一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，包括：(1)將組合萃取劑加入稀釋劑Mextral?DT100制成有機相；(2)在初始pH1.5～3.0，平衡pH3.0～4.0，鎳鈷生物浸出液進行協萃；(3)有機相加硫酸反萃，實現鎳鈷預富集和深度凈化；(4)制備出雙萃取劑萃淋樹脂；(3)分別用pH為3.0?5.5的HAc?NaAc緩沖液和pH為1.0?3.5的硫酸進行兩段梯度淋洗；淋洗得到的含鈷富液經濃縮后，進行電解沉積，得到陰極鈷產品。本發明專利技術具有多級性、高效性，還具有選擇性高、傳質效果好等優點，增加了鈷溶液凈化分離提純效率，并且流程簡單，易操作，環境污染小。

A Short Process for Preparing High Purity Cobalt from Low Content Nickel-Cobalt Bioleaching Solution

【技術實現步驟摘要】
一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝
本專利技術屬于有色金屬
，涉及一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝。
技術介紹
鎳鈷是國民經濟建設的重要原材料之一，隨著國民經濟的發展，鎳鈷的需求量不斷增加，鎳鈷礦開采的礦石品位也不斷下降，對一些低品位、難處理鎳鈷礦用傳統選冶工藝無法經濟地處理回收。而微生物浸出技術對傳統冶金方法無法利用的低品位礦的利用有獨特之處，并具有工藝投資低、成本低、收率高、對環境污染少、操作簡單等優點，因此，微生物浸出技術在鎳鈷礦的處理上具有廣泛的應用價值。目前針對低品位銅礦石采用生物堆浸-萃取-電積工藝取得了較好的回收效果，但對復雜低品位硫化鎳鈷礦生物浸出液后續的凈化分離提純工序，還存在工藝流程長、處理成本高等問題。鎳鈷浸出液凈化分離常用方法有：選擇性沉淀法、萃取分離法、離子交換法等。而單一萃取技術和單一離子交換技術等方法在鈷鹽溶液凈化方面存在各自不足，傳統的萃取分離工藝存在分離效率低、萃取級數多、選擇性差或載荷量低等缺點，而協同萃取和萃淋樹脂分離技術相結合具有萃取的高選擇性，又具有離子交換的多級性，可實現低含量鎳鈷溶液的高效短流程凈化分離提純，進而得到滿足制備高純鈷的含鈷富集溶液。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，用于生物浸出液除鐵后液的深度凈化和鎳鈷分離以及制備高純鈷溶液的，為鎳鈷生物浸出液中有價組分高效凈化、分離、提純提供一條新途徑。為實現上述目的，本專利技術提供一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，包括以下步驟：(1)將Versatic10(簡稱Ver10)和Cynaex301(簡稱C301)按照體積比(6～7):(4～3)混合，制成組合萃取劑，然后將組合萃取劑進行均相皂化，再加入稀釋劑MextralDT100制成有機相，其中，組合萃取劑占有機相總體積的10～30％；(2)在溫度15-35℃，初始pH值在1.5～3.0，按有機相與鎳鈷生物浸出液的相比為1：3，將有機相和鎳鈷生物浸出液震蕩混合，震蕩強度200rpm，萃取震蕩時間4min，控制萃取平衡pH值為3.0～4.0，靜置分相20～30min后分離，鎳鈷進入有機相成為負載有機相，分離負載有機相和水相；鎳鈷生物浸出液為低品位硫化礦堆進行生物堆浸后進行除鐵后的浸出液(除鐵后液)。(3)將負載有機相用去離子水洗滌兩次；此步驟可以將鈣鎂離子的共萃率均可降至0.5％以下。(4)負載有機相加1.5mol/L的硫酸溶液反萃，負載有機相與硫酸溶液的相比為1:1，反萃時間5～10min，分相時間20～40min，分離反萃液和萃余液，鎳鈷進入反萃液，萃余液返回礦堆，此步驟實現鎳鈷與雜質離子分離，鎳鈷的回收率均在99％以上，萃余液返回的礦堆為用于鎳鈷生物浸出的礦堆。(5)制備萃淋樹脂：經皂化的P507-Cyanex272(簡稱P507-C272)雙萃取劑為萃淋樹脂的活性組分，乙醇或石油醚為稀釋劑，以大孔吸附樹脂為支持體經乙醇充分溶脹，加入經稀釋的雙萃取劑，在40℃恒溫箱中以200rpm的轉速振蕩48h，使得雙萃取劑充分吸附在大孔吸附樹脂上，然后進行烘干、洗滌、凈化，制成萃淋樹脂；其中烘干、洗滌、凈化方法均為常規方法，例如，凈化可以按如下操作進行：用6mol/L的HCl對樹脂進行洗滌，洗滌液用硫氰化鉀(KSCN)滴定，直至洗滌液中不再含有三價鐵離子為止，然后用去離子水洗滌樹脂至pH為5-5.5備用。(6)將硫酸反萃液加入到萃淋樹脂柱中，然后進行梯度淋洗，先用pH為3.0-5.5的HAc-NaAc緩沖液進行第一段淋洗，得到含鎳富液；再用pH為1.0-3.5的硫酸進行第二段淋洗，得到提純后的含鈷富液；(7)提純后的含鈷富液濃縮至30～50g/L后，進行電解沉積，得到陰極鈷產品。其中，所述低含量鎳鈷生物浸出液中鈷含量低于1％。優選地，所述均相皂化的方法為：所述均相皂化的方法為：在組合萃取劑中加入NaOH溶液，皂化時間30min，皂化率均為40～60％。優選地，步驟(5)所述大孔吸附樹脂為苯乙烯-二乙烯苯聚合物，型號HZ-818，粒徑為20-100目。優選地，所述步驟(5)中制備的萃淋樹脂中萃取劑的載荷量為30％-80％。優選地，所述步驟(5)所述P507-Cyanex272雙萃取劑中P507為萃取劑，Cyanex272為協萃劑，二者的配比為3:(1-2)。優選地，所述步驟(5)雙萃取劑與稀釋劑之間的配比為1:1。優選地，所述步驟(5)所述P507-Cyanex272雙萃取劑皂化的方法為：在雙萃取劑中加入NaOH溶液，皂化時間30min，皂化率均為40～60％。優選地，在所述步驟(6)中兩段梯度淋洗的淋洗速度為2-10mL/min。其中的含鎳富液按照常規提鎳工藝進行提純處理。本專利技術的有益效果在于：本專利技術提供一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，該工藝采用協同萃取與雙萃取劑萃淋樹脂技術相結合的方法，對鎳鈷溶液進行深度凈化分離富集，得到高純鈷溶液，通過電解沉積，得到高純電積鈷產品。其中，采用雙萃取劑萃淋樹脂提純含鎳鈷溶液，既結合了雙萃取劑的協同作用，又簡化了多級萃取流程，具有較好的凈化分離提純效果。與常規的萃取分離或離子交換方法相比，本專利技術具有多級性、高效性，還具有選擇性高、傳質效果好等優點，增加了鈷溶液凈化分離提純效率，并且流程簡單，易操作，環境污染小，具有一定的經濟效益和環境效益。附圖說明圖1為本專利技術提供的從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術做進一步說明，但本專利技術的實施方式不限于此。如圖1所示，本專利技術的主要工藝流程為：除鐵后的鎳鈷生物浸出液→協萃凈化除雜→反萃→萃淋樹脂提純→淋洗→電解沉積。具體工藝過程為：協萃凈化除雜1和反萃2：采用經皂化的Ver10和協萃劑C301，采用MextralDT100為稀釋劑，在最佳初始pH、相比等條件下，經過協同萃取和硫酸反萃過程，實現鎳鈷與鈣鎂等雜質離子的分離；萃淋樹脂提純3：得到凈化后的含鎳鈷料液(反萃液)。采用經皂化的P507-Cyanex272雙萃取劑，采用乙醇或石油醚為稀釋劑，按1:1比例配制，經一系列浸漬、烘干、洗滌、凈化處理后制備出雙萃取劑萃淋浸漬樹脂；將反萃液以2-10mL/min的流速填加到萃淋樹脂；淋洗4：先用pH為3.0-5.5的HAc-NaAc緩沖溶液進行第一段淋洗，得到含鎳富液；再采用pH為1.0-3.5的硫酸進行第二段淋洗，得到提純后的鈷溶液；萃淋樹脂經酸洗再生后返回使用；電解沉積5：提純后的鈷溶液經濃縮、電積后得到陰極鈷產品。實施例1由于某鎳鈷礦石屬于低品位復雜難處理硫化礦石，經生物堆浸得到的生物浸出液中有價金屬鎳鈷含量偏低，導致凈化分離難度大，傳統的萃取分離效率低、流程復雜，嚴重影響鎳鈷的綜合回收。如表1所示，為該鎳鈷礦石經生物堆浸除鐵后的鎳鈷生物浸出液組成成分分析。表1元素CoNiCuFeCaMg含量mg/L19818403.220.3939014760采用本專利技術的工藝對該生物浸出液進行分離提純，具體步驟分為：步驟一：采用協同萃取深度凈化鎳鈷浸出液，具體工藝過程如下：(1)分別將鎳鈷萃取劑Versat本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)將Versatic10和Cynaex301按照體積比(6～7):(4～3)混合，制成組合萃取劑，然后將組合萃取劑進行均相皂化，再加入稀釋劑Mextral?DT100制成有機相，其中，組合萃取劑占有機相總體積的10～30％；(2)在溫度15?35℃，初始pH值在1.5～3.0，按有機相與鎳鈷生物浸出液的相比為1：3，將有機相和鎳鈷生物浸出液震蕩混合，震蕩強度200rpm，萃取震蕩時間4min，控制萃取平衡pH值為3.0～4.0，靜置分相20～30min后分離，鎳鈷進入有機相成為負載有機相，分離負載有機相和水相；(3)將負載有機相用去離子水洗滌兩次；(4)負載有機相加1.5mol/L的硫酸溶液反萃，負載有機相與硫酸溶液的相比為1:1，反萃時間5～10min，分相時間20～40min，分離反萃液和萃余液，萃余液返回礦堆；(5)制備萃淋樹脂：經皂化的P507?Cyanex272雙萃取劑為萃淋樹脂的活性組分，乙醇或石油醚為稀釋劑，以大孔吸附樹脂為支持體經乙醇充分溶脹，加入經稀釋的雙萃取劑，在40℃恒溫箱中以200rpm的轉速振蕩48h，使得雙萃取劑充分吸附在大孔吸附樹脂上，然后進行烘干、洗滌、凈化，制成萃淋樹脂；(6)將硫酸反萃液加入到萃淋樹脂柱中，然后進行梯度淋洗，先用pH為3.0?5.5的HAc?NaAc緩沖液進行第一段淋洗，得到含鎳富液；再用pH為1.0?3.5的硫酸進行第二段淋洗，得到提純后的含鈷富液；萃淋樹脂經酸洗再生后返回使用；(7)提純后的含鈷富液濃縮至30～50g/L后，進行電解沉積，得到陰極鈷產品。...

【技術特征摘要】
1.一種從低含量鎳鈷生物浸出液中制備高純鈷的短流程工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)將Versatic10和Cynaex301按照體積比(6～7):(4～3)混合，制成組合萃取劑，然后將組合萃取劑進行均相皂化，再加入稀釋劑MextralDT100制成有機相，其中，組合萃取劑占有機相總體積的10～30％；(2)在溫度15-35℃，初始pH值在1.5～3.0，按有機相與鎳鈷生物浸出液的相比為1：3，將有機相和鎳鈷生物浸出液震蕩混合，震蕩強度200rpm，萃取震蕩時間4min，控制萃取平衡pH值為3.0～4.0，靜置分相20～30min后分離，鎳鈷進入有機相成為負載有機相，分離負載有機相和水相；(3)將負載有機相用去離子水洗滌兩次；(4)負載有機相加1.5mol/L的硫酸溶液反萃，負載有機相與硫酸溶液的相比為1:1，反萃時間5～10min，分相時間20～40min，分離反萃液和萃余液，萃余液返回礦堆；(5)制備萃淋樹脂：經皂化的P507-Cyanex272雙萃取劑為萃淋樹脂的活性組分，乙醇或石油醚為稀釋劑，以大孔吸附樹脂為支持體經乙醇充分溶脹，加入經稀釋的雙萃取劑，在40℃恒溫箱中以200rpm的轉速振蕩48h，使得雙萃取劑充分吸附在大孔吸附樹脂上，然后進行烘干、洗滌、凈化，制成萃淋樹脂；(6)將硫酸反萃液加入到萃淋樹脂柱中，然后進行梯度淋洗，先用pH為3.0-5.5的HAc-NaAc緩沖液進行第一段淋洗，得到含鎳富液；再用pH為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周桂英，溫建康，周成英，
申請(專利權)人：北京有色金屬研究總院，
類型：發明
國別省市：北京,11