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钴镍的萃取 萃取冶金教程 目录 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 举例 磷酸类萃取剂 磷酸二烷基酯类 P204 单烷基膦酸单烷基酯 P507 二烷基膦酸 Cyanex272 羧酸类萃取剂 脂肪酸 环烷酸 异构酸 Versatic911 硫代有机磷酸 一硫代有机膦酸 Cyanex302 二硫代有机膦酸 Cyanex301 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。 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。 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 图1.有机磷酸萃取钴镍 的分配比与pH的关系 磷酸类萃取剂分离钴镍机理 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 图1. P204对各种金属的萃取率与平衡pH的关系 ◆ 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。 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 ◆ P204萃取分离镍钴的局限性 磷酸二烷基酯（P204）分离镍钴的能力有限，需要的级数很多； 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 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 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 图12. P507对某些金属的萃取率与平衡pH的关系 ◆ 影响P507萃取分离镍钴的因素 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 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。 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。 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 （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 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。 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 图12. Cyanex272从混合溶液中萃取钴镍钙 ◆ 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。 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 图12. 硫酸溶液反萃 Cyanex272负荷Fe3+的平衡曲线 ◆ pH值对萃取镍钴的影响 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 图12. 平衡pH对Cyanex272 及P507分离钴镍的影响 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。 ◆ 温度对萃取镍钴的影响 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 温度/℃ 30 35 40 45 50 55 60 βCo/Ni 1320 1850 2480 3220 4000 4790 5510 表12. 温度对Cyanex272钴镍分离系数的影响 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。 （4）硫代有机磷酸萃取剂萃取镍钴—Cyanex301和Cyanex302 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 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。 用1mol/L盐酸可以将钴大部分反萃，但镍不被反萃。 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。 有机磷酸萃取剂在应用中应注意的问题 硫酸盐溶液中钴镍的萃取 1、料液：料液的Co/Ni是影响萃取剂选用的主要因素之一 Co/Ni