金川资源综合利用项目之中科院镍钴分离研究的(4)

（4）选择氨及碳酸铵为钴的反萃剂，循环3次，富集钴可以达到24克/升以上。混合时间4分钟、相比O/A=1、转速450~550转/分、3级反萃后，有机相中钴小于0.05克/升，钴的反萃率大于99.5%。完全满足有机相再生循环使用要求。

3.1.4 试验结论

（1）针对金川钴渣酸浸出液，用同一种萃取剂，季铵盐萃取净化铜铁和分离钴镍，主流程已经打通，它可以省去黄钠铁矾除铁工序。与P507工艺[14]除杂工序相比较，铜与钴、铁与钴的分离系数显著提高，因而级数相应减少，共需15级。

（2）季铵硫氰酸盐萃取分离钴镍充分利用SCN–和Cl–的作用，大大提高了钴镍分离系数（βCo/Ni~4×104），但所用Cl–浓度远低于叔胺-氯化物体系，并且与镍电解液的氯离子浓度相当。与P204工艺中钴镍萃取分离相比较，其萃取级数大为减少（化工冶金所仅需9级）、对料液中镍钴比的要求更加宽松，室温下可以运行，不需要升温操作，还可以省掉除镁工序等。

（3）本工艺料液中铜铁均除至小于0.005克/升，萃余液中镍钴比高达2×104，反萃液中钴镍比大于250，钴镍回收率均大于99.5%。该工艺与设备在1981年金川资源综合利用科研项目评议鉴定会议上，经评议确定在金川公司研究所505车间进行半工业试验。

3.2 季铵硫氰酸盐萃取除杂及分离钴镍

依据《金川资源综合利用规划》，研究主要是针对金川钴冰铜加压酸浸出液，在不含氯离子的纯硫酸盐体系中，对季铵硫氰酸盐萃取除杂及钴镍分离的全流程进行综合实验考察。实验发现，萃取除杂时添加少量亚硫酸钠可使铜的分配比和有机相的负荷大为提高，经3级萃取，萃余液中铜浓度可降至0.003克/升。同时使铁保持在两价状态而不被萃取。含铁、钴、镍的余液经3级萃钴，余液中钴浓度降至0.01克/升以下。留在硫酸镍中的铁，在镍氢还原之前加氨-硫酸铵过程中被沉淀掉，从而分别完成了铜与钴、铁、镍的分离，钴与铁、镍的分离，以及镍与铁的分离，得到纯铜、纯钴、纯镍三种产品。

实验结果及讨论

（1）料液的酸度对铜萃取及铜钴分离的影响

在纯硫酸盐溶液中用季铵硫氰酸盐萃取铜时，发现其萃取能力与水相pH有一定关系。当pH大于1时，Cu的分配系数变化不大，当pH小于1时，变化非常显著。用铜浓度3.91克/升、钴浓度9.01克/升的混合溶液与有机相接触后，铜与钴分离系数βCu/Co从10.0到40.0。利用这一特点，实验选择pH小于1，从而大大提高了铜的分配比。

（2）混合时间对铜萃取及铜钴分离的影响

实验考察了萃取时间的影响，发现铜的萃取速度很快，30秒钟就能达到平衡。钴的萃取时间比铜慢些，约3分钟左右，考虑到铜与钴的分离和其他相关因素影响，确定混合时间控制在1分钟。

（3）萃取剂浓度的影响

随着萃取剂浓度增加，铜和钴的负荷都有所增加。但是铜增加的较为缓慢，钴增加较快。所以在萃取除杂工序选择萃取剂浓度为0.4M是较为适宜的。

（4）亚硫酸钠加入量的影响

亚硫酸钠对更好地实现净化除铜，达到铜与钴的最佳分离起到至关重要的作用。它与有氯离子存在的体系不尽相同。在纯硫酸盐体系中，它的作用除了提高铜的分配比外，还有抑制铁萃取的作用。当加入6克/升亚硫酸钠时，铜的分配比由0.76增加到17.4，而两价铁基本不被萃取。

（5）P204对钴的萃取及钴镍和钴铁分离的影响

化工冶金所在完成季铵硫氰酸盐萃取分离钴镍的实验室研究后，曾经在金川会议上建议在P204萃取除杂后与本所的流程衔接[8]。但是有人担心两种不同类型的萃取剂用在同一个流程中会不会有不利影响，为此化工冶金所科研人员进行了实验考察。有机相中P204含量分别为0.1%、0.5%、1.0%、2.0%，发现钴的负荷依次递增，镍的负荷依次递减，结果是更加有利于钴镍分离。当P204含量为2.0%时，钴增加量是39.2%，镍减少61.2%，此时铁基本不萃取。

3.3 具有突出特点的相关净化除杂与分离钴镍的工艺

3.3.1 高镍低钴的硫酸盐溶液中用季铵盐萃取分离锌、钴、镍

（1）化工冶金所针对金川高冰镍酸浸出液，还开展了高镍低钴的硫酸盐溶液中用季铵盐萃取分离锌、钴、镍的研究[15]。其原料液的特点是镍的浓度高约90克/升左右，钴和锌的浓度低，分别为1.28和0.05克/升。用0.4M季铵氯化物，通过2级萃取锌，余液的Zn就降至0.003克/升，且钴镍此时基本不被萃取。接着用0.4M季铵硫氰酸盐3级萃取钴，余液中Co就降至0.01克/升以下，实现了锌、钴、镍的分离。

文章来源：《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2020/1225/377.html