揭开：高效镍钴萃取箱的设计秘密

镍钴净化液萃取分离工艺的研究
中南大学2009届本科毕业论文镍钴溶液的萃取分离工艺的研究I 摘要本文研究了用溶剂萃取法分离镍钴的工艺条件。

该方法是以P507体积分数为30%，TBP体积分数为5%，260#溶剂油体积分数为65%的有机相对镍钴溶液进行萃取分离。

在一系列探索实验的基础上进行了单因素实验，初步确定了该方法的较佳工艺条件为水相pH4.5，反应时间7min，P507皂化率65%，相比O/A 1.5。

在此条件下，钴的萃取率可达到95.5%，镍的萃取率为1%。

通过正交实验，钴的最高萃取率为96.75%，镍的最低萃取率为1.2%。

对正交试验结果进行极差分析，得出各因素对镍钴分离的影响由大到小依次是：水相pH、萃取时间、P507皂化率、相比O/A。

然后进行模拟三级逆流萃取实验，三级逆流萃取产物萃余相中钴的萃取率为99.95%，而镍的萃取率为0.02%,钴镍分离良好。

经过三级反萃，钴的反萃率可达到100%，而镍的反萃率可达到99.95%。

根据正交试验与模拟三级逆流萃取实验的结果，并综合考虑产品中镍钴比和H2SO4溶液以及有机相的消耗量等因素，最终确定P507萃取分离镍钴溶液的最优工艺条件为：水相pH为4.5、萃取时间7min、P507皂化率65%、相比O/A 1.5。

该工艺流程短、能耗小、镍钴分离度高，萃取产物经检测钴镍比可达到2000以上，达到了萃取分离工艺的工业指标。

关键词：P507萃取镍钴分离正交实验优化研究。

镍萃取设计方案镍萃取设计方案一、方案背景和目标镍是一种重要的金属元素，广泛应用于钢铁、电子、化工等行业。

镍的提取和回收对于保护环境、节约资源具有重要意义。

本方案旨在设计一种高效、经济、环保的镍萃取工艺，实现镍的有效提取和回收。

二、方案步骤和方法1. 原料预处理：将含镍废料进行前处理，包括破碎、浸泡和过滤等工序，以提高后续工艺的效果和效率。

2. 萃取剂选择：根据原料的特性和工艺要求，选择合适的有机溶剂作为萃取剂，常用的有机溶剂包括煤油、甲醇等。

3. 萃取工艺优化：通过试验和实验室小试，确定最佳的萃取工艺参数，包括溶剂选择、相比和搅拌强度等，以提高镍的提取率和萃取效果。

4. 萃取机设计：设计一种高效的镍萃取机，包括搅拌装置、相接口和分离装置等。

搅拌装置要均匀搅拌，确保反应物充分接触，分离装置要能有效分离镍溶液和有机相，避免产品污染。

5. 萃取过程控制：通过控制工艺参数，包括温度、搅拌速度和萃取时间等，实现镍的高效提取和回收，并确保产品的质量和稳定性。

6. 萃取废液处理：对萃取废液进行处理，包括中和和浓缩等工艺，将废液中的有价值金属回收，同时减少环境污染。

7. 工艺流程改进：对整个提取过程进行评估和改进，优化工艺流程，提高镍的提取率和产品的质量，并降低成本和能耗。

三、方案优势和应用前景1. 高效：通过优化工艺参数和设计高效的装置，提高了镍的提取率和产品的质量，提高了工艺的效率。

2. 经济：采用合理的工艺流程和设备设计，降低了生产成本，提高了经济效益。

3. 环保：采用了绿色萃取剂和废液处理技术，减少了对环境的污染，符合可持续发展的要求。

4. 应用前景广泛：镍广泛应用于钢铁、电子、化工等行业，本方案可以为这些行业提供高效、经济、环保的镍萃取技术，具有广阔的市场前景。

总结：本方案设计了一种高效、经济、环保的镍萃取工艺，通过优化工艺参数和装置设计，实现了镍的有效提取和回收。

该工艺具有高效率、低成本和环保的优势，具有广泛的应用前景。

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 )CoN iM nCuFeCaM gpH 21.554.610.0020.0050.0080.0054～4.5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 i3.663.5499.89采用P 204分离钴、镍需要用蒸气加热,理想状态温度为40℃—50℃。

Cyanex 272萃取分离硫酸钴溶液中镍钴的试验研究彭学斌;田林;翟忠标;曲涛;谢刚;戴永年【摘要】采用Cyanex 272萃取剂从硫酸钴溶液中分离去除镍,在有机相组成为25％Cyanex 272+75％航空煤油(用30％NaOH皂化,皂化率75％)、萃原液pH值4.5～5.0、温度25～35℃、相比1.5～2条件下,经5级逆流萃取,混合萃取时间5 min,然后用1 mol/L硫酸溶液4级反萃取获得反萃取液,钴直收率达99.86％,Ni去除率达95.20％,钴镍分离效果较好.反萃取后的硫酸钴溶液中杂质含量很低,Co/Ni比达36895,可以满足生产精制CoSO4·7H2 O和电钴的要求.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】4页(P127-130)【关键词】Cyanex272;萃取剂;萃取;反萃取;萃取率;镍钴分离【作者】彭学斌;田林;翟忠标;曲涛;谢刚;戴永年【作者单位】昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TQ028镍、钴化学性质相近，硫酸钴溶液中的镍很难用化学沉淀法分离，所以常采用溶剂萃取法去除。

常用萃取剂主要有膦酸和次膦酸［1-3］。

但溶剂萃取法不能直接产出纯净的钴溶液，溶液中的钴镍比往往只有5～50，需要采取措施提高钴镍比达到10 000。

工业上分离钴、镍的常用萃取剂有 P507和Cyanex 272［4-16］，P507 得到大规模应用，但 Cyanex 272应用很少。

分类号：密级：公开学号：******* 单位代码：10407硕士学位论文论文题目: 氨性体系加压浸出氧化铜钴矿的工艺研究研究方向湿法冶金专业名称有色金属冶金研究生姓名黄涛导师姓名、职称刘建华副教授二零一二年五月二十八日江西·赣州摘要钴是重要的战略金属，被广泛应用于航空、电器、化学工业等方面，同时也是超级合金和合金钢的重要添加剂。

伴随着世界工业化、城镇化的步伐加快，能源日显紧缺，电池的用途愈来愈广，而钴是电池中的重要金属，预计钴资源的开发和利用在未来的一段时间内将出现新的高潮。

我国钴资源短缺，原料基本依靠进口。

本课题来源于国内某钴冶炼厂，其原料是刚果进口的氧化铜钴矿，原矿铜钴品位较低，运输成本高，如在原矿产地采用氨性加压浸出，氨浸液直接经蒸氨得到钴铜混合料，蒸氨冷凝液与残液返回浸矿，钴铜混合料运输回国，可大大降低运输成本。

钴铜混合料运回国内后，采用传统的酸溶、萃取分离钴铜与少量杂质金属离子，生产钴盐工艺，可节约大量的酸碱用量及劳动力，减少废渣和废水的排放，达到更清洁化生产的目的。

现有钴冶炼工艺主要是采用酸法浸出，本课题提出了氨法加压浸出氧化铜钴矿的新方法。

在氨性体系中，浸出具有选择性，钴、铜、镍、锌等有价金属以氨配离子形式进入浸出液，而钙、镁、铁等金属几乎不进入浸出液。

本课题在研究NH3-(NH4)2SO4-H2O体系的加压浸出实验过程中，考察了总氨浓度、氨铵比、还原剂用量、温度、液固比、时间及矿样粒度对Cu、Co浸出率的影响。

同时通过合理的设计实验工艺流程，达到了降低还原剂用量的目的，确定了浸出的最佳条件为：两段浸出、矿样粒度95%≤300目、高压浸出温度100℃、液固比为6、氨铵比为2:1、总氨浓度为7mol·L-1的条件下，一段浸出和二段浸出还原剂用量分别为所取矿中钴总量0.5倍和1倍（摩尔比）。

试验证明铜钴浸出率均可达到95%以上。

蒸氨过程中考察了蒸馏量与沉钴的关系。

实验证明，当蒸馏量达30%时，蒸馏残液中钴浓度仅为0.0071g·L-1，蒸馏沉渣中钴为34.49%、铜为18.39%，与原矿相比钴、铜含量提高了约5～10倍。

工业用萃取箱设计中的基础知识
工业用萃取箱主要用于有色金属冶炼行业，主要是提取液体中有价金属。

萃取箱设计过程中，有几点基础知识必须需要考虑：
一、你得了解从什么液体中提炼什么物质，如镍、钴、铜、钯等，根据不同的物质选择不同的萃取剂及不同的酸碱体系；物料中物质的含量决定萃取箱级数，每种物质混合的时间与澄清的时间都不一样，体系的不同对萃取箱的大小规格都有影响。

二、流量：有机与水相的混合比，每天的产量或年产量，处理的效率，（跟据原液中物质的含量成份等）
三、材质：根据萃取剂及萃取时箱体内的温度决定萃取箱的材质，（PVC，CPVC，PP，FRP等）
四、萃取箱搅拌的选择对混合的效率起到决定性的作用，选择合适的搅拌对萃取的效率，箱体的大小致关重要。

材质与箱体材质相同。

五、减速机的转速一般在120r/min,也有特殊情况，或快或慢。

钴镍与其他共存金属的萃取分离萃取冶金体系中，钴镍总是与多种金属共存于溶液中，常见的共存金属有铁、铜、锌、锰、铝及钙和镁等。

因此，在工业实践中，制订钴镍分离方案的同时，必须注意与这些金属的分离。

为此，下面介绍几个分离方案。

（1）钴镍同为溶液的主要成分，杂质成分浓度较低，此时宜用有机磷酸先除杂，然后通过洗涤及反萃回收杂志中的有价金属。

羧酸也可用作除杂萃取剂，它的优点是负载的铁（Ⅲ）易于反萃，它已有工业应用。

（2）镍为主要金属，浓度高，而钴、铁、铜等金属浓度低。

镍电解阳极液即为这种情况，常常是硫酸盐与氯化物的混合溶液，不过，有机磷酸分离各种金属的行为与在纯硫酸体系中很相似。

有机磷酸萃取剂用于电解液的净化技术上是可行的。

其中关键问题是从高浓度的镍中分离少量钴，因此钴选择性高的双烷基膦酸最为有效。

制备高纯硫酸镍也可采用Cyanex272来净化溶液，但不能完全除镁。

（3）对于各种金属浓度均比较低的溶液，可用有机磷酸先除杂，然后将钴镍一同萃入有机相，再反萃富集成浓度较高的溶液，接着进一步除杂净化，并分离钴、镍得到适于电积的电解液。

（4）在处理含铁较高的物料时，铁宜在浸取时或其后形成固体化合物分离除去（如使铁呈黄钾铁矾或针铁矿沉淀），以尽量减少进入溶液的量。

钴镍溶液中有较高浓度的铜时，可在低PH值下用羟肟萃取剂分离铜，选择性高。

但是被共萃的钴在有机相中氧化为三价后不能为稀酸反萃，需用H2S沉淀，给操作带来不便。

除铜后的钴镍溶液可用有机磷酸分离。

（5）钴镍溶液含有较高铜锌时，可用有机磷酸分离回收。

也有建议先用羟肟分离铜，再用有机磷酸分离锌的。

（6）对高估溶液的净化（氯化钴电解液是工业上典型的高估溶液），虽然有机磷酸可用于除铁、铜、锰、锌，但不能除去镍。

镍的萃取需借助于协同萃取。

钴镍的萃取分离工艺研究钴镍是一种常见的金属元素，广泛应用于电池、合金、化学催化剂等领域。

由于钴镍通常以混合形式存在于矿石中，因此需要通过萃取分离工艺将其分离出来。

下面将介绍钴镍的萃取分离工艺研究。

1. 钴镍矿石的预处理：首先需要对钴镍矿石进行破碎、磨矿等预处理操作，以便提高后续的分离效果。

2. 酸浸：将经过预处理的钴镍矿石进行酸浸，通常采用硫酸浸取。

在浸取过程中，钴镍会与硫酸反应生成硫酸钴和硫酸镍的溶液。

3. 萃取：将得到的钴镍溶液进行萃取分离。

常用的萃取剂有酸性萃取剂、有机螯合剂等。

酸性萃取剂主要用于钴的萃取，有机螯合剂主要用于镍的萃取。

通过调节萃取剂的浓度、pH值等参数，可以实现钴镍的有效分离。

4. 聚合物分离：在萃取分离过程中，聚合物分离也被广泛应用。

聚合物分离通过对含有钴镍的溶液进行过滤、离心等操作，使得钴镍与聚合物发生吸附，从而实现钴镍的分离。

5. 溶剂萃取：溶剂萃取技术是一种常用的分离技术，也可以用于钴镍的分离。

该方法通过选择合适的溶剂，使得钴、镍等金属离子在不同的溶剂相中的分配系数不同，从而实现钴镍的分离。

6. 晶体萃取：晶体萃取是一种高效的分离技术，其原理是利用晶体的晶格结构和吸附性能对钴镍进行选择性吸附。

晶体萃取的优点是选择性强、操作简便，但其成本较高。

7. 电解分离：电解分离是一种通过电解溶液使钴、镍离子还原析出的方法。

通常采用铁阳极和不锈钢阴极进行电解，通过电解反应，将钴和镍分离出来。

综上所述，钴镍的萃取分离工艺研究涉及到多种方法，包括酸浸、萃取、聚合物分离、溶剂萃取、晶体萃取和电解分离等。

根据实际需求和矿石性质的不同，可以选择合适的分离方法进行实施。

随着科技的进步和研究的不断深入，相信钴镍的萃取分离工艺也将不断完善和改进。