P507萃取剂在钴、镍分离系统中的应用

试验研究

P 507萃取剂

在钴、镍分离系统中的应用

□　湖北省光磷化工冶金股份有限公司　李立元　陈学田　□

摘　要　P 507是在硫酸盐溶液中分离钴、镍的

优良萃取剂,本文叙述P 507在光磷公司草酸钴分厂钴、镍分离系统中的应用,P 507在钴、镍分离萃取操作时应注意事项。本工艺技术指标优于P 204。

1　前言

光磷公司从大冶钴硫精矿烧渣中提取硫化钴始于1978年,经工业试验和技术改造,现已形成45t a (折100%金属量)的生产能力。钴硫精矿(含钴0.2%—0.28%)与钴硫精矿氧化烧渣进行硫酸化焙烧,烟气与制酸系统烟气合并制酸,建成了国内第一套“综合

利用钴矿烧渣制取硫化钴生产线”。其简单工

艺过程是:焙砂经浸出、过滤、洗涤、浸出液铁屑置换除铜,除铜后的浸出液用混合硫化剂沉钴,产出硫化钴,产品品位Co :18%—20%,H 2O ≤70%。硫化钴的生产总体上经济效益不高,为了充分利用我公司生产的硫化钴资源,产出能直接工业应用的钴盐产品,增加经济效益,公司确定设计试验生产草酸钴,并于1990年试车产出合格草酸钴:Co ≥

31%,H 2O ≤0.65%,松比0.3—0.4g c m 3

。其生产工艺流程如下:

常压氧化浸出中和→除钙镁→P 204萃取脱杂→P 507钴、

镍分离→→反萃钴→草酸铵沉钴→过滤洗涤→烘干包装

光磷公司草酸钴分厂萃取工段的钴、镍分离系统,从1990年至1994年是用P 2O 4萃取分离钴、镍(结果见表2),工艺条件控制为:

表1　钴、镍分离前料液成份(单位:g L )

Co

N i

M n

Cu

Fe

Ca

M g

pH 21.554.610.0020.0050.0080.005

4～4.5

有机相成份:25%P 2O 4+75%磺化煤油,

皂化率75%

原始水相pH :4～4.5出口水相pH :4.5～525%P 204饱和容量:12～15g L 温度:45℃～50℃表2　P 204萃取钴镍分离结果

名称化学成份

分离前CoSO 4液分离后N iSO 4

液钴、镍分离

效率(%)Co 17.030.01899.89N i

3.66

3.54

99.89

采用P 204分离钴、镍需要用蒸气加热,理

想状态温度为40℃—50℃。经过四年的生产应用后,由于经常加热萃取箱隔板,使导流管发生扭曲变形,渗漏严重,导致回收率下降,同时,级与级之间相互串通,使镍、钴分离效率亦受影响。产品草酸钴中镍量偏高,质量难以保证。

针对P 204萃取分离钴镍产生的问题,1994年12月,我们着手在硫酸盐系中采用

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62—试验研究世界有色金属1997年第10期

P507萃取剂分离钴、镍的试验。这种萃取剂的钴、镍分离系数比同样条件下P204高出几倍,显示其具有优良的分离钴、镍性能。P507与P204一样属于有机磷酸类萃取剂,它对金属萃取能力的大小秩序为:Fe3+>Zn2+>Cu2+≈M n2+≈Ca2+>M g2+>N i2+,与P204基本一致,但因其与P204结构上的微差异(较P204少一个氧原子)而导致钴、镍曲线之间距离拉大。P507很容易实现锌、铜、钴与镍的分离,其中钴与镍的分离可以在较低的pH值范围内完成。P507—Fe3+络合物反萃取稍易于P204,采用4—6N HC l溶液就可以把铁萃下来。但其不足之处是,铜、钴的分配系数只有P204的1 2～1 3,而且在萃钴操作的pH条件下,会同时萃取钙、锰和铝,有机相含铝会增加粘度。

2　P507萃取剂分离钴、镍的工艺条件

(1)有机相组成:20%P507+80%磺化煤油,皂化率70%;

(2)钴、镍分离前液:P507钴、镍分离前液成份(g L);

Co Ca Cu M n pH

120.0020.0020.0014.8±0.1

(3)洗涤液:1%H2SO4

(4)反萃液:3N HC l,要求用纯水配制, Fe≤0.001g L;

(5)反萃铁:4—6N HC l,Fe≤0.001g L;

(6)相比:水相(1)∶有机相(1)∶洗涤液(0.1)∶反萃液(0.15)∶反萃铁液(0.15)

(7)温度:室温。

装箱情况如下:

A.钴、镍分离段:

(1)钴、镍分离前级装皂化后的有机相;

(2)钴、镍分离中间级装一半有机相、一半水相;

(3)钴、镍分离后级装满除杂后液。

B.洗镍段:

洗镍段装1 3除杂后液。

C.反萃钴段:

最后一级装一半未钠皂的有机相P507。

D.反萃铁段:

反萃铁段装未皂化P507有机相。

E.澄清段:

装皂化P507有机相。

3　P507萃取操作的注意事项及控制

P507

的结构式如下:

由于在反萃过程中析出H+,使萃液酸度增大,不利于生成比较稳定的萃合物,因此,在萃取剂中加入N aOH钠皂,不使酸度过大。控制皂化率对生产至关重要,若皂化率过高,可用酸中和,而最佳办法可采用加入未钠皂P507有机相来调整。

(1)钴镍分离各段的控制

P507↓↓料液

前………………后

A.分离段:

观察颜色来控制流量。

分离第一级有机相颜色:浅兰色(Co0. 1—0.2g L);水相颜色:绿色(发白)。

分离中间级有机相颜色:兰色——深兰色;水相颜色:绿色——浅绿色。

分离后级有机相颜色:深兰色;水相颜色:红色。

・当水相颜色逐渐变白向后移动时,应加大料液和洗镍液流量。

・当绿色向前移动时,应逐渐加大有机相流量或减少料液流量。

B.洗镍段:

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1997年第10期世界有色金属试验研究