镍、钴分离与回收技术研究进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘 要： 在湿法 冶金 中 ， 、 的分离与 回收技术 一直是 研究 的重点 和难题 。Байду номын сангаас 过对近 几年相关 文献 的查 阅 ， 镍 钴
总结 了化学 沉淀法 、 萃取法 和离子交换 与吸附法等 国内外镍 、 钴分离与 回收技术 的研 究进展 ， 中重点介 绍了不 同 其
种类 的萃取 剂 、 萃取剂协 同萃取工 艺以及液膜萃取技术等 。
１ 引言
镍 、钴两种元素在化学元素周期表 中同属第三 周期第Ⅷ族 ，因此具有很 多相似 的物理化学性质 ， 且镍 、钴在矿床 中常共生、伴生 ，并且常常共存于 铜转 炉渣、镍转 炉渣 、深海锰 结核 、特殊合 金材
料 、电池材 料 、催 化 剂 、污 泥 和废 水 中 。随 着 镍 、 钴 消费 量 的逐 年 提 高 与 资 源 的 日益 枯 竭 ，２ ０ ０６年
点 ，已成 为镍 、钴 分离 的 主要工业 方法 。
２ 化学沉淀法
化学 沉 淀 法 主要 包 括 氧化 沉 淀法 、 硫化 物 沉淀 法和 碳酸 盐 等 复盐 沉 淀 法 等 。 吉 鸿 安 采 用 电氧 化法 制备 黑镍 ， 利用 黑 镍 的强 氧化 特 性 来 分 离镍 再
物料中钴 ， 钴去除率可达到 ９ ． ％ ， ８ ８ 同时还深度净
我国镍消费量达到 ２ ．７万 ｔ镍产 量仅为 １ ４８ ， ２万 ｔ 左右 ， 口量达到 １．７ ｔ 进 １３ 万 ，我国镍金属基础储量 只有 ２０ ｔ ３ 万 左右 ，预计 １ ０年后我 国的镍矿 资源
将 逐 渐 消耗殆 尽 ，因此 对镍 、钴 分 离与 回收 技术 的 研 究 就特 别值 得关 注 。 目前 主要 的分 离方 法 有化 学
Ｚ ＨＡＮＧ ｈ ｏ ＨＯＮＧ ｎ ，Ｗ ＡＮＧ Ｓ ｕ ｉ Ｃ ａ ，Ｚ Ｈｏ ｇ ｈ ａ
（ ｏｅｅｏ ｈｍｉｒ ａｄＣ ｅ ｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｃ ｎｒ ｏｔ ｎｖｒｔ，Ｃ ａ ｇｈ ， ｕ ａ ，ｈｎ １０ ３ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｓ ｙ ｎ ｈｍｉ ｇｎｅｉ ， ｅｔ ＳｕｈＵ ｉ ｓｙ ｈｎｓａ Ｈ ｈ ｎ Ｃ ｉａ４０ ８ ） ｌ Ｃ ｔ ａＥ ｎ ｌ ａ ｅｉ
化溶液 中的铜 、 、 、 铁 锰 铅等杂质。黑镍 除钴法因其
反 应速 度 快 ， 引入 杂质 ， 、 分 离彻底 等 ， 不 镍 钴 具有 明
显的优点和适应性 。刘 富强等 以硫 化钠为沉淀
剂 处理 化学 镀镍 废 液 ， 废 液 中 的镍 离 子 以硫 化 镍 将 的形式 析 出 ， 镍 质 量 浓 度 为 ５５ ｍ ／ 在 ４０ ｇ Ｌ的 化 学 镀
关 键词 ： ； ； 镍 钴 分离 ； 回收 中图分 类号 ：Ｆ ０ ． ３ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ９—３４ （ ０ １ ０ ０ ２ ０ Ｔ ８３ ２ Ａ １０ ８ ２ ２ １ ） ５— ０ ９— ４
Ｒｅ ｉｗ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｄ ｏ ｅ ａ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｒｅ ｏ ｅ ｙ ｏ ｃ ｅ ｎ ｂ ｌ ｖ ｅ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｓ ｕ ｙ ｆ ｒＳ ｐ ｒ ｔ ｎ ｃ ｖ ｒ ｆＮｉｋ ｌａ ｄ Ｃｏ ａ ｔ ｏ
Ｔ ｔｌ１ １ ｏａ １ Ｎｏ ５ ２ １ ． ０ １
铜
业
工
程
总第 １ １ １ 期 ２１ ０ １年第 ５期
Ｃ Ｐ ＲＥ ＯＰ Ｅ ＮＧＩ Ｅ ＮＧ ＮＥ ＲＩ
镶 嬉 鑫离攘曛峨捺
张 超， 钟 宏， 王 帅
意进羼
（ 中南大学化学化工学院， 湖南 长沙 ４０８） １０３
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｅ ａ ａｉｎ ａ ｄ ｒｃ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｉ ｋ ｌ ｎ ｏ ａｔｉ ａｗ ｙ ｓａ ｋ ｙ ｒ ｓ ａｃ ｏ ｎ ｎ ｉ ｃ ｌ ｔｍ ｎ ｈ ｄ ｏ ｓｒ ｃ ：Ｓ ｐ ｒｔ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆｎ ｃ ｅ ｄ ｃ ｂ ｓ ｌ ａ ｓ ａ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｉ ｔ ｄ ｄ ｆ ｕ ｔ ｉ ｏ ｙ ａ ｌ ａ ｉ ｙ ｅ ｉ ｙ ｒ— ｍｅａｌ ｒ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｒｌ ｔｄ ｌ ｅａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｅ ｅ ｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｈ ｍｉａ ｒ ｃ ｐｔ ｔ ｎ， ｔｌ ｇ ｕｙ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａｅ ｉ ｒ ｔ ｒ ｓｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｓ ｈ ｓ ａ ｅ ｕ ｈ ｔ ｙ ｒｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｃ ｐ ｅ ｉ ｉ ｉ ｒ ｏｃ ｌ ａｏ ｌ ａ ｈ ｎ ，ｉｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｄ ｏ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｉ ｋ ｌａ ｄ ｃ ｂ ｔ ｏ ｓｉ ａ ｄ ａ ｒ ａ ． Ｄ ｆｅｅ ｔｋ ｎ ｓｏ ｘｒ ｃｉ ｎ ｓ ｌ ｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆｎ ｃ ｅ ｎ ｏ ａ ｍｅ ｔ ｎ ｂ ｏ ｄ ｏ ｙ ｌ ｄ ｃ ｉ ｒ ｎ ｉ ｄ ｆ ｔ ｔ ｏ — ｅ ａ ｏ ｖ ｎ ，ｓ ｎ ｒ ｉｔ ｘｒ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｌ ｕ ｄ ｍｅ ｒｎ ｘｒ ｃｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ ｉｌ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｅ ｔ ｙ ｅ ｇ ｓ ｃ ｅ ｔ ｔ ｎ ｉ ｉ ｍｂ ａ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ａｅ ｍａｎ ｙ ｉ ｔ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｉ ａ ｏ ｑ ａ ｏ ｙ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｎｃ ｅ ；ｃ ｂ ｌ；ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｋ ｌ ｏ ａｔ ｅ ａ ａｉ ；ｒｃ ｖ ｒ ｏ
沉淀法 、溶剂萃取法 、离子交换与吸附法 ，以及浮 选法与双水相萃取法 ，聚合物 一 一 盐 水的液 一固萃 取 （ 非有 机溶 剂液 固萃 取 ）法 、氧化 还原 法等 。 其 中沉淀 、氧化还原 、结 晶等经典方法操作简单 、 工艺成熟 ；溶 剂萃取技术 具有高选择 性、高 回收 率 、流程简单 、操作连续化和易于实现 自动化等优
总结 了化学 沉淀法 、 萃取法 和离子交换 与吸附法等 国内外镍 、 钴分离与 回收技术 的研 究进展 ， 中重点介 绍了不 同 其
种类 的萃取 剂 、 萃取剂协 同萃取工 艺以及液膜萃取技术等 。
１ 引言
镍 、钴两种元素在化学元素周期表 中同属第三 周期第Ⅷ族 ，因此具有很 多相似 的物理化学性质 ， 且镍 、钴在矿床 中常共生、伴生 ，并且常常共存于 铜转 炉渣、镍转 炉渣 、深海锰 结核 、特殊合 金材
料 、电池材 料 、催 化 剂 、污 泥 和废 水 中 。随 着 镍 、 钴 消费 量 的逐 年 提 高 与 资 源 的 日益 枯 竭 ，２ ０ ０６年
点 ，已成 为镍 、钴 分离 的 主要工业 方法 。
２ 化学沉淀法
化学 沉 淀 法 主要 包 括 氧化 沉 淀法 、 硫化 物 沉淀 法和 碳酸 盐 等 复盐 沉 淀 法 等 。 吉 鸿 安 采 用 电氧 化法 制备 黑镍 ， 利用 黑 镍 的强 氧化 特 性 来 分 离镍 再
物料中钴 ， 钴去除率可达到 ９ ． ％ ， ８ ８ 同时还深度净
我国镍消费量达到 ２ ．７万 ｔ镍产 量仅为 １ ４８ ， ２万 ｔ 左右 ， 口量达到 １．７ ｔ 进 １３ 万 ，我国镍金属基础储量 只有 ２０ ｔ ３ 万 左右 ，预计 １ ０年后我 国的镍矿 资源
将 逐 渐 消耗殆 尽 ，因此 对镍 、钴 分 离与 回收 技术 的 研 究 就特 别值 得关 注 。 目前 主要 的分 离方 法 有化 学
Ｚ ＨＡＮＧ ｈ ｏ ＨＯＮＧ ｎ ，Ｗ ＡＮＧ Ｓ ｕ ｉ Ｃ ａ ，Ｚ Ｈｏ ｇ ｈ ａ
（ ｏｅｅｏ ｈｍｉｒ ａｄＣ ｅ ｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｃ ｎｒ ｏｔ ｎｖｒｔ，Ｃ ａ ｇｈ ， ｕ ａ ，ｈｎ １０ ３ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｓ ｙ ｎ ｈｍｉ ｇｎｅｉ ， ｅｔ ＳｕｈＵ ｉ ｓｙ ｈｎｓａ Ｈ ｈ ｎ Ｃ ｉａ４０ ８ ） ｌ Ｃ ｔ ａＥ ｎ ｌ ａ ｅｉ
化溶液 中的铜 、 、 、 铁 锰 铅等杂质。黑镍 除钴法因其
反 应速 度 快 ， 引入 杂质 ， 、 分 离彻底 等 ， 不 镍 钴 具有 明
显的优点和适应性 。刘 富强等 以硫 化钠为沉淀
剂 处理 化学 镀镍 废 液 ， 废 液 中 的镍 离 子 以硫 化 镍 将 的形式 析 出 ， 镍 质 量 浓 度 为 ５５ ｍ ／ 在 ４０ ｇ Ｌ的 化 学 镀
关 键词 ： ； ； 镍 钴 分离 ； 回收 中图分 类号 ：Ｆ ０ ． ３ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ９—３４ （ ０ １ ０ ０ ２ ０ Ｔ ８３ ２ Ａ １０ ８ ２ ２ １ ） ５— ０ ９— ４
Ｒｅ ｉｗ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｄ ｏ ｅ ａ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｒｅ ｏ ｅ ｙ ｏ ｃ ｅ ｎ ｂ ｌ ｖ ｅ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｓ ｕ ｙ ｆ ｒＳ ｐ ｒ ｔ ｎ ｃ ｖ ｒ ｆＮｉｋ ｌａ ｄ Ｃｏ ａ ｔ ｏ
Ｔ ｔｌ１ １ ｏａ １ Ｎｏ ５ ２ １ ． ０ １
铜
业
工
程
总第 １ １ １ 期 ２１ ０ １年第 ５期
Ｃ Ｐ ＲＥ ＯＰ Ｅ ＮＧＩ Ｅ ＮＧ ＮＥ ＲＩ
镶 嬉 鑫离攘曛峨捺
张 超， 钟 宏， 王 帅
意进羼
（ 中南大学化学化工学院， 湖南 长沙 ４０８） １０３
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｅ ａ ａｉｎ ａ ｄ ｒｃ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｉ ｋ ｌ ｎ ｏ ａｔｉ ａｗ ｙ ｓａ ｋ ｙ ｒ ｓ ａｃ ｏ ｎ ｎ ｉ ｃ ｌ ｔｍ ｎ ｈ ｄ ｏ ｓｒ ｃ ：Ｓ ｐ ｒｔ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆｎ ｃ ｅ ｄ ｃ ｂ ｓ ｌ ａ ｓ ａ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｉ ｔ ｄ ｄ ｆ ｕ ｔ ｉ ｏ ｙ ａ ｌ ａ ｉ ｙ ｅ ｉ ｙ ｒ— ｍｅａｌ ｒ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｒｌ ｔｄ ｌ ｅａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｅ ｅ ｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｈ ｍｉａ ｒ ｃ ｐｔ ｔ ｎ， ｔｌ ｇ ｕｙ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａｅ ｉ ｒ ｔ ｒ ｓｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｓ ｈ ｓ ａ ｅ ｕ ｈ ｔ ｙ ｒｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｃ ｐ ｅ ｉ ｉ ｉ ｒ ｏｃ ｌ ａｏ ｌ ａ ｈ ｎ ，ｉｎ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｄ ｏ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｉ ｋ ｌａ ｄ ｃ ｂ ｔ ｏ ｓｉ ａ ｄ ａ ｒ ａ ． Ｄ ｆｅｅ ｔｋ ｎ ｓｏ ｘｒ ｃｉ ｎ ｓ ｌ ｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆｎ ｃ ｅ ｎ ｏ ａ ｍｅ ｔ ｎ ｂ ｏ ｄ ｏ ｙ ｌ ｄ ｃ ｉ ｒ ｎ ｉ ｄ ｆ ｔ ｔ ｏ — ｅ ａ ｏ ｖ ｎ ，ｓ ｎ ｒ ｉｔ ｘｒ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｌ ｕ ｄ ｍｅ ｒｎ ｘｒ ｃｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ ｉｌ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｅ ｔ ｙ ｅ ｇ ｓ ｃ ｅ ｔ ｔ ｎ ｉ ｉ ｍｂ ａ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ａｅ ｍａｎ ｙ ｉ ｔ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｉ ａ ｏ ｑ ａ ｏ ｙ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｎｃ ｅ ；ｃ ｂ ｌ；ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｋ ｌ ｏ ａｔ ｅ ａ ａｉ ；ｒｃ ｖ ｒ ｏ
沉淀法 、溶剂萃取法 、离子交换与吸附法 ，以及浮 选法与双水相萃取法 ，聚合物 一 一 盐 水的液 一固萃 取 （ 非有 机溶 剂液 固萃 取 ）法 、氧化 还原 法等 。 其 中沉淀 、氧化还原 、结 晶等经典方法操作简单 、 工艺成熟 ；溶 剂萃取技术 具有高选择 性、高 回收 率 、流程简单 、操作连续化和易于实现 自动化等优