镍钴生物浸出液中杂质离子对萃取分离的影响研究

【摘要】本论文针对生物浸出液组成复杂,有价金属含量低而杂质元素含量高的特点,研究不同萃取体系下微生物浸出液中有价金属高效分离作用机制,主要针对杂质离子累积对不同萃取体系下的萃取过程的影响开展研究,查明不同杂质离子对镍钴分离效果的影响规律,为缩短溶液净化流程提供依据。在查明不同杂质离子对镍钴分离效果影响规律的基础上,探究运用合适的萃取体系对含有大量杂质离子的镍钴溶液进行除杂处理,降低杂质离子对镍钴萃取分离的影响,以达到分离回收镍钻的要求。本论文以吉林白山镍钴硫化矿生物浸出液为依据,分别考察单一萃取体系(P507、Cyanex272)和协萃体系(P507+Cyanex272)中,主要金属杂质离子对镍钴萃取分离过程的影响,结果表明：相对于乳化和分相时间,钴萃取率和钻镍分离系数受到更严重的影响。Cyanex272体系是受杂质离子影响最严重的萃取体系,少量杂质离子的增加就会使其钴镍分离系数发生显著下降。Fe3+是影响钴镍萃取分离最严重的杂质离子。协萃体系萃取分离钴镍时,所含杂质离子Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+的最高含量分别是：90mg/L,21mg/L,52mg/L,8.8mg/L,在该条件下,钴镍的萃取率分别为82.4%、3.7%,钴镍分离系数为122。探究了Versatic10及Versatic10-Cyanex301萃取体系下,钙镁含量高、镍钴含量低浸出液的萃取除杂的分离效果。以Versatic10为萃取剂实现镍钴和钙镁分离的最佳萃取条件为初始pH值为2.5,相比(O/A)为1/3,皂化率为60%。在此条件下镍钴的萃取率均在96%以上,而钙镁的萃取率均低于5%。用去离子水(pH=6.50)对负载有机相按相比(O/A)为1/1洗涤两次,钙镁离子的共萃率均可降至0.5%以下；反萃的最佳条件为硫酸浓度为2mol/L、有机相与水相的相比(O/A)为1/1,此时镍、钴的回收率均在99%以上。Versatic10-Cyanex301体系相对于Versatic10体系在保证萃取效果的同时,可以显著降低镍钴和钙镁萃取分离的pH值,使萃取分离的平衡pH值从6.8左右降低到3.5左右,为萃余液直接返回矿堆喷淋提供可能。为实现负载有机相的反萃,Versatic10-Cyanex301体系最佳的复配比为7：3。通过红外光谱分析可知萃取剂Versatic10与镍钻离子反应的原理为羧基中氢离子与镍钴离子的离子交换反应,萃取剂Cyanex301与镍钴离子反应的原理除了-SH与镍钴发生离子交换反应之后,还有由于金属离子与P=S发生的螯合反应,可能正是由于这种强的配位螯合效应使负载Cyanex301很难反萃,而复配体系中明显减弱了这种螯合反应,从而使反萃变得更容易。
【作者】管青军；
【导师】周桂英；
【作者基本信息】北京有色金属研究总院，矿物加工工程，2014，硕士
【关键词】P507-Cyanex272；Versatic10-Cyanex301；镍；钴；协同萃取；

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