钴镍的萃取分离PPT课件
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ P204萃取分离镍钴的局限性 1. 磷酸二烷基酯（P204）分离镍钴的能力有限，需要的级数很多
； 2. 随着料液中镍钴比的提高，分离系数βCo/Ni下降，因此对于较高
镍钴比的料液不能有效地实现镍钴的分离。
P507（2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯） 萃取分离镍钴的能力约比P204高200倍
2. 用1mol/L盐酸可以将钴大部分反萃，但镍不被反萃。 3. 有机相中加入仲辛醇不但可以提高镍的萃取速度，还
可以使之易于反萃。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
有机磷酸萃取剂在应用中应注意的问题
1、料液：料液的Co/Ni是影响萃取剂选用的主要因素之一
表12. 料液Co/Ni变化时萃取剂选用一般原则
Co/Ni 选用萃取剂
异构酸
硫代有机磷酸
一硫代有机膦酸 二硫代有机膦酸
举例 P204 P507 Cyanex272
Versatic911 Cyanex302 Cyanex301
3
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
磷酸类萃取剂分离钴镍机理
钴的萃合物有八面体和四面体两种结 构，而镍的萃合物仅有八面体一种，而四 面体萃合物的油溶性比八面体大，所以磷 酸类萃取剂优先萃取钴。
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Βιβλιοθήκη Baidu
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（5）羧酸类萃取剂
脂肪羧酸和环烷酸由于水溶性较大，应用较少。 叔碳酸（Versatic911）由于水溶性小，不仅可在酸性溶
4、稀释剂：稀释剂会缓慢的氧化，导致钴镍分离和相分离急剧 恶化，可在有机相中加入抗氧化剂防止稀释剂的氧化。
5、停留时间：有机磷酸萃取钴镍速度较快，皂化后萃取速度更 快，建议混合室停留时间为2~4min。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
表5.钴镍与其他共存金属的分离
大量金属 钴镍 镍 —— 铜铁钴镍 钴
微量金属 铜铁锌锰铝 钙镁 钴铜铁锌锰 铝钙镁 钴镍铜铁锌 锰铝钙镁
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ P507萃取过程中负载有机相的粘度变化规律
表 25%P507（皂化率为85%）负荷不同金属离子时的相对粘度
有机相负载的金属
钴
镍
铜
钠
相对粘度
27.1
5.3
3.11
10.3
当有机相中的钴浓度达到18g/L以上时，有机相粘度急剧 上升，因此实际应用时要控制钴浓度在18g/L以下。
10
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（3）二烷基膦酸萃取剂萃取镍钴—Cyanex272
图12. Cyanex272对各种金属的萃取率与平衡pH的关系
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取 ◆ Cyanex272对钴的萃取优先于钙
因Cyanex272 不同于P204和P507，对钴的萃取要优先于钙，因而 可以避免在洗涤和反萃时生成硫酸钙结晶而堵塞管道。
锌锰铝钙镁
镍铜铁锌锰 铝钙镁
方法 选用磷酸类或羧酸类萃取剂除杂，然后洗涤 反萃回收有价金属
选用选择性高的双烷基膦酸
先用磷酸类萃取剂除杂，再将钴镍一同萃取， 然后反萃富集成浓度较高的溶液，再分离 可先用羟肟类萃取剂萃取铜，再氧化萃铁， 除杂后再用磷酸类萃取剂分离钴镍
有机磷酸类除杂，再通过协同萃取萃取镍
图1. P204对各种金属的萃取率与平衡pH的关系
5
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ 影响P204萃取分离钴镍的因素
1、料液中Co/Ni越高，分离系数越大 2、 pH为4-5时最有利于Co/Ni的分离 3、温度的影响十分显著，Co/Ni分离系数随温度的升高而
显著增大，因此在较高的温度下萃取对镍、钴分离有利 。
图12. Cyanex272从混合溶液中萃取钴镍钙
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ Cyanex272负荷的Fe3+可用硫酸反萃
因Cyanex272 酸性弱于P204 和P507，因此对Fe3+的萃取能力 弱于后两者。因此可以用硫酸反 萃负荷的铁，而后两者必须用浓 盐酸才能反萃。
图12. 硫酸溶液反萃 Cyanex272负荷Fe3+的平衡曲线
温度/℃ 30 35 40 45 50 55
60
βCo/Ni 1320 1850 2480 3220 4000 4790 5510
随着温度升高，钴镍分离系数增大。因此升高温度有利于钴镍分离 。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（4）硫代有机磷酸萃取剂萃取镍钴—Cyanex301和Cyanex302
1. 酸性较相应的母体有机磷酸强，对金属的萃取能力也 随之增强。可以在低pH下萃取钴镍。
萃取冶金教程
钴镍的萃取
1
目录
硫酸盐溶液中钴镍的萃取 氨—铵盐溶液中钴镍的萃取 氯化物溶液中钴镍的萃取 硫氰酸盐溶液中钴镍的萃取 钴镍的协同萃取
2
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
表1. 硫酸盐溶液中常用的钴镍萃取剂
萃取剂类别
萃取剂
磷酸二烷基酯类
磷酸类萃取剂
单烷基膦酸单烷基酯
二烷基膦酸
脂肪酸
羧酸类萃取剂
环烷酸
从磷酸二烷基酯类、单烷基膦酸单烷 基酯到二烷基膦酸，酸性逐渐减弱，所以 镍的萃合物分配比逐渐降低，而钴的萃合 物中四面体和八面体的比例逐渐增加，因 此萃取钴的分配比变化不大，所以钴镍的 分离系数依次增大。
图1.有机磷酸萃取钴镍 的分配比与pH的关系
4
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（1）磷酸二烷基酯类萃取剂萃取钴镍—P204
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ pH值对萃取镍钴的影响
βCo/Ni随平衡pH值不同 而变化， Cyanex272分离钴 镍的最佳pH为5.0~5.5。
图12. 平衡pH对Cyanex272 及P507分离钴镍的影响
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ 温度对萃取镍钴的影响
表12. 温度对Cyanex272钴镍分离系数的影响
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（2）单烷基膦酸单烷基酯萃取剂萃取镍钴—P507
图12. P507对某些金属的萃取率与平衡pH的关系
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取 ◆ 影响P507萃取分离镍钴的因素
随着温度的升高，P204的萃取分离系数增大较缓慢， 和P507增大较快。随着pH增大，P204和P507萃取钴镍的 分离系数都先增大后减小，它们的最佳pH在4~5。
1/5<Co/Ni P204
1/10<Co/Ni<1/5 P507
Co/Ni<1/10 Cyanex272
2、皂化：由于萃取pH较高，萃取反应对pH较为敏感，当料液 浓度较高时，应先皂化，皂化率一般控制在70%~75%。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
3、改性剂：改性剂的加入增大有机相及萃合物在稀释剂中的溶 解度，但它也能增加镍的萃取，从而使钴镍分离系数降低。
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ P204萃取分离镍钴的局限性 1. 磷酸二烷基酯（P204）分离镍钴的能力有限，需要的级数很多
； 2. 随着料液中镍钴比的提高，分离系数βCo/Ni下降，因此对于较高
镍钴比的料液不能有效地实现镍钴的分离。
P507（2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯） 萃取分离镍钴的能力约比P204高200倍
2. 用1mol/L盐酸可以将钴大部分反萃，但镍不被反萃。 3. 有机相中加入仲辛醇不但可以提高镍的萃取速度，还
可以使之易于反萃。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
有机磷酸萃取剂在应用中应注意的问题
1、料液：料液的Co/Ni是影响萃取剂选用的主要因素之一
表12. 料液Co/Ni变化时萃取剂选用一般原则
Co/Ni 选用萃取剂
异构酸
硫代有机磷酸
一硫代有机膦酸 二硫代有机膦酸
举例 P204 P507 Cyanex272
Versatic911 Cyanex302 Cyanex301
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
磷酸类萃取剂分离钴镍机理
钴的萃合物有八面体和四面体两种结 构，而镍的萃合物仅有八面体一种，而四 面体萃合物的油溶性比八面体大，所以磷 酸类萃取剂优先萃取钴。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（5）羧酸类萃取剂
脂肪羧酸和环烷酸由于水溶性较大，应用较少。 叔碳酸（Versatic911）由于水溶性小，不仅可在酸性溶
4、稀释剂：稀释剂会缓慢的氧化，导致钴镍分离和相分离急剧 恶化，可在有机相中加入抗氧化剂防止稀释剂的氧化。
5、停留时间：有机磷酸萃取钴镍速度较快，皂化后萃取速度更 快，建议混合室停留时间为2~4min。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
表5.钴镍与其他共存金属的分离
大量金属 钴镍 镍 —— 铜铁钴镍 钴
微量金属 铜铁锌锰铝 钙镁 钴铜铁锌锰 铝钙镁 钴镍铜铁锌 锰铝钙镁
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ P507萃取过程中负载有机相的粘度变化规律
表 25%P507（皂化率为85%）负荷不同金属离子时的相对粘度
有机相负载的金属
钴
镍
铜
钠
相对粘度
27.1
5.3
3.11
10.3
当有机相中的钴浓度达到18g/L以上时，有机相粘度急剧 上升，因此实际应用时要控制钴浓度在18g/L以下。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（3）二烷基膦酸萃取剂萃取镍钴—Cyanex272
图12. Cyanex272对各种金属的萃取率与平衡pH的关系
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取 ◆ Cyanex272对钴的萃取优先于钙
因Cyanex272 不同于P204和P507，对钴的萃取要优先于钙，因而 可以避免在洗涤和反萃时生成硫酸钙结晶而堵塞管道。
锌锰铝钙镁
镍铜铁锌锰 铝钙镁
方法 选用磷酸类或羧酸类萃取剂除杂，然后洗涤 反萃回收有价金属
选用选择性高的双烷基膦酸
先用磷酸类萃取剂除杂，再将钴镍一同萃取， 然后反萃富集成浓度较高的溶液，再分离 可先用羟肟类萃取剂萃取铜，再氧化萃铁， 除杂后再用磷酸类萃取剂分离钴镍
有机磷酸类除杂，再通过协同萃取萃取镍
图1. P204对各种金属的萃取率与平衡pH的关系
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ 影响P204萃取分离钴镍的因素
1、料液中Co/Ni越高，分离系数越大 2、 pH为4-5时最有利于Co/Ni的分离 3、温度的影响十分显著，Co/Ni分离系数随温度的升高而
显著增大，因此在较高的温度下萃取对镍、钴分离有利 。
图12. Cyanex272从混合溶液中萃取钴镍钙
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ Cyanex272负荷的Fe3+可用硫酸反萃
因Cyanex272 酸性弱于P204 和P507，因此对Fe3+的萃取能力 弱于后两者。因此可以用硫酸反 萃负荷的铁，而后两者必须用浓 盐酸才能反萃。
图12. 硫酸溶液反萃 Cyanex272负荷Fe3+的平衡曲线
温度/℃ 30 35 40 45 50 55
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βCo/Ni 1320 1850 2480 3220 4000 4790 5510
随着温度升高，钴镍分离系数增大。因此升高温度有利于钴镍分离 。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（4）硫代有机磷酸萃取剂萃取镍钴—Cyanex301和Cyanex302
1. 酸性较相应的母体有机磷酸强，对金属的萃取能力也 随之增强。可以在低pH下萃取钴镍。
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钴镍的萃取
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目录
硫酸盐溶液中钴镍的萃取 氨—铵盐溶液中钴镍的萃取 氯化物溶液中钴镍的萃取 硫氰酸盐溶液中钴镍的萃取 钴镍的协同萃取
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
表1. 硫酸盐溶液中常用的钴镍萃取剂
萃取剂类别
萃取剂
磷酸二烷基酯类
磷酸类萃取剂
单烷基膦酸单烷基酯
二烷基膦酸
脂肪酸
羧酸类萃取剂
环烷酸
从磷酸二烷基酯类、单烷基膦酸单烷 基酯到二烷基膦酸，酸性逐渐减弱，所以 镍的萃合物分配比逐渐降低，而钴的萃合 物中四面体和八面体的比例逐渐增加，因 此萃取钴的分配比变化不大，所以钴镍的 分离系数依次增大。
图1.有机磷酸萃取钴镍 的分配比与pH的关系
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（1）磷酸二烷基酯类萃取剂萃取钴镍—P204
13
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ pH值对萃取镍钴的影响
βCo/Ni随平衡pH值不同 而变化， Cyanex272分离钴 镍的最佳pH为5.0~5.5。
图12. 平衡pH对Cyanex272 及P507分离钴镍的影响
14
硫酸盐溶液中钴镍的萃取
◆ 温度对萃取镍钴的影响
表12. 温度对Cyanex272钴镍分离系数的影响
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
（2）单烷基膦酸单烷基酯萃取剂萃取镍钴—P507
图12. P507对某些金属的萃取率与平衡pH的关系
8
硫酸盐溶液中钴镍的萃取 ◆ 影响P507萃取分离镍钴的因素
随着温度的升高，P204的萃取分离系数增大较缓慢， 和P507增大较快。随着pH增大，P204和P507萃取钴镍的 分离系数都先增大后减小，它们的最佳pH在4~5。
1/5<Co/Ni P204
1/10<Co/Ni<1/5 P507
Co/Ni<1/10 Cyanex272
2、皂化：由于萃取pH较高，萃取反应对pH较为敏感，当料液 浓度较高时，应先皂化，皂化率一般控制在70%~75%。
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硫酸盐溶液中钴镍的萃取
3、改性剂：改性剂的加入增大有机相及萃合物在稀释剂中的溶 解度，但它也能增加镍的萃取，从而使钴镍分离系数降低。