鎳鈷分離新工藝

2013年2月第1期何煥華摘譯:鎳鉆分離新工藝國外工程技術(shù)鎳鈷分離新工藝何煥華摘譯(中國金川集團有限公司,甘肅金昌737100)摘要]本工藝使用商業(yè)化的萃取劑利用動(dòng)力學(xué)影響因子,進(jìn)行協(xié)同萃取。它適用于含N低,含雜質(zhì)(如鎂和錳)高的浸出液?？捎糜趶你@溶液中分離鎳,無(wú)須預先凈化雜質(zhì),如先生產(chǎn)混合氫氧化物沉淀再浸出。該工藝適用于來(lái)自紅土礦和硫化礦的寬范圍含鎳鉆浸出液,在操作和投資成本上具有優(yōu)勢。對工藝過(guò)程舉例進(jìn)行描述,對比現有技術(shù),進(jìn)行了潛在商業(yè)優(yōu)勢的比較?！戈P(guān)鍵詞]鎳鉆分離;協(xié)同萃取;動(dòng)力學(xué);半工業(yè)試驗「中圖分類(lèi)號]TF815[文獻標識碼]B文章編號]1672-6103(2013)01-0001-09無(wú)論是浸出鎳紅土礦或是鎳硫化礦,其浸出液上述這些工藝是鎳紅土礦濕法冶金中使用的主類(lèi)似都是含有雜質(zhì)的鎳鈷混合溶液。為了分離鎳要技術(shù)路線(xiàn)。一個(gè)重要案例是 Bulong項目,采用鈷得到最大效益,必須經(jīng)過(guò)幾個(gè)工序,但某些雜質(zhì)的C-272從一次浸出液中成功分離鎳鈷。但卻無(wú)法避存在(如鎂和錳)往往使分離復雜化免錳隨鈷被萃取,這就增加了工藝成本。以往,有多個(gè)從含鎳溶液中分離鈷的工藝已商對于硫化礦,則有另一種選擇,它可通過(guò)選礦業(yè)化,但都是采用磷酸類(lèi)萃取劑 cyanex272,簡(jiǎn)稱(chēng)冰鎳熔煉代替浸出,有效除去絕大多數有害雜質(zhì)。C-272)從含鎳溶液中選擇性萃取鈷。雖然這個(gè)萃取得到含鎳鈷的冰銅進(jìn)行浸出,并用C-272分離鎳和劑凈化分離溶液效果很好,不過(guò)它也能萃取許多浸鈷。至今幾乎所有硫化鎳礦都用此法處理。不過(guò),出液中的其它金屬。溶液凈化較經(jīng)濟的方法如溶劑現存的硫化礦不一定都適合這一技術(shù)路線(xiàn)。萃取、硫化沉淀或氫氧化物沉淀能有效除去如銅、鋅上述所有預處理工序(沉淀、再浸出或熔煉)費和鐵這些金屬,但其它如鎂和錳這些雜質(zhì)則不容易用昂貴同時(shí)一次浸出液分離鎳鈷時(shí)仍然有雜質(zhì)存在。分離,這就降低了C-272的效率。因此,在使用這類(lèi)萃取劑或其它鈷分離工藝之1現有鈷萃取技術(shù)前需要先將鎳、鈷從初始浸出液中的雜質(zhì)中分離出商業(yè)化運轉的工廠(chǎng)中通常采用磷酸類(lèi)萃取劑來(lái)。即C-272萃取鉆,它對鎳有很好的選擇性,鉆產(chǎn)品質(zhì)量(1)鎳鈷以混合氫氧化物沉淀形式存在,隨后用也很好酸或氨再浸出。這一技術(shù)路線(xiàn)已在 Cawse和 Raven如上所述,這種萃取劑對浸出液中存在的雜質(zhì),thorpe/YEP項目中應用成功。如銅、鋅、鐵(I)、鎘、鈣、鎂和錳不具選擇性。為了(2)鎳鈷以混合硫化物沉淀然后用氧、酸或氨證明這點(diǎn)用模擬浸出液進(jìn)行了初步試驗。再浸出。這一技術(shù)路線(xiàn)已在 Murrin Murrin,Moa人工合成的浸出液成分如表1所示。Bay/Sherrill和 Coral Bay/Niihama項目中應用成功。第一段萃取萃取劑采用C-27210%(v/y),以分析純的煤油做稀釋劑。萃取試驗的目的是使萃余液中的Ni/Co比>譯者簡(jiǎn)角何換華(1932、男東省興學(xué)人大學(xué)本科,教66NE凵中國煤化工Cn的萃取率高工,原金川公司負責技術(shù)及管理工作。必須>986%CNMH(度[收稿日期]2012-07-01基本操作參數:pH51-5.5,溫度60℃,停留時(shí)中國有色冶盒A卷生產(chǎn)實(shí)踐篇國外工程技術(shù)表1C-272萃取模擬紅土礦浸出液的給液和出液分析一水相O/A相比Cl浸出液76718610126675216段萃取8410l1451段萃取18675015460間5分鐘,在不同的有機相和水相相比條件下保持到NiCo>666:1的目標,因此再進(jìn)行第二段接觸。有機相連續,用苛性堿保證混合澄清槽內的pH相比O/A僅為1:1,其他條件相同。給液和兩段萃余本試驗是兩段連續試驗。第一段由新鮮有機相液的分析結果見(jiàn)表1。第一次和浸出液接觸;在控制條件下停留5分鐘后兩段每個(gè)元素的萃取百分數見(jiàn)表2。讓混合液分離,產(chǎn)出水相和負載有機相。水相沒(méi)達鎳的萃取率是基于有機相中N的分析結果(1表2模擬紅土礦浸出液C-272萃取結果萃取階段OA相比Ni/Co比Ca/%o5.621:10.27.199.9段和2段分析結果分別為7mg/L和16mgL),其他高,第三步洗滌也是必須的。元素的萃取率是由水相分析結果計算的。對于溶劑萃取來(lái)說(shuō),首先需要除去某些金屬,即鈷比鎳優(yōu)先萃取,但經(jīng)過(guò)兩段及過(guò)量有機相的銅、鋅、鎘和鐵,它們妨礙萃取過(guò)程。圖1給出了工萃取才使水相最終滿(mǎn)足所需的NiCo比。然而,此藝流程示意圖,新的分離工藝包含其中。時(shí)實(shí)際上差不多所有的錳和大量的鎂也進(jìn)入有機N、Cu、C精礦—加壓浸出相。根據鈉的分析結果,試劑消耗是:1g的鈷消耗362g的NaOH,這是很高的。用這種試劑處理紅土洗水固液分離浸出渣礦浸出液,顯然有困難。據觀(guān)察,在這362g的NaOH中,大約有25g或總量的70%都是由于萃取467%的鎂消耗的。然而,這種條件下如果洗滌級萃取Cu電積…-陰極銅數夠多,鎂可被鈷大量洗脫。因此,由鎂引起的堿耗實(shí)際沒(méi)那么高。降低鎂的萃取率,如上述鎂的萃取CaO除Fe一鐵渣(送廢渣場(chǎng))率降低到1/10即47%,根據上述試驗,用C-272萃取Co,其堿耗是1gCo大約13 g NaOH硫化沉淀一ZnCd、Cu雜質(zhì)2工藝描述鈷鎳分離鉆凈化「鈷產(chǎn)品CSIRO(澳大利亞國家聯(lián)邦冶金研究院)已開(kāi)發(fā)出從鋅和錳溶液中分離鎳鈷的萃取工藝。此技術(shù)采MQ鎳的堿化的氫氧化物產(chǎn)品用的是兩種或兩種以上的萃取劑協(xié)同作業(yè),稱(chēng)SSX即協(xié)同溶劑萃取。除鎳新工藝的研發(fā)由CESL和 CSIRO完成的,采用一含鎳泥(返回加壓浸出)SSX從含有其他雜質(zhì)的鎳鈷混合溶液中選擇性萃取除鎂含鎂泥(送渣場(chǎng))鈷。得到的萃余液鎳鈷比高,完全能滿(mǎn)足LME鎳品級的要求。采用 Versatic10和Lx63混合物協(xié)同萃取可達到上述效果。圖L鎳回收工歲流程圖同其他任何萃取過(guò)程一樣,該工藝分兩個(gè)基本鎳礦或料中國煤化工化以除去CNMH步驟:萃取和反萃。如果料液中的雜質(zhì)錳含量特別(1)銅萃取2013年2月第1期何煥華摘譯:鎳鈷分離新工藝(2)鐵和鋁,用石灰石或石灰形成氫氧化物沉淀是:(1)全反萃,(2)選擇性反萃。過(guò)濾除去。萃取時(shí)必須保持理想的pH,可以通過(guò)以下方法(3)少量的銅、鋅或鎘,用H2S沉淀過(guò)濾除去。達到得到的鎳鈷溶液(仍然含有某些雜質(zhì)如鎂、錳、鈣)為(1)加入中和劑至混合液中和產(chǎn)生的酸新的鈷分離工藝備用。(2)萃取前預中和有機相,以使萃取后的pH符21萃取合預定值。這就是所謂皂化最好在pH4-5這一較窄范圍內進(jìn)行萃取。如如圖2所示,全反萃時(shí),采用稀酸經(jīng)過(guò)三段反常規萃取一樣,萃取時(shí)產(chǎn)生H離子:萃,有機相中的>9%的鈷和大約80%~90%的鎳可M'(水)+2RH(有機)→MR2(有機)+2H(水)以萃出。實(shí)際上沒(méi)必要全反萃鎳,反萃后的有機相兩段萃取加壓浸出液可萃取97%~99%的鈷。中留下一些鎳反而更加經(jīng)濟。反萃段是逆流運行。本文后面的圖9列出了萃取效果最好的并聯(lián)萃取流反萃液中要有足夠的游離酸,以使反萃后的溶液中程含有3~10g游離酸。反萃相比O/A為15-20/l第一段萃取,經(jīng)硫化沉淀后的加壓浸出液與皂溫度是關(guān)鍵操作條件,由于鎳反萃的動(dòng)力學(xué)速度較化過(guò)的有機相在預混槽中短暫混合,混合液通過(guò)管慢,反萃段的溫度最好保持在45-50℃。道反應器,利用在線(xiàn)混合器延長(cháng)停留時(shí)間。富鉆溶液苯取后的水相再與化有機相接觸進(jìn)行第段負機用s1s2s」接有機相萃取。二段萃取后的水相NiCo比很高,可進(jìn)入后有機相走向面的鎳沉淀或其它精煉步驟。水相走向兩段萃取的負載有機相合并反萃。大約99%的圖2全反萃示意圖鈷從浸出液中萃出,另有約12%的鎳被萃出。對選擇性反萃時(shí)如圖3所示,負載有機相與稀酸NiCo比為10/1的典型紅土礦浸出液來(lái)說(shuō),萃取后有逆流接觸。為了選擇性萃取鈷使大多數N留在有機相中的NCo比大約是2:1機相中,第一段操作中采用低酸濃度、低溫、相接觸22反萃時(shí)間較短。第二段反萃采用濃酸逆流接觸,可除去反萃有多種方法取決于是先選擇性反萃鈷,還有機相中大約90%的鎳。由于鎳反萃動(dòng)力學(xué)速度較是鎳鈷一起反萃。本文進(jìn)行了各種不同規模的間慢,這一作業(yè)在較高溫度下進(jìn)行,并保證足夠的混合歇、半連續和連續的反萃試驗,其中兩個(gè)主要方式時(shí)間。稀酸鎳反萃液(與鎳電積殘液混合)富鈷溶液送鉆回收鈷反萃鎳反萃(S1)鎳反萃S2濃酸液負載有機相一反萃后有機相有機相走向水相走向圖3選擇性萃取示意圖23洗錳的時(shí)間間隔取出混合后的樣品。通過(guò) Whatman Ps由于紅土礦中通常含雜質(zhì)錳很高,在紅土礦協(xié)濾紙分離混合樣品的兩相,每個(gè)樣品的水相用045同萃取(SSX)流程中,負載有機相必須除錳。負載μm的超級膜過(guò)濾器過(guò)濾。有機相中的鎳、鉆濃度有機相與富鈷溶液混合,鎳和鈷優(yōu)先萃入有機相,而用分光光度計快速測定。一些重要的有機樣品用錳被洗去。洗滌液返回加壓浸出反應器中,有機相400g/L的HSO在40℃下進(jìn)行反萃。反萃液用進(jìn)入反萃段。045μm超級膜過(guò)濾器過(guò)濾,過(guò)濾后的水溶液樣品3間歇性試驗用ICP-AES進(jìn)行分析。所有間歇性動(dòng)力學(xué)試驗都在恒溫水浴中的不銹31間歇性那從鎳中中國煤化工用協(xié)同萃取鋼矩形箱內完成,矩形箱容積為半升。用懸臂攪拌器在設定的相比和溫度下進(jìn)行兩相的混合。按設定劑萃取和反萃CNMH爛異,尤其是使中國有色冶金A卷生產(chǎn)實(shí)踐篇國外工程技術(shù)用 Versatic10和Lx63時(shí)。兩種萃取劑的濃度可以變化,若要最大限度萃取鈷就要損失鎳(萃取鎳),最佳的組分應該是025MV10和025MLx63(相當于間歇性試驗使用的合成溶液成分見(jiàn)表3,該溶4.7 vol% V10F 14.0 vol% Lix63)液模擬了美國 Mesaba銅鎳項目中低品位硫化鎳精20礦用CESL鎳工藝加壓氧化,浸出液凈化后的成分。合成溶液設計成與該流程中的凈化后鎳溶液相配。CESL鎳工藝加壓氧化浸出中使用氯化物作催0306090120150180210240270300化劑因此含有17g/L的Cl。溶液中的NiCo比大時(shí)間/s約是20:1,完全符合硫化鎳礦的情況。與萃取鈷有圖5鈷的萃取率隨時(shí)間的變化關(guān)系圖關(guān)的主要雜質(zhì)是鎂、錳和鈣,其它金屬雜質(zhì)銅、鋅和70鐵在前面的凈化過(guò)程中已大量除去。鎂大部分是鎂6.0--pH沉淀鎳時(shí)由底流溶液帶來(lái)的。>pH4.5表3合成溶液的成分(鎳硫化物浸出液)gL40Ni Co Mn Me K al Ca Na si CI Zo E3020.31.0604411.30.250.0210.5640.210.03511.70.0322.0pH為5和相比O/A=1:1的初步試驗結果見(jiàn)圖4。結果表明,鈷和鋅萃取很快,<60秒時(shí)呈現峰值,萃取率<50%,之后快速下降。其他金屬的萃取0306090120150180210240270300時(shí)間/s速度慢很多,尤其是鎳,但隨時(shí)間的延長(cháng)逐漸增加。鋁呈中間狀態(tài),60秒后萃取速度較快,且之后也不圖6鎳的萃取率隨時(shí)間的變化關(guān)系圖下降。重要的是鎂錳和鈣的萃取率很小。很好的選擇性。但是鈷的萃取率60秒達到峰值后開(kāi)始下降,而鎳的萃取率繼續緩慢增加。44%的鈷萃取率是不能滿(mǎn)足鎳凈化需要的,除非進(jìn)一步處理或用更高的O/A比。對其它一些變量也進(jìn)行了試驗:稀釋劑種類(lèi),相的連續性和混合速度的影響等都很小。對不同濃度的兩個(gè)萃取劑進(jìn)行了試驗。將有機相的成分由4V% Versatic10和14vol%Lix63改020406080100120140160180200變至38Vol% Versatic10和19.5Vol%Lix63,鈷的時(shí)間/s圖4金屬萃取動(dòng)力學(xué)圖萃取和鈷對鎳的選擇性不會(huì )同時(shí)增加。對給定的Co/Ni比值,能稍稍增加鈷的萃取率,延緩了鈷被鎳(即金屬萃取率隨時(shí)間的變化關(guān)系圖)置換的發(fā)生,因此增大了操作空間,有利于鉆的萃些其它變量,包括30℃、相比OA=05:1時(shí)取。 Versatic10濃度降至28V%結果也較好但降pH的影響結果見(jiàn)圖5和圖6。發(fā)現鈷的最佳萃取至1.9v%對金屬萃取速度有明顯的副作用。pH在45-50,這個(gè)范圍內主要雜質(zhì)如鎂、錳、鈣和鈷和鎳的萃取動(dòng)力都隨溫度和時(shí)間增加而增氯化物萃取率很低,在最初的4590秒鈷的萃取動(dòng)加。然而由于鎳的萃取動(dòng)力隨時(shí)間的增加比鈷增加力學(xué)比鎳快很多。的快,結果是鈷被鎳置換使鈷的萃取率降低。似乎pH為4時(shí)經(jīng)過(guò)60秒后合成溶液中鈷的萃溫度對鎳的考中國煤化工大。在低溫下取率是40%,相對應的鎳萃取率<3%。這是相比萃取鈷比萃耳CNMHG20℃)存在其O/A=1:1,單級萃取的結果表明在這種情況下,有自身的熱平衡和澄清速度的問(wèn)題。因此,選擇一個(gè)2013年2月第1期何煥華摘譯:鎳鈷分離新工藝折中的30℃的溫度,從鎳中分離鉆是合理的,也易于操作。溫度對鎳鈷萃取率的影響見(jiàn)圖7和圖8。800.826040860000043250魯30℃Ex1-00sEXl-605EX2-15sEX2-30sEX2-455EX2-605Ex2-905一35℃圖10鈷和鎳的萃取率隨時(shí)間的變化2040℃10321鈷的選擇性反萃020406080100120140160180200新鮮有機相在相比A/O=1:1,pH45,溫度30℃時(shí)間/s條件下與水相混合60秒后停止并取出樣品,使兩相圖7溫度對鈷萃取率的影響分離。負載有機相與含有5 g/L H2so40.2MNaSO4的反萃液以1:1的相比在30℃下混合,并按時(shí)間隔取樣分析。用5g/LHSO4在A(yíng)O=1:1,30℃條件下混合60秒,將近95%的鉆被反萃,顯示鉆的反萃動(dòng)力很快。在同樣的條件下,鎳的反萃動(dòng)力緩慢得多,僅40%被反萃。用3g的HSO4,鈷鎳的反萃動(dòng)力較慢,但選擇性大于5g/LHSO4顯示出反萃液中的鉆鎳比高于用低酸的反萃液(見(jiàn)圖11),唯的問(wèn)題是反萃液中的鈷濃度較低。許多實(shí)用的低相比反萃被證實(shí)可實(shí)現選擇性反萃。這與獲得較高濃020406080100120140160180200時(shí)間/s度鉆產(chǎn)品的目標一致圖8溫度對鎳萃取率的影響為達到鈷的目標萃取率97%-98%,顯然需要多級萃取和合適的相比。0∞03g/L酸-C3gL酸-Ni采用兩段連續并聯(lián)萃取模式(見(jiàn)圖9)在pH455g/酸-Ca30℃和相比O/A=1:1(兩段相同條件下,鉆的萃取505g1.酸-Ni率達到97.8%,負載有機相的Co/N的濃度比平均為30046(見(jiàn)圖10)。20水相萃取有機相一次萃取送往反萃時(shí)間二次萃取圖11鈷和鎳的反萃動(dòng)力學(xué)萃余液(即鈷和鎳的反萃率隨時(shí)間的變化圖圖9萃取流程示意圖用OA比低至40:1,30℃下得到的鈷產(chǎn)品溶液,32間歇性反萃試驗鈷鎳比是正值。鈷的反萃試驗O/A=1:1,但反萃液測試了兩種反萃方式,即選擇性反萃鉆后接反使用高濃度針凵中國煤化工N)去模擬萃鎳,或是鎳鈷一起反萃。下面介紹的是選擇性反O/A=40:1的CNMHG的反萃效率萃鈷的試驗情況。并保證高選擇性C△Co△N>10),得到的鉆電中國有色冶僉A卷生產(chǎn)實(shí)踐篇國外工程技術(shù)解液含鈷很高。進(jìn)行了一些條件試驗包括pH的控制方法,不322鎳的反萃同的有機相組成,不同的pH,3個(gè)混合槽一組,但沒(méi)負載有機相與含有3或5gH2SO4的反萃液混有一個(gè)成功?；旌蠑嚢璨鄣挠袡C相和水相是連續加合,進(jìn)行選擇性反萃鈷,混合60秒后停止并取樣,反入的,產(chǎn)出的乳化液由溢流排出,這就導致某種程度萃鈷后的有機相與不同的反萃液,在不同溫度下以的返混。試驗的結論是選擇性萃取鈷必須堵住乳化O/A=1:1進(jìn)行混合,按不同間隔取混合溶液樣品液流。因此試驗采用了管道反應器,結果證明這個(gè)(30ml)送分析。作業(yè)方式很成功。發(fā)現溫度對鎳的反萃有重要影響,選擇性反萃41用管道反應器進(jìn)行連續萃取試驗鈷后的有機相用50g/LHO在40℃混合8min,鎳萃取系統由兩組并列組成,浸出液流入兩列中的反萃效率與30℃比較提高40%(由52%提高至的每一個(gè)管道反應澄清器中,而有機相并列流過(guò)。94%,見(jiàn)圖12)。故反萃鎳還需要較高的溫度(45~這樣新鮮的皂化有機相進(jìn)入兩列中的每個(gè)獨立反50℃)。應器,經(jīng)過(guò)單級萃取后再收集到負載有機相槽中。兩列反應器的設計采用相同的設計標準(不同的混00000合時(shí)間除外)反萃系統由3個(gè)常規的混合澄清槽組成。反萃兇室全部配有蒸汽加熱盤(pán)管,由電磁閥控制。4.2硫化物給液中萃取金屬連續試驗所用的協(xié)同有機相由195V/%Lix63,3.8V/% Versatic10和 Shells d80稀釋劑日組成。萃取段條件:一級萃取pH39-4,二級萃取050100150200250300350400450500pH41-43,溫度30℃。給液品位見(jiàn)表4。時(shí)間/s圖12溫度對鎳反萃的影響表4加壓浸出液的品位在50℃溫度下進(jìn)行優(yōu)化鎳反萃的研究,發(fā)現在Ni Co Mn低相比(O/A=5:1~20:1)下反萃效果不好,有機相中21211780603殘留鎳較高(>0.4gL)。鎳的反萃試驗,用高鎳濃第一段平均萃取率Ni為53%,Co為71.5%,沒(méi)度(16gNi)和10g/LHSO的溶液(模擬有機相:有雜質(zhì)被萃出。第二段萃取率是N為89%,C為循環(huán)水O/A=20:1)作反萃劑在OA=1:1,50℃下混897%,所有萃取結果見(jiàn)表5。合10min,有機相中的鎳<0.2g/L。表5萃取結果4連續試驗NiMn成功完成間歇試驗后,接著(zhù)進(jìn)行了連續試驗,首5.371.5先是半連續方式,然后在半工業(yè)試驗廠(chǎng)完成連續試驗合計142969<0.1這些試驗是在 CSIRO和CESL兩地完成的,下二段總的鎳鈷萃取率分別為142%和面的數據大多數是在CESL半工業(yè)試驗廠(chǎng)的設備作96.9%,最終萃余液中的NC比為734除鎳外所業(yè)中得到的,而流程完全采用CESL的Cu-Ni工藝。有元素的萃取率均依據水相的分析結果計算,鎳的最初的試驗是在普通的混合攪拌槽以半連續方萃取率則依據有機相的分析結果計算。如表5所式進(jìn)行的,一如通常的做法,期待它的結果能達到上示,鎂、錳和鈣不被萃取。述小型裝置獲得的結果。43硫化物給液的反萃混合澄清槽進(jìn)行的連續試驗顯示出更差的結負載有v中國煤化工的有機相含果,比起間歇試驗的結果鈷的萃取率小很多,因而<0.25g的CNMHG鈷比NCo最終萃余液中NiCo比較低。3/1。反萃作業(yè)為三級逆流萃取,溫度40℃,0:A=2013年2月第1期何煥華摘譯:鎳鈷分離新工藝(15-20):1,反萃液游離酸濃度~81g/L。反萃前后鎳鈷的總反萃率分別是90%和994%,反萃后水相和有機相的平均結果見(jiàn)表6有機相中的鎳含量<200mg,表明可以用更少的酸表6水相和有機相混合反萃的數據負載有機相給液反萃級數反萃后有機相產(chǎn)出水相反萃率Ni/mng·L2 Co/mgL Ni/mg· L- Co/mg L Ni/mg: L" Co/mg·L4 Ni/mg L Co/mg L" Ni/%Col%s2319401990384340190003660113012200909合計908或更高的OA比反萃。/g金屬可知,對應該有機相平均金屬2.2g幾而言,反反萃過(guò)程中游離酸的濃度見(jiàn)表7。997%的酸萃該有機相時(shí)計算出所需酸的理論量是37g游離在反萃過(guò)程中消耗掉了,在富鉆液中僅殘留025gL酸幾有機相。的游離酸。44硫化物給液的試劑消耗表7O/A=15:1反萃試驗的水相游離酸濃度g進(jìn)入兩段萃取之前,反萃后的有機相用30%反萃級數NaOH溶液皂化(預中和)。計算堿耗可依據兩個(gè)方水相游離酸給液810法。首先是每隔特定的運行時(shí)間,堿液流入皂化槽。最終鈷反萃液用于第一段萃取的NaOH30%的量是20g/L有機幗,第s2產(chǎn)出→S二段萃取是21g/有棋料s3產(chǎn)出→s235.6另一種堿耗計算方法是以Na的分析來(lái)計算每萃取1g鈷消耗的堿量(g),按照這個(gè)方法的分析和反萃1g金屬所需的酸(g)理論量可以通過(guò)計算計算結果見(jiàn)表8。確定。方程式(1)計算顯示反萃1g金屬(即鎳和鈷)45紅土礦料液的萃取所需酸的理論量是167g(HO):在完成硫化物給液試驗后開(kāi)始紅土礦合成給液I Mol H2S04△Nd)N克分子量1M0N×硫酸克分子量(成分見(jiàn)表9)的試驗。除了混合時(shí)間堿耗、額外的錳洗滌之外,幾乎所有工藝條件、有關(guān)設備和操作條gHs04件都保持不變。鎳和鈷的總萃取率分別為117%和1×5811x1×98=1.67gH2O4g(1)989%,最終萃余液中的NCo比為796進(jìn)人反萃系統的有機相測得平均含N18g/L,第一段萃取鎳的平均萃取率為49%,鈷的平均含Co04gL,并有微量雜質(zhì)那么由1.67g游離酸萃取率為85%,萃取的雜質(zhì)極少。第二段鎳鈷萃表8硫化物給液的新工藝堿耗水相有機相料液0:ANi/Co Co/mgL- Na/mg L- Co/mgL- Na/mgL-t浸出液皂化有機相BDI8.2萃余液/載有機相73724BDL表9加壓浸出液成分表10總的萃取率%紅土礦69806498012200212段萃取85.52.0<0.<0.1取率是N67%,Co92.1%?？傒腿÷室?jiàn)表10二段萃取中國煤化工1<0由表10可見(jiàn),僅有少量錳被萃取,鎂和鈣不被合計HCNMHG.1<0.中國有色冶金A卷生產(chǎn)實(shí)踐篇·國外工程技術(shù)萃取。半工業(yè)工廠(chǎng)洗錳試驗操作條件見(jiàn)表11,分析結46紅士礦給液洗錳果見(jiàn)表12。結果顯示錳的洗滌率>9%。反萃工藝包括洗錳工序,工藝過(guò)程見(jiàn)圖13。表11洗錳操作條件洗錳溶液給料流速用方程式(2)計算保持混合負載有機相流量洗液流量混合時(shí)間溫度OA比CoMn負載有機相min/mL min洗錳送洗錳槽5343/10.88送鉆凈化反萃1表12洗錳中間工廠(chǎng)試驗-水相機相分析結果水相有機相反萃2Ni/ Co/ Mn/ Ni/ Co/ Mn送皂化槽反萃3反萃液鈷萃取液/負載有機相6500614075628163有機相走向水相走向負載有機相35601403879045821洗后液/圖13洗錳及反萃工藝流程槽中CoMn=1:1。即有機相中Mn為0.2g,流量為47紅土礦給液的試劑消耗085m/min;水相中Co為50g/L,流量為0.02ml/min萃取過(guò)程中發(fā)生如下基本反應,會(huì )產(chǎn)生H∵方程式(2)M"(水)+2RH(有機)=MR2(有機)+2H(水)0. 2g Mn 0.850L 017g Mn該反應會(huì )使水相中產(chǎn)生更多的酸。萃取效率取決于pH,為使萃取過(guò)程保持穩定的pH,有機柑需要508°xy=min0. 17g MnL預先用堿中和(皂化),以達到預定的萃取pH值。0.17gM堿耗按照鈉、鉆分析結果計算,為萃取1g鈷消(2)耗34 g NaOH,分析結果和計算值見(jiàn)表13。表13紅土礦給液的新工藝堿耗有機相料液nAoH/gCoNi/CoCo/mgLNa/mgLCo/mg.L'Na/mg“L浸出液/尾化有機相BDI:1萃余液/負載有機相805:118785結論降低成本和提高收率,部分可在前期產(chǎn)出干凈的鈷本課題研發(fā)了從鎳中分離鈷的新溶劑萃取工溶液。藝,該工藝可應用于典型的浸出液,無(wú)須進(jìn)行常規的本工藝已通過(guò)小型半工業(yè)工廠(chǎng)的連續試驗,但鎳鈷沉淀再溶解過(guò)程。尚未進(jìn)行商業(yè)化試驗。新工藝與通常的鎳萃取分離工藝不同,它利用本工藝很簡(jiǎn)單,對典型的浸出液,幾個(gè)操作步驟了鎳鈷萃取和反萃動(dòng)力學(xué)的差異。到目前為止,利就可使鈷的萃取率達到>97%,萃余液中的鎳鈷比用了 Versatic10和Lx63兩種萃取劑的協(xié)同作用,當>700:1,鎳的萃取率大約15%,這樣反萃液中含有然也有其它組合的可能。鎳和鈷,鎳鉆比在(2~4):1之間。反萃液中無(wú)錳和本工藝主要適用于那些除去了Cu、zn、Fe的溶鎂,可進(jìn)一步利用現有技術(shù)(如C-272萃取)生產(chǎn)干液,因為這些元素會(huì )干擾分離過(guò)程。然而該工藝對凈的鈷溶液,鎳返回鎳系統。于其它重要雜質(zhì)如錳鎂和鈣選擇性極強,而這些雜負載有機相很容易用稀酸反萃。而鈷的反萃比鎳更容易,這你中可能質(zhì)是現有鎳鈷分離工藝的難題。中國煤化工本工藝可應用于硫化物精礦和紅土礦的浸出溶試劑消耗萃取1g鈷液。對硫化鎳礦和精礦,還需多種濕法冶金工序以大約消耗35CNMH的1t鈷消耗2013年2月第1期何煥華摘譯:鎳鈷分離新工藝1.5t的NH3,或t鎳消耗0.5tNH3,遠小于商業(yè)工廠(chǎng)主要是由于萃取要求流體呈平推形式流動(dòng)。傳統混用現有技術(shù)從不純溶液中萃取鈷的堿耗。對來(lái)自硫合澄清槽中反萃效果很好?；嚲V的浸出溶液(鎳鈷比更高)其試劑消耗大約少量的錳(<5%)與鈷一起萃出,但很容易用鈷是紅土礦的兩倍。反萃液洗滌除去。在管道反應器中進(jìn)行萃取效果很好,停留時(shí)間蘇平校對短,壓力適中,但在傳統的混合澄清槽中效果不好,摘自ALTA2010會(huì )議A new process for cobalt-nickel separationTranslated selectively by HE Huan-huaAbstract: The process uses synergistic solvent extraction(SSX) with commercially available reagents, but in anovel and efficient manner using kinetic factors. It is applicable to dilute nickel leach liquors containing highlevels of impurities such as magnesium and manganese. It therefore allows the separation of nickel from cobaltwithout the usual need for prior purification, such as the standard production of a mixed hydroxide precipitationand a subsequent re-leach. The process is applicable to wide range of nickel-cobalt leach liquors, derived fromboth laterites and sulphides, and should have attractive operating and capital costs. The process is describedwith examples and some illustration given of the potential commercial advantages, compared to existing technologyKey words: cobalt-nickel separation; synergistic solvent extraction; kinetic; pilot test少必小少必必必必①必必必必必必必必必必必必必必辦辦辦必必必必辦必必我國稀土元素分離技術(shù)獲重大突破稀土元素分離作為稀土領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),一直是業(yè)界的攻關(guān)難點(diǎn)。由包頭市世博萃取裝備有限公司、包頭稀土研究院和內蒙古包鋼稀土(集團)高科技股份有限公司合作完成的稀土離心萃取裝備及工藝技術(shù)項目,近日在北京順利通過(guò)了中國稀土行業(yè)協(xié)會(huì )和中國稀土學(xué)會(huì )組織的成果鑒定,標志著(zhù)我國稀土萃取分離裝備及工藝技術(shù)獲得重大突破。依托該技術(shù)建成的年處理碳酸稀土5000t的離心萃取分離生產(chǎn)線(xiàn)和一條年處理3000t釹鐵硼廢料稀土回收生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)業(yè)化項目,已經(jīng)為客戶(hù)提供了鑭、鈰、鐠、釹和鏑的氧化物、氟化物、碳酸鹽等多個(gè)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。新型裝置生產(chǎn)線(xiàn)經(jīng)過(guò)近三年的連續運轉,證實(shí)了該工藝及設備的可靠性。多年來(lái)我國稀土分離一直采取箱式槽萃取分離技術(shù),資源采收率和循環(huán)利用水平難以獲得提升。該項技術(shù)及裝備成果的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化對提高稀土分離效率,環(huán)保清潔生產(chǎn),以及實(shí)現稀土分離生產(chǎn)設備升級換代具有重大意義,也是徐光憲院士創(chuàng )建的稀土串級萃取理論的一次創(chuàng )新性突破。該項目整套生產(chǎn)線(xiàn)是以自主知識產(chǎn)權的CTL-500FB型離心萃取機和數字化流量系統設備為核心,采用自動(dòng)控制及其全功能操作軟件以及配套設施完成對各類(lèi)稀土原料的萃取分離。萃取工藝及裝備具有效率高、穩定性好、分離速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn),與目前稀土行業(yè)內普遍使用的箱式萃取器相比,具有壓槽量小、占地面積少效率高等特點(diǎn),各項指標達到國際先進(jìn)水平。該萃取分離生產(chǎn)線(xiàn)由多臺新型離心萃取機、自動(dòng)控制系統和全自動(dòng)流量系統三部分組成,多臺離心萃取機采用逆流串聯(lián),設置旁路管道連接并與自控相結合。與傳統的箱式萃取分離技術(shù)相比,項目生產(chǎn)線(xiàn)極大地提高了攪拌強度,因而傳質(zhì)效率高、處理能力大;同等生產(chǎn)量的情況下,萃取劑用量少、產(chǎn)品壓槽量小;萃取劑的水溶損失顯著(zhù)減小;工藝平衡時(shí)間短(單級平衡僅為30s),開(kāi)中國煤化工體系全封閉,無(wú)稀釋劑揮發(fā)損失,極大地減少消耗,生產(chǎn)環(huán)境大為改善;操作自動(dòng)化HCNMHG成本降低。