P507萃取剂在钴、镍分离系统中的应用

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℃。

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。

Vol. 39 No. 6(Sum. 174)Dec. 2020第39卷第6期（总第174期）2020牟12月湿法冶金 .Hydrometallurgy of China 用P507从高浓度氯化钻溶液中萃取分离钻鎳试验研究于凯1,艾峥喋踣，谢宏伟1,刘吉利1,宁志强1（1.东北大学冶金学院，辽宁沈阳110819；2.东北大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110819；3.东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，辽宁沈阳110819）摘要:研究了采用钠皂化P507（2-乙基己基麟酸单-2-乙基己基脂）从电解精炼制备超高纯钻的高浓度氯化钻 电解质水溶液中萃取分离钻、镰，考察了振荡时间、静置分相时间、温度、相比（Vo/V a ）.P507体积分数及有机相皂化率对萃取的影响。

结果表明：在振荡时间15 min 、静置分相时间10 min 、温度20 °C 、初始水相pH =3. 50、相比V o /V a = l/l,P507体积分数20%及有机相皂化率65%条件下，钻、镰分离比为2 940/1,二者得到 有效分离。

关键词：氯化钻溶液;溶剂萃取;P507；钻;镰；分离中图分类号：TF804. 2；TF815；TF816文献标识码：A 文章编号：1009-2617（2020）06-0502-05DOI ：10. 13355/j. cnki. sfyj. 2020. 06. 010高纯钻（99. 99%〜99. 995%,4〜4. 5 N ）具 有特殊结构和性能，在功能薄膜、磁传感、磁记录 溅射靶材，高纯试剂及标样配置等领域被广泛应 用〔询，而超高纯钻（99. 999%,5N ）在大型集成电 路制备中的应用更是被高度关注4勺。

超高纯钻主要是通过在高浓度氯化钻电解质水溶液中电解 精炼高纯钻阳极而制得曲同，因此，研究净化、提纯高浓度氯化钻电解质水溶液有重要意义间O钻、锦性质相似，两者的分离一直是研究的重 点和难点E7-10] o 分离钻、锦有萃取法、膜分离法、 离子交换法等,其中萃取法因适用于大规模生产而备受关注“诃。

1前言钴、镍是两种非常重要的有色金属,它们是制造抗氧化合金、高强度合金、精密仪器合金等一些合金材料的重要原料[1].近年来,钴、镍的消耗量一直有较大的增长趋势,所以对钴、镍的分离以及循环再利用显得至关重要[2-3].钴、镍的化学性质相近,在矿石中常常共生或伴生,工业上通常使用溶剂萃取分离钴、镍离子.常用的萃取剂有P 204(学名为二(2-乙基己基)磷酸酯)、Cyanex272(学名为二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸)和P 507(学名为2-乙基己基膦酸-2-乙基己基酯).虽然P 204和Cyanex272可用于分离钴、镍离子,但是使用P 204分离钴、镍离子所需要的条件比较苛刻,而且分离系数比较低,一般用于分离钴含量高镍含量低的溶液.Cyanex272价格昂贵,使用成本高,一般用于分离镍含量高钴含量低的溶液[4].而P 507是近些年从大量的有机磷萃取剂中筛选出的一种分离钴、镍离子的新型萃取剂[5],它具有对钴、镍离子的分离系数高,毒性低,化学稳定性好、价格比Cyanex272经济等优点.分子结构式如图1所示.P 507可以简写为HA ,它通常是以二聚体(H 2A 2)的形态存在,下式就是它萃取金属离子的反应:M 2++[(2+x)/2]H 2A 2⇌MA 2·xHA+2H +此反应为可逆反应,当反应产生的H +浓度增加使反应达到平衡时,则P 507对金属离子的萃取反应终止.为了控制反应中的H +浓度,需先将P 507部分转为铵盐.本实验选用新型萃取剂P 507来萃取分离钴、镍离子.在实验中,依据参考文献测出不同条件下水相和有机相中钴、镍离子的浓度[6-7],从而探究出萃取分离钴、镍离子的最佳条件.2实验2.1实验仪器、药品与试剂的配制本实验所用仪器主要有TU-1901双光束紫外可见分光光度计,电子分析天平(DENVER instrument),雷磁PH 计(PHS -2F),分液漏斗.实验所用药品与试剂列于表1.2.2实验步骤2.2.1皂化有机相分别量取20%的萃取液(Vp 507:V 磺化煤油=1:4)20.00mL 置于编号为1、2的两只分液漏斗中,各加入10mL 蒸馏水轻轻摇动,以洗涤萃取液中残留的酸液,静置2min ,分液,保留有机相(如用新萃取液可省略此步骤),再分别加入3.0mL 1.0mol/L 的NH 3·H 2O 进行皂化处理,振荡20min ,静置,待分层完全后(约30分钟),分液,保留上层有机相备用.2.2.2萃取量取15.00mLCo 2+、Ni 2+标准溶液的混合液(CoCl 20.07000mol/L 、NiS O 40.2000mol/L ),加入1号分液漏斗中,充分振荡10min ,静置,分液.将分液出的少许水相置于50mL 的烧杯中,测试其pH 是否为4.20,若pH 太高或太低,则将水相重新倒入1号分液漏斗中,滴加稀盐酸或稀氨水,调节至水相pH 值为4.20,再重新萃取.一级萃取后,将水相转入已皂化好的2号分液漏斗中,进行二级萃取.二级萃取后,将分液后的水相置于试管中备用.2.2.3反萃取在1号分液漏斗的有机相中加入10mL1.0mol/L 的HCl 溶液,充分振荡至水相变为粉红色,Co 2+几乎全部转入水相中,静置,分液,保留水相于试管中.再加5mL1.0mol/LHCl 溶液于1号分液漏斗,充分振荡,静置,分液,合并水相.最后在有机相中加入10mL 蒸馏水,充分轻轻摇动分液漏斗,以药品名规格氯化钴(CoCl 2·6H 2O)(A.R.),含量不少于99.0%,天津恒兴化学试剂制造有限公司硫酸镍(NiS O 4·6H 2O)(A.R.),含量不少于98.5%,天津恒兴化学试剂制造有限公司硫氰酸铵(NH 4S CN)(A.R.),含量不少于98.5%,天津市科密欧化学试剂有限公司丁二酮肟(C 4H 8N 2O 2)(A.R.),含量不少于98.0%,天津市登峰化学试剂过二硫酸铵((NH 4)2S 2O 8)(A.R.),含量不少于98.0%,天津恒兴化学试剂制造有限公司柠檬酸钠(C 6H 5Na 3O 7·2H 2O )(A.R.),含量不少于99.0%,天津市福晨化学试剂厂260号溶剂油(磺化煤油)(A.R.),含量不少于99.0%,上海倍卓生物科技有限公司冰乙酸(CH 3COOH)(A.R.),含量不少于99.5%,天津市永大化学试剂有限公司丙酮(CH 3C OC H 3)(A.R.),含量不少于99.5%,天津市富宇精细化工有限公司三氯甲烷(C HCl 3)(A.R.),含量不少于99.0%,国药集团化学试剂有限公司P 507萃取剂(A.R.),含量不少于99.0%,上海倍卓生物科技有限公司表1实验主要药品及试剂Vol.31No.11Nov.2015赤峰学院学报(自然科学版)Journal of Chifeng University (Natural S cience Edition )第31卷第11期(上)2015年11月P 507萃取分离钴、镍离子的实验研究桑雅丽,崔荣荣,刘春华,于婷婷(赤峰学院化学化工学院,内蒙古赤峰024000)摘要:本文采用新型萃取剂P 507和磺化煤油按一定比例混合来萃取分离钴、镍离子.通过分光光度法测定了分离后水相和有机相中钴、镍离子的含量,并从平衡水相中的pH 和P 507的体积分数方面探讨了萃取分离钴、镍离子的最佳条件.关键词:P 507萃取剂;萃取;钴离子;镍离子;分光光度法;分离中图分类号:TF815;TF816文献标识码:A文章编号:1673-260X (2015)11-0003-03基金项目:内蒙古自治区教育厅项目资助(NJZY239)图1P 507分子结构式(HA )3--. All Rights Reserved.洗涤掉残留酸液(回收有机相重复使用).重复上述反萃取操作,将2号分液漏斗的有机相直接进行两次反萃取,分液,合并水相.最后洗涤有机相,并回收重复使用.2.2.4钴的含量测定水相中钴的含量测定绘制紫外标准曲线:配制100mL100μg/mL Co2+标准溶液,量取2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL该标准溶液,分别置于5个50mL的容量瓶中,再分别加入5mL冰醋酸、0.5g NH4S CN、30mL丙酮,定容.以空白试液作为参比,在620nm 的波长下,用1cm的比色皿在紫外分光光度计上测其吸光度.然后以钴的质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标作图,绘制紫外标准曲线.取实验步骤2.2.2萃取得到的水相试液(含有少量Co2+溶液)1.00mL于50mL的容量瓶中,稀释到刻度线,摇匀.再取上述稀释液2.00mL于50mL的容量瓶中,加5mL冰醋酸、0.5g NH4S CN、30mL丙酮,定容.以空白试液作为参比,在620nm的波长下,用1cm的比色皿在紫外分光光度计上测其吸光度,然后在标准曲线上根据吸光度找出对应的钴含量.有机相中钴的含量测定取实验步骤2.2.3反萃取得到的水相试液(含有大量Co2+溶液)1.00mL于50mL的容量瓶中,按照上述测水相中钴离子含量的方法测有机相中钴离子的含量.2.2.5镍的含量测定水相中镍的含量测定标准紫外曲线的绘制:配制100mL100μg/mL的Ni2+标准溶液,量取2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL该标准溶液,分别置于5个50mL的容量瓶中,再分别加入4mL20% NaOH溶液、5mL5%(NH4)2S2O8溶液、5mL1%丁二酮肟溶液,静置至显色后定容,摇匀.以蒸馏水为空白,在波长为465nm 下,用1cm的比色皿在紫外分光光度计上测其吸光度.然后以镍的质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标作图,绘制紫外标准曲线.取实验步骤2.2.2萃取得到的水相试液(含有大量Ni2+溶液)1.00mL于50mL的容量瓶中,定容,摇匀.再取上述稀释液2.00mL于3号分液漏斗中,加入10mL蒸馏水、5mL20%柠檬酸钠、10mL1:1NH3·H2O,摇匀,加5mL1%丁二酮肟,摇匀,静置5min后加入10mLCHCl3,振荡1min,静置,分液,将下层有机相置于4号分液漏斗中,再加5mL CHCl3置于3号分液漏斗中,振荡1min,静置,分液,将下层有机相置于4号分液漏斗中.在4号分液漏斗中加10mL5% HCl溶液,振荡1min,使大量镍离子反萃取后进入水相,静置,待分层后,分液,将下层有机相置于5号分液漏斗中,再加5mL5%HCl溶液于4号分液漏斗中,重复操作,待分层后,分液,回收有机相.合并反萃取后的水相,置于50mL容量瓶中,再分别加入4mL20%NaOH溶液、5mL5%(NH4)2S2O8溶液、5mL1%丁二酮肟溶液,静置至显色后定容.在波长为465nm下,用1cm的比色皿在紫外分光光度计上测其吸光度,然后在标准曲线上根据吸光度找出对应的镍含量.有机相中镍的含量测定取实验步骤2.2.3反萃取得到的水相试液(含有少量Ni2+溶液)1.00mL于50mL的容量瓶中,按照上述测水相中镍离子含量的方法测有机相中镍离子的含量.2.3实验数据的处理钴、镍含量的实验数据记录及处理列于图2、图3、图4、图5、图6、图7、表2、表3.3实验结论由图3可见,随着萃取后平衡水相中的pH增大,钴的萃取率先升高后降低.这是由于P507萃取剂在萃取钴离子的过程中是发生金属阳离子与H+的交换反应.在萃取中,pH对萃取率的影响较大,pH增大,平衡向右移动,钴的萃取率会增大.但是当pH太高时,钴离子极易水解,而且水解的产物不能被P507萃取剂萃取,所以钴的萃取率会下降.由图4可见,当平衡水相的pH值为4.20时,钴、镍的分离系数β值最大,钴、镍的分离最彻底.因此,平衡水相中pH的最佳值为4.20.图7P507萃取剂体积分数对分离系数β的影响图4平衡水相pH对分离系数β的影响图5Ni2+标准溶液的标准曲线图3平衡水相pH对萃取率的影响图2Co2+标准溶液的标准曲线图6P507萃取剂体积分数对萃取率的影响4--. All Rights Reserved.由图5、图6可见,在平衡水相的pH 为4.20的条件下,随着有机相中P507萃取剂的体积分数增加,钴离子的萃取率先升高后降低.当P 507萃取剂的体积分数为20%时,钴的萃取率最高为99.95%,钴、镍的分离系数β值最大为128.88.P 507萃取剂的体积分数过高或过低,钴、镍的分离系数β都会受到影响,明显降低,钴的萃取率也下降.因此,实验应选择有机相中P 507萃取剂的体积分数为20%时较适宜.在本次萃取分离钴、镍实验中,探索出了平衡水相中pH 的最佳值为4.20、有机相中P 507萃取剂的最佳体积分数为20%时最适宜.同时,温度、皂化时间、分液是否完全也是影响萃取率、分配比以及分离系数的重要因素.因此,本实验必须始终保证萃取温度在20℃以上,皂化时间大于30min 且彻底分液.———————————————————参考文献:〔1〕钟盛华,刘明星,沈杨扬,等.P507萃取钴镍的分相研究.2012年中西部地区无机化学化工学术研讨会论,105-107.〔2〕钟盛华,汪小强,吕永康,等.P507分馏萃取分离钴镍的研究[J].中国有色金属,2012,41(1):69-71.〔3〕诸爱士,徐亮,沈芬芳.钴与镍的分离技术研究综述[J].浙江科技学院学报,2007(3):169-174.〔4〕刘大星.溶剂萃取在钴镍精炼中的应用(上)[J].有色金属再生与利用,2005(10):27-29.〔5〕袁承业,许庆仁,蒋亚东.高效的钴、镍分离萃取剂-P507[J].中国有色冶炼,1981(2):l-7.〔6〕曹善文,李朝晖.容量及分光组合法测定PTA 复合催化剂中的钴锰[J].中国石油和化工标准与质量,2013(5):60-61.〔7〕郭崇武.分光光度法测定镀铬溶液中铜、铁及镍杂质[J].电镀与精饰,2011(1):42-44.〔8〕钴、镍的萃取分离.无机化学实验[M]..高等教育出版社,2002.137-140.pH=4.00pH=4.20pH=4.40pH=4.60pH=4.80水相中Co 2+吸光度 4.1241×10-33.8759×10-34.6631×10-34.6631×10-35.5687×10-3ρ(Co 2+)水(μg /m L)12.536011.105015.643718.523020.8657C(Co 2+)水(m ol/L) 2.6591×10-4 2.3555×10-4 3.3183×10-4 3.9290×10-4 4.4259×10-4有机相中Co 2+吸光度 5.0998×10-2 6.3998×10-2 5.6378×10-2 5.4090×10-2 5.2876×10-2ρ(Co 2+)有机(μg /m L)282.8120357.7700313.8325300.6428293.6438C(Co 2+)有机(m o l/L) 5.9989×10-37.5889×10-3 6.6569×10-3 6.3771×10-3 6.2287×10-3水相中Ni 2+吸光度 1.6000×10-22.3968×10-21.4673×10-21.2886×10-21.2824×10-2ρ(Ni 2+)水(μg/m L)17.265025.543715.887314.030213.9653C(Ni 2+)水(m ol/L) 3.6772×10-4 5.4404×10-4 2.1998×10-4 2.9882×10-4 2.9744×10-4有机相中Ni 2+吸光度7.9998×10-35.5187×10-38.2402×10-31.1733×10-21.1935×10-2ρ(Ni 2+)有机(μg /m L)8.9540 6.37649.203812.832013.0428C(Ni 2+)有机(m o l/L)9.5353×10-51.3581×10-41.9603×10-42.7330×10-42.7779×10-4钴分配比(D C o )22.5632.2220.0616.2314.07镍分配比(D N i )0.260.250.890.910.93分离系数β86.77128.8825.3517.8415.13萃取率(E)/%99.90%99.95%99.87%99.80%99.74%表2pH 不同P 507体积分数为20%时钴镍分离的测定数据P 507体积分数/%1015202530水相中Co 2+吸光度 6.2980×10-35.3042×10-33.8759×10-34.2279×10-34.7391×10-3ρ(Co 2+)水(μg /m L)25.070819.340311.105013.134716.0823C(Co 2+)水(m o l/L) 5.3179×10-4 4.1024×10-4 2.3555×10-4 2.7861×10-4 4.113×10-4有机相中Co 2+吸光度 5.3640×10-2 5.6324×10-2 6.3998×10-2 5.7460×10-2 5.3935×10-2ρ(Co 2+)有机(μg/m L)298.0501313.5230357.7700320.0758299.7483C(Co 2+)有机(m o l/L) 6.3221×10-3 6.6503×10-37.5889×10-3 6.7893×10-3 6.4269×10-3水相中Ni 2+吸光度 1.2886×10-21.7896×10-22.3968×10-22.2188×10-21.8780×10-2ρ(Ni 2+)水(μg /m L)14.030819.235725.543723.693720.1537C(Ni 2+)水(m o l/L) 2.9983×10-4 4.0969×10-4 5.4404×10-4 5.0471×10-4 4.2924×10-4有机相中Ni 2+吸光度 1.2262×10-28.3836×10-25.5187×10-37.5411×10-31.2422×10-2ρ(Ni 2+)有机(μg/m L)13.38249.3527 6.37648.477513.5480C(Ni 2+)有机(m o l/L) 2.8502×10-41.9920×10-41.3581×10-41.8056×10-42.8855×10-4钴分配比(D C o )11.8916.2132.2224.3718.84镍分配比(D N i )0.950.490.250.350.67分离系数β12.5233.08128.8869.6328.12萃取率(E)/%99.65%99.80%99.95%99.91%99.85%表3pH 为4.20P 507体积分数不同钴镍分离的测定数据5--. All Rights Reserved.。

用P204和P507脱除含钴废料中的杂质生产高纯度氯化钴周炳珍(龙岩市冶金工业公司,福建龙岩 364000)摘 要:采用硫酸溶解预先焙烧的钐钴粉,化学中和法除稀土、铁和钙镁后用P204萃取铜、锰、锌等杂质,再用P507萃取分离镍和钴,制得的氯化钴溶液用来制备高纯氯化钴。

钴回收率大于90%。

关键词:钴;镍;萃取;分离;P204;P507中图分类号:TF816 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2002)06-0016-03Production of High Purity CoCl 2from Cobalt Containing Scrap Using P 204and P 507Removal the ImpurityZHOU Bing-zhen(Longyan metall urgy i ndustry company,Longyan Fujian ,364000,China)Abstract:The Ni and Co are separated by using the follow ing process from the Co containing scrap:vitriolizing dissolution on the pre-roasted scrap,P204ex tracting Cu,Mn,Zn after the Re,Fe,Ca and M g are removed by chemical neutralization process,and then extracted by P5071The purified solution is used to manufacturehigh purity CoCl 2,the Co recovery is more than 90%1Keywords:Co;Ni;Extraction;Separation;P204;P507作者简介:周炳珍(1938-),男,福建上杭人,高级工程师我国钴资源十分贫乏,我国钴冶炼企业大多进口钴原料,从钴矿、含钴废料、含钴废合金中提取钴。

钴、镍萃取分离原理与方法钴、镍萃取分离原理与方法目前，钴镍冶金原料已由以前的硫化钴镍矿逐渐转为钴镍杂料、钴镍氧化矿（含钴、镍红土矿）等，处理工艺由传统的火法造锍、湿法分离相结合转为浸出、净化全湿法流程。

钴镍原料来源不一，浸出液成分复杂，沉淀、离子交换工艺难以实现钻、镍及钴镍与钙、镁等其他杂质离子的分离。

溶剂萃取法有选择性好、金属回收率高、传质速度快等优点，尤其根据离子性质差异及萃取理论研发的新萃取剂及萃取体系，更优化了萃取效果。

所以，从根本上找出钴、镍性质的差异，分析现有钴、镍分离工艺原理，对新萃取剂和萃取工艺的开发有指导意义。

一、钴、镍性质区别钴镍原子序数相邻，同为第四周期第Ⅷ族元素，仅外层d电子数不同，这种性质上的差异可用于萃取法分离。

（一）晶体场配位理论分析钴镍性质差异1、钴镍轨道简并钴、镍比较常见的配位数为4和6。

配位数为6时，配体呈八面体型。

由于配体之间的位置不同，5个轨道简并为2组，电子与配体顶头接近的d z2、d x2－y2作用强烈，能量较高，为6Dq；而另外的d xy、d yz、d zx轨道作用力弱得多，能量较低，为－4Dq。

配位数为4时，配体可以形成平面四方形或正四面体构型。

萃取剂的分子量较大，分子间存在较大的空间位阻，所以一般为正四面体构型。

同样，四面体场亦发生简并，但是与八面体场完全相反，d xy、d yz、d zx轨道能量较高，为1.78Dq，而d z2、d x2－y2的轨道能量较低，为－2. 67Dq。

2、钴镍轨道电子排布电子在轨道的排布遵循能量(CFSE)最低原则，其中成对的电子还需要克服能量为P或P’的成对能。

按这个规则，电子排布与对应能量大小如表1。

表1 钴镍离子不同配位数时对应的能量可以看出：6配位正八面体的稳定性大于4配位正四面体的稳定性。

Ni(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性远大于四配位四面体的稳定性，而Co(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性仅略强于四配位四面体的稳定性，所以，溶液中Ni(Ⅱ)仅有6配位存在，而Co(Ⅱ)的6配位或4配位都可以存在。