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應用案例DESIGN

濕法冶金體係有機磷酸萃取鈷鎳

鈷鎳硫酸鹽溶液是最重要的施法冶金體係,雖然從硫酸鹽溶液中萃取分離鈷鎳的工業應用晚於氯化物,但是,從70年代以來由於新型有機磷酸萃取劑的開發和應用,硫酸鹽體係中鈷鎳的萃取化學或工業應用都有了長足發展,已成為主要的鈷鎳分離體係。

有機磷酸萃取劑包括磷酸的單酯和二酯,單烷基磷酸單烷基酯及二烷基磷酸以及焦磷酸的有機取代物。對於鈷及鎳的萃取,則以一元酸為主,可簡寫為HA,在非極性有機溶劑中常以二聚狀態為主,可寫為H2A2。

二烷基磷酸分離鈷鎳的能力有限,往往需要的級數很多,而且隨著料液中鈷鎳比的提高,分離因素下降,對於較高Ni/Co的料液不能有效地實現鈷和鎳的分離。研究人員一直在開發新的鈷鎳分離試劑。

日本礦業公司在1978年投產的日立精煉廠中摒棄了DEHPA,改用由日本大化學株式會社開發的新萃取劑PC-88A,它的主成分是2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯。這個新萃取劑分離鈷鎳的能力,在該廠使用條件下,約比DEHPA強200倍,甚至強於當時應用很廣的、在氯化物溶液中分離鈷鎳的叔胺。日立精煉廠的原料是從澳大利亞進口的混合硫化物,硫化物經加壓浸取,而後以Fe(OH)3及CuS沉澱除雜。尚餘50mg/L鋅,用DEHPA萃取至1mg/L。

此過程應用4台離心萃取機,一台用於萃取,一台洗滌,二台反萃。鈷鎳分離用六台離心萃取機,三台萃取,一台洗滌,二台反萃。萃餘液中Co<5mg/L,由一自動分析係統控製各種溶液的流比。萃取液以氨調節pH後,用LIX64N萃取鎳,經三級混合澄清槽萃取,餘液中Ni<10mg/L,有機相擁殘電解液進行三級反萃,鈷和鎳的反萃液送到電積生產金屬。鎳產品含鎳99.98%,含鈷0.01%,鈷產品鈷含量99.90%,鎳0.05%。流程圖見下圖

稍晚,我國獨立開發了2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯萃取分離鈷鎳的工藝及流程,該萃取劑的商品名稱為P507。

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濕法冶金體係有機磷酸萃取鈷鎳流程圖