液单独 ?D E @ & = ( 处理， 生产电铜或结晶硫酸铜。 表# 三级逆流串级反萃镍试验结果
钴、镍萃取分离原理与方法
钴、镍萃取分离原理与方法钴、镍萃取分离原理与方法目前，钴镍冶金原料已由以前的硫化钴镍矿逐渐转为钴镍杂料、钴镍氧化矿（含钴、镍红土矿）等，处理工艺由传统的火法造锍、湿法分离相结合转为浸出、净化全湿法流程。
钴镍原料来源不一，浸出液成分复杂，沉淀、离子交换工艺难以实现钻、镍及钴镍与钙、镁等其他杂质离子的分离。
溶剂萃取法有选择性好、金属回收率高、传质速度快等优点，尤其根据离子性质差异及萃取理论研发的新萃取剂及萃取体系，更优化了萃取效果。
所以，从根本上找出钴、镍性质的差异，分析现有钴、镍分离工艺原理，对新萃取剂和萃取工艺的开发有指导意义。
一、钴、镍性质区别钴镍原子序数相邻，同为第四周期第Ⅷ族元素，仅外层d电子数不同，这种性质上的差异可用于萃取法分离。
（一）晶体场配位理论分析钴镍性质差异1、钴镍轨道简并钴、镍比较常见的配位数为4和6。
配位数为6时，配体呈八面体型。
由于配体之间的位置不同，5个轨道简并为2组，电子与配体顶头接近的d z2、d x2－y2作用强烈，能量较高，为6Dq；而另外的d xy、d yz、d zx轨道作用力弱得多，能量较低，为－4Dq。
配位数为4时，配体可以形成平面四方形或正四面体构型。
萃取剂的分子量较大，分子间存在较大的空间位阻，所以一般为正四面体构型。
同样，四面体场亦发生简并，但是与八面体场完全相反，d xy、d yz、d zx轨道能量较高，为1.78Dq，而d z2、d x2－y2的轨道能量较低，为－2. 67Dq。
2、钴镍轨道电子排布电子在轨道的排布遵循能量(CFSE)最低原则，其中成对的电子还需要克服能量为P或P’的成对能。
按这个规则，电子排布与对应能量大小如表1。
表1 钴镍离子不同配位数时对应的能量可以看出：6配位正八面体的稳定性大于4配位正四面体的稳定性。
Ni(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性远大于四配位四面体的稳定性，而Co(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性仅略强于四配位四面体的稳定性，所以，溶液中Ni(Ⅱ)仅有6配位存在，而Co(Ⅱ)的6配位或4配位都可以存在。
钴镍与其他共存金属的萃取分离
钴镍与其他共存金属的萃取分离萃取冶金体系中，钴镍总是与多种金属共存于溶液中，常见的共存金属有铁、铜、锌、锰、铝及钙和镁等。
因此，在工业实践中，制订钴镍分离方案的同时，必须注意与这些金属的分离。
为此，下面介绍几个分离方案。
（1）钴镍同为溶液的主要成分，杂质成分浓度较低，此时宜用有机磷酸先除杂，然后通过洗涤及反萃回收杂志中的有价金属。
羧酸也可用作除杂萃取剂，它的优点是负载的铁（Ⅲ）易于反萃，它已有工业应用。
（2）镍为主要金属，浓度高，而钴、铁、铜等金属浓度低。
镍电解阳极液即为这种情况，常常是硫酸盐与氯化物的混合溶液，不过，有机磷酸分离各种金属的行为与在纯硫酸体系中很相似。
有机磷酸萃取剂用于电解液的净化技术上是可行的。
其中关键问题是从高浓度的镍中分离少量钴，因此钴选择性高的双烷基膦酸最为有效。
制备高纯硫酸镍也可采用Cyanex272来净化溶液，但不能完全除镁。
（3）对于各种金属浓度均比较低的溶液，可用有机磷酸先除杂，然后将钴镍一同萃入有机相，再反萃富集成浓度较高的溶液，接着进一步除杂净化，并分离钴、镍得到适于电积的电解液。
（4）在处理含铁较高的物料时，铁宜在浸取时或其后形成固体化合物分离除去（如使铁呈黄钾铁矾或针铁矿沉淀），以尽量减少进入溶液的量。
钴镍溶液中有较高浓度的铜时，可在低PH值下用羟肟萃取剂分离铜，选择性高。
但是被共萃的钴在有机相中氧化为三价后不能为稀酸反萃，需用H2S沉淀，给操作带来不便。
除铜后的钴镍溶液可用有机磷酸分离。
（5）钴镍溶液含有较高铜锌时，可用有机磷酸分离回收。
也有建议先用羟肟分离铜，再用有机磷酸分离锌的。
（6）对高估溶液的净化（氯化钴电解液是工业上典型的高估溶液），虽然有机磷酸可用于除铁、铜、锰、锌，但不能除去镍。
镍的萃取需借助于协同萃取。
萃取资料
6 萃取试验研究关于氨浸溶液中镍、钴分离的方法，工业应用的主要有：选择性化学沉淀法和溶剂萃取法。
选择性化学沉淀法得到的CoS产品中Ni含量较高，镍、钴还必须进一步进行分离才能得到合格的产品。
20世纪80年代，美国矿务局提出了用溶剂萃取技术代替以前的化学沉淀法，用该技术镍、钴分离效果好，可制得纯度高的镍、钴产品，工艺简单，易于自动化控制。
本试验采用溶剂萃取技术对氨浸溶液中镍、铜和钴的分离进行试验研究。
6.1 试验原料试验用溶液为上章中综合试验浸出液，其pH值为10.20，元素组成见表6-1：表6-1 氨浸液主要元素成分6.2 试验方法试验用125ml和250ml分液漏斗在康氏振荡器上进行。
采用pH-3C型酸度计测定水相酸度，有机相经反萃后送水相分析，进而计算有机相中的金属含量。
6.3 萃取剂的选择用于氨性介质中萃取镍的理想萃取剂是螯合类萃取剂，它含有的给予体基团能与Ni2+、Cu2+等金属离子生成双配位络合物，具有较强的萃取能力和较高的萃取选择性。
美国汉高公司生产的LIX系列产品是率先获得商业应用的螯合类萃取剂，已从第一代酮肟类萃取剂(以LIX64N为代表)到第二代醛肟类萃取剂，发展到酮肟-醛肟混合型萃取剂（以LIX984为代表）。
其中LIX64N在氨性介质中萃取镍时，会发生降解，导致负荷能力下降。
LIX54和LIX84是汉高公司生产的另外两种螯合萃取剂，LIX54的活性基团为β-双酮，具有负荷能力高，选择性好，萃取速度快，负荷有机相易反萃等优点，但对铜的萃取能力受氨浓度的影响较大，不适合于氨浓度高的体系；LIX84具有稳定性高，对铜、镍的萃取能力强，萃取平衡时间短，相分离快，分离系数高等优点，但对镍的萃取能力受氨浓度的影响较大，也不适合氨浓度高的体系。
LIX984结合了酮肟类和醛肟类萃取剂的优点，是酮肟类( LIX84)和醛肟类(LIX860)萃取剂以1:1混合形成的具有协同萃取效果的萃取剂，产品呈琥珀色。
溶剂萃取法分离回收钴
溶剂萃取法分离回收钴在现代工业和科技领域，钴被广泛用于制造各种产品，包括电池、合金、催化剂和颜料等。
然而，由于钴的有限资源以及环境问题，有效的分离和回收方法变得尤为重要。
溶剂萃取法是一种广泛应用的方法，用于从废水、废料和矿石中分离和回收钴。
本文将探讨溶剂萃取法的原理、应用领域以及其在钴分离和回收中的重要性。
一、溶剂萃取法的原理溶剂萃取法是一种分离和回收金属离子的有效方法。
它基于不同溶解度的原理，利用特定的有机溶剂来从溶液中选择性地提取目标金属离子。
对于钴的分离和回收，通常使用的有机溶剂是酮类或酯类溶剂，因为它们与钴离子之间具有较高的亲和力。
溶剂萃取法的主要步骤包括：1. 萃取：将含有钴的溶液与有机溶剂接触，使钴离子与溶剂中的分子相互作用，从而将钴离子从溶液中提取出来。
2. 分相：待溶液中的金属被有机溶剂提取后，通过分离工序将有机相和水相分开。
3. 洗涤：有机相中可能还残留一些杂质，通过反复洗涤过程，可以净化有机相，提高钴的纯度。
4. 脱附：通过改变条件，如改变溶剂的酸度或碱度，将钴从有机相中脱附出来，以便后续的回收和再利用。
二、应用领域溶剂萃取法在各个领域都有广泛的应用，特别是在钴的分离和回收中，它发挥着重要的作用。
1. 电池制造：电池是现代社会不可或缺的能源储存装置，而钴是许多锂离子电池中的重要组成部分。
通过溶剂萃取法，可以有效地从废旧电池中回收钴，减少资源浪费和环境污染。
2. 金属冶炼：钴通常与其他金属混合存在于矿石中。
溶剂萃取法可用于将钴从矿石中分离出来，以便后续的冶炼和加工。
3. 化工行业：钴催化剂在化工生产中起着至关重要的作用。
通过溶剂萃取法，可以高效地回收和重复使用废弃的催化剂，降低生产成本。
4. 医药领域：钴在医药领域用于制备某些药物和医疗设备。
溶剂萃取法可用于从医疗废物中回收钴，确保医疗废物的环保处理。
三、钴分离和回收的重要性分离和回收钴的重要性不仅体现在资源可持续利用方面，还关乎环境保护和经济可持续发展。
溶剂萃取分离废锂离子电池中的钴
溶剂萃取分离废锂离子电池中的钴废旧锂离子电池中含有大量的有价金属材料，如钴、镍、锰等，其中的钴尤为珍贵。
废旧锂离子电池的处理不仅可以减少环境污染，还可以回收利用其中的有价金属材料，形成资源再利用的循环经济。
而解决废锂离子电池中的钴的回收问题，则是处理废旧锂离子电池的重要一环。
目前，针对废锂离子电池中的钴的回收处理，溶剂萃取分离技术被认为是一种高效节能、低成本的处理方法。
溶剂萃取分离技术利用表面活性剂和萃取剂在两种不相溶的溶液中的选择性分配，实现了废锂离子电池中钴的高效分离回收。
本文将从溶剂萃取分离技术的原理、应用和未来发展方向等方面对废锂离子电池中的钴进行分离回收的研究进行总结和讨论。
一、溶剂萃取分离技术原理溶剂萃取是将富含目标金属离子的溶液与适当的萃取剂接触，利用化学亲合力或物理吸附的原理将目标金属离子从废液中分离出来，经过萃取剂的选择性的配比，最终实现了目标金属的高效分离和回收。
溶剂萃取技术主要包括两个步骤：抽提和萃取。
抽提是指通过酸性或碱性的介质将目标金属离子从废液中萃取出来，而萃取则是指将目标金属离子和萃取剂接触，利用化学亲合力将目标金属离子从废液中分离出来，最终得到富含目标金属离子的溶解液。
在废锂离子电池中，钴通常以钴离子的形式存在于废液中。
利用溶剂萃取分离技术对废锂离子电池中的钴进行回收处理，首先需要将废液进行抽提，将其中的钴离子从废液中萃取出来，然后通过萃取剂将钴离子从废液中分离出来，得到富含钴的溶解液。
溶剂萃取分离技术在废锂离子电池中钴回收处理中的应用历史悠久，取得了良好的效果。
目前，常用的萃取剂有酰胺类、醮酮类、膦酸类等，它们具有对钴离子的强亲和力，可实现高效的钴离子分离。
以酰胺类为例，当废液中的钴离子与酰胺类萃取剂接触时，会发生亲合反应，使得钴离子被富集在萃取剂中，而废液中的其他金属离子则被抑制，无法被萃取剂富集。
通过这种方式，可以实现废锂离子电池中钴的高效分离和回收。
在实际应用中，溶剂萃取分离技术可通过反复抽提和萃取的方式，不断将废液中的钴离子从废液中分离出来，最终得到富含钴的溶解液。
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用溶剂萃取法分离镍、钴和铜
钱东, 王开毅, 蔡春林, 潘春跃, 唐有根, 蒋金枝,化学工程学院、中南大学，长沙414083，中国)
1 [分离] 镍，钴和铜的溶剂萃取分离法。
实验结果表明[Co（NH3）6 ] 3 +是在萃取动力学惰性复杂，因此可以从钴镍和铜拜农平衡溶剂萃取分离。
25℃温度条件下，两相的接触时间10分钟，相比1:1，水溶液的pH值10.10和20%浓度的P204，[Co（NH3）6 ] 3 +很难提取P204，而提取镍和铜的比例分别为93.9%和79.3%。
镍和铜的平衡溶剂萃取法分离。
25℃温条件下，两个阶段1分钟，相比1:1的接触时间，pH值和浓度平衡4.01中20%，铜和镍的分离因子为216。
【关键字】非平衡溶剂萃取平衡；溶剂萃取；镍；钴；铜；二（2-乙基己基）磷酸
【中国分类号】TQ028.32;TF 804. 2引言
溶剂萃取是一种溶剂萃取热力学平衡。
非平衡溶剂提取溶剂提取[ 1 ]的一种，它利用在动力学萃取速度差异性分离材料等稀有金属和稀土金属[ 2-4 ] [ 5,6 ]。
对钴、镍的提取与二（2-乙基己基）磷酸的分离因子（P204 }在硫酸溶液中一般在20以下，因此可被认为是不适合的钴镍分离[7,8]。
因此，P204也是对镍，钴，铜，人们已经注意到湿法冶金分离萃取剂自20世纪60年代一个不称职的。
然而，据报道，[Co（NH3）6 ] 3 +氨溶液和β-羟肟n510 [ 9 ]或n530 [ 10 ]的提取速度很慢动力学惰性复杂。
在本文中，发现[Co（NH3）6 ]3+提取速度P204也很慢。
所以我们可以氧化钴（Ⅱ）Co（Ⅲ）在氨性溶液中，用非平衡溶剂萃取分离钴的镍和铜，然后分离镍和铜的平衡溶剂萃取法。
2 实验
氧化剂（NH4）2S2O8添加硫酸镍铵的混合溶液中，钴和铜（镍钴的摩尔比：铜= 12.2:2.4:1）溶液处理使有限（Ⅱ）可以被氧化为CO（Ⅲ）完全然后皂化
P204萃取分离钴（Ⅲ）从Ni（Ⅱ）和Cu（II）。
Ni（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的硫酸溶液剥离的皂化P204在适当的条件下，溶剂萃取分离。
萃余液中的金属含量进行滴定，由减法在有机相中的重金属含量。
3结果与讨论
3.1动力学P204提取Co（Ⅱ）
Co（Ⅱ）在硫酸溶液中更容易提取法优于镍（II）[ 11 ]然而，当Co（Ⅱ）的氧化钴（Ⅲ）在氨性溶液中，Co（Ⅲ）提取速度很慢。
钴的萃取（Ⅲ）（[Co （NH3）6 ]3+）法进行了研究，对有限Ⅲ提取率的两相接触时间的影响）如表1所示
从表1中，可以看出，有限的提取（Ⅲ）（[Co（NH3）6 ] 3 +）用P204萃取平衡甚至没有达到提取12 h后，这表明[Co（NH3）6 ]3+是在萃取动力学惰性络合物。
这可能是由于对[有限的稳定常数之间的差异[Co（NH3）6 ]2+和[Co（NH3）6 ]3+（lgK[Co（NH3）6 ]3+ = 35.2，和1gk [Co（NH3）6 ]2+ = 5.11
表1 接触时间的影响
在有限的百分比提取两个阶段（Ⅲ）
提取温度25℃；相比为1:1；水ph10.13 P204浓度为20%；
象征着配合物稳定常数。
所以我们可以通过非平衡溶剂萃取分离钴镍和铜。
3.2 分离镍、铜钴
水的pH值和对镍的萃取率两相接触时间的影响（II）Co（Ⅲ）和Cu（Ⅱ）示于表2和表3分别。
从表2中，钴（Ⅲ）很难提取法在水溶液的pH值为10.10，而Ni百分比提取（Ⅱ）和Cu（II）79。
3%。
表2 水相pH对镍（Ⅱ），Co（Ⅲ）和Cu（Ⅱ）萃取率影响
提取温度25℃；两相的接触时间为10min；相比为1:1；P204浓度20%
表3对Ni（Ⅱ），Co（Ⅲ）和Cu（Ⅱ）百分比提取两个阶段的接触时间
提取温度25℃；相比为1:1；水溶液pH值为10.01；浓度20%和93.9%分别P204。
因此，我们可以从分离钴镍和铜的非平衡溶剂萃取时，水溶液的pH值高于10
表3显示，铜萃取平衡（II）和Ni（Ⅱ）分别提取1 分钟，10分钟后实现的，而CO的萃取率（III）约为0。
504% 15分钟后提取。
所以两个相接触的时间选择为约14分钟，用非平衡溶剂萃取法从镍和铜的分离钴。
3.3分离镍、铜镍和铜的平衡溶剂萃取法分离实验。
平衡pH值，相比的影响，提取温度和镍的分离的两个阶段的接触时间（Ⅱ）和Cu（II）在表4-7显示
表4 平衡pH值对（II）和Ni Cu（II）分离的影响
提取温度25℃；两相的接触时间1min；相比为1:1；P204浓度20%
表5 相位比对分离镍的影响（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的影响
提取温度25℃；两相的接触时间1min；平衡pH 4.62；P204浓度20%
表6 提取温度对（NiⅡ）和Cu（II）分离的影响
两个阶段内的接触时间比为1:1；相平衡；ph4.62 P204浓度我20%；
表7 两相接触时间对分离的Ni（Ⅱ）和Cu（II）的影响
两个阶段内的接触时间比为1:1；相平衡；ph4.01 P204浓度为20%；
从表4中，它表明，Ni和Cu（II）的百分比提取（II）减少平衡pH平衡时的pH值减少约3.96，铜的分离因子（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）是最大的。
从表5中，可以看出，相比对铜的萃取率的影响（Ⅱ）较小，而Ni（Ⅱ）是更大的。
当相比约为1:1，铜的分离因子（Ⅱ）和N（Ⅱ）是最大的。
从表6中，它的结论是，Ni的百分比提取（Ⅱ）和Cu（II）和萃取温度的增加而增加。
但分离因子的Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）是最大的当提取温度约为25℃。
表7显示，铜萃取平衡（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）是1分钟的提取和分离因子后，Cu （Ⅱ）和Ni（Ⅱ）216平衡pH为4.01时
4 结论
1）用P204萃取铜和分离镍，钴是一种廉价易得的提取法。
具有良好的前景。
2） 2）在Co（II）的氧化钴（Ⅲ）在氨性的溶液，其提取速度很慢，表明[Co（NH3）6 ] 3 +是在萃取动力学惰性络合物。
因此，钴可以由非平衡溶剂萃取分离镍和铜。
提取温度25℃条件下的两个阶段。
10分钟的接触时间，相比1:1。
水溶液的pH值10.10和20%浓度的P204，CO（Ⅲ）很难提取，而Ni百分比提取（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）分别为79.3%和93.9%。
3）镍和铜的平衡溶剂萃取法分离。
25℃温度条件下，两个阶段1分钟的接触时间，相位比为1:1，平衡pH 4.01和浓度的P204 20%，铜的分离因子（II）和Ni（II）是216。
参考资料
【1】马让军《新发展的非平衡溶剂萃取溶剂萃取》[J]。
有色金属（冶炼），（中国），1985（5）：38一41。
【2】罗德里格兹M G，科特迪瓦，鲍尔D.《从混合盐酸酸介质的雕塑氰的回收铟（Ⅲ）》 301 [ J ]溶剂萃取法，溶胶额外的离子交换，1992，10（5）：811一827。
【3】贝内德蒂J S，苏亚雷斯M L L，格雷瓦尔等人。
《用新的有机磷萃取[J].稀有金属回收》。
SEP科学技术，1995，30（17）：3339一3349。
【4】张成群，周家镇，周修竹，等。
《非平衡萃取分离铟和铁的研究》[J]。
有色金属，（在中国），1995，47（1）：78一82。
【5】子，金子，岛F，等人，《钇离子[P]选择性萃取》，，美国41043581978。
【6】阿卜杜勒，白川方明T.《平衡和不平衡在水相中萃取分离》 [ J ]酸存在稀土金属。
化学杂志之日。
1995，28（5）：B01一宝儿一般的研究
irsstitute远北京矿冶研究所，北京大学，上海科学院，中国科学院有机化学等。
m6alt镍的分离与P507萃取[J]。
有色金属（冶炼），（在中国），1981（1｝25一29。
【7】朱屯。
《化学和提取[J ]分离钴、镍的应用》。
有色金属（冶炼），（在中国，1985｛4）：28一32，
【8】朱纨阴，御林军《对钳板的萃取性能研究，铁.钴和镍》. [J]。
有色冶金，（在中国），1984（2）：39一41。
【9】王凯毅，万树阴。
《通过与β-羟肟n530作为萃取剂从氨溶液的溶剂萃取分离钴、镍》[ J ].中南院民。
金属，1988，19（4）：467一674
【10】王凯一，舒文成温阴。
溶剂萃取化学，（中国）[M]，长沙：中南大学出版社，1991.76
【11】姚云彬，谢涛，高敏英物理化学手册，（中国）[M]，上海；上海科学技术出版社，1985。
816。