采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法与流程

本发明属于镍钴萃取，具体涉及采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法。

背景技术：

1、对一些难处理镍钴矿用传统选冶工艺无法经济地处理回收，镍钴生物浸出液是一种通过微生物作用得到的含有镍和钴的溶液，通常来源于废旧锂电池或其他含镍钴废料的生物冶金过程。在处理含镍钴的废渣时，生物浸出是一种环境友好且有效的方法。通过特定的微生物群落，可以在温和的条件下将废渣中的金属离子转移到溶液中，形成所谓的生物浸出液。

2、中国专利cn105803197b公开了一种采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，具体为分别将镍钴萃取剂versatic10和协萃剂cynaex301采用naoh溶液进行均相皂化，皂化率均为40-60％；有机相由组合萃取剂和稀释剂mextraldt100组成；组合萃取剂为20-40v％的协萃剂cynaex301和80-60v％的萃取剂versatic；组合萃取剂占有机相总体积的10-30％；初始ph值在1.5-3.0将有机相和镍钴生物浸出液震荡混合，控制萃取平衡ph值为3.0-4.0，静置后将有机相和水相分离；有机相加硫酸反萃镍钴，实现镍钴与钙镁的有效分离；但是现有方法无法对含有大量铁离子的酸浸液进行除铁处理，从而使得对酸浸液中和沉淀杂质离子时镍钴离子被铁离子沉淀胶体表面吸附，增加了镍钴损失率，而现有方法中组合萃取剂也无法强化铁离子与镍钴离子的选择性分离，为了解决上述问题，我们提出了采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，解决了现有方法无法对含有大量铁离子的酸浸液进行除铁处理，从而使得对酸浸液中和沉淀杂质离子时镍钴离子被铁离子沉淀胶体表面吸附，增加了镍钴损失率，而现有方法中组合萃取剂也无法强化铁离子与镍钴离子选择性分离的问题。

2、本发明是这样实现的，采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法，所述采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法包括：

3、获取镍钴生物浸出液，其中镍钴生物浸出液包含铁离子、钙离子、镁离子、镍离子、锂离子、钴离子，采用组合酸体系对镍钴生物浸出液进行调节ph处理，使得镍钴生物浸出液ph保持为1.5-2；

4、对镍钴生物浸出液进行除铁处理，采用铁中和剂均相沉淀的方式除去镍钴生物浸出液中铁离子，得到除铁浸出液；

5、采用30％氢氧化钠调节除铁浸出液的ph值，基于预配制的第一组合萃取剂对除铁浸出液进行第一萃取，得到第一水相以及第一萃取有机相，采用改性有机酸对第一萃取有机相进行反萃处理，得到第二水相以及第二萃取有机相，其中，第二水相中含有镍钴离子；

6、采用30％氢氧化钠调节第一水相的ph值，基于预配制的第二组合萃取剂对第一水相进行第二萃取，得到第三水相以及第三萃取有机相，采用改性有机酸对第三萃取有机相进行反萃处理，得到第四水相和第四萃取有机相，其中，第四水相中含有钙镁离子。

7、采用30％氢氧化钠调节第三水相的ph值，基于预配制的第三组合萃取剂对第三水相进行第三萃取，得到第五水相以及第五萃取有机相，采用改性有机酸对第五萃取有机相进行反萃处理，得到富含锂离子的第六水相和第六萃取有机相。

8、优选地，所述对镍钴生物浸出液进行除铁处理的方法，具体包括：

9、预配制铁中和剂，将铁中和剂置于安装有恒流泵的中和剂料槽内；

10、获取镍钴生物浸出液，将镍钴生物浸出液注入除铁反应池内，对除铁反应池内的镍钴生物浸出液进行搅拌混合，控制搅拌速度为250-500r/min，并向镍钴生物浸出液中逐滴加入200g/l的硫酸调节镍钴生物浸出液的ph为1-1.5小时，保持温度为50-60℃；

11、开启恒流泵，以0.2l/min的流速将铁中和剂泵入除铁反应池内，直至除铁反应池内ph值为3.2-3.7时结束铁中和剂泵入，反应结束后继续控制搅拌速度为150-200r/min陈化反应30min，停止搅拌；

12、取出反应后料液，过滤后得到除铁浸出液，滤渣洗涤后烘干分析处理。

13、优选地，所述铁中和剂包括以下按照重量百分比的原料：

14、十二烷基苯磺酸钠：10％

15、季铵盐型阳离子表面活性剂：2％

16、月桂醇硫酸钠：8％

17、α-烯烃磺酸盐：5％

18、二十四酸:15％

19、碳酸镁:30％

20、氧化镁：10％

21、去离子水：20％

22、其中，所述预配制铁中和剂的方法，具体包括：

23、取月桂醇硫酸钠、α-烯烃磺酸盐、二十四酸以及去离子水，在氩气保护环境下100-120℃搅拌混合反应1-1.5小时，其中，搅拌速度控制为100-150r/min；

24、取十二烷基苯磺酸钠、去离子水，将十二烷基苯磺酸钠溶解于去离子水中，然后在氩气保护环境下将季铵盐型阳离子表面活性剂添加至十二烷基苯磺酸钠溶液中，然后将月桂醇硫酸钠、α-烯烃磺酸盐、二十四酸以及去离子水混合物加入十二烷基苯磺酸钠、季铵盐型阳离子表面活性剂混合溶液中；

25、向混合溶液中加入碳酸镁、氧化镁，并使用30％氢氧化钠溶液调节混合溶液ph至7-7.2，得到铁中和剂。

26、优选地，所述基于预配制的第一组合萃取剂对除铁浸出液进行第一萃取的方法，具体包括：

27、预配制第一组合萃取剂，向第一组合萃取剂中加入磺化煤油组成有机相，使得有机相中第一组合萃取剂含量为40-50％；

28、采用30％氢氧化钠对有机相皂化处理，使得有机相皂化率为60-65％，采用改性有机酸调节除铁浸出液ph值，使得除铁浸出液的ph值为3.5-4；

29、将皂化好的有机相、除铁浸出液以（4-7）/1的体积比混合注入萃取槽中，室温环境下振荡5-15min后转移至梨型分液漏斗后静置分层15-20min，得到第一水相以及第一萃取有机相；

30、获取第一萃取有机相，采用改性有机酸对第一萃取有机相进行5级逆流反萃处理，得到第二水相以及第二萃取有机相，采用紫外可见分光光度计测定第二水相中镍钴离子的质量浓度，计算镍钴离子的反萃率；

31、获取第二水相，向第一组合萃取剂中加入磺化煤油组成有机相，使得有机相中第一组合萃取剂含量为30-40％；

32、采用30％氢氧化钠对有机相皂化处理，使得有机相皂化率为50-55％，采用改性30％氢氧化钠调节第二水相ph值，使得第二水相的ph值为4-4.5；

33、将皂化好的有机相、第二水相以（10-15）/1的体积比混合注入萃取槽中，室温环境下振荡5-15min后转移至梨型分液漏斗后静置分层10min，得到第七水相以及第七萃取有机相；

34、采用改性有机酸对第七萃取有机相进行3级逆流反萃，得到第八水相和第八萃取有机相，其中，第八水相含有钴离子，采用紫外可见分光光度计测定第八水相中钴离子的质量浓度，计算钴离子的反萃率；

35、其中，所述改性有机酸包括以下按照重量百分比的原料：

36、苹果酸：10％

37、硝酸：20％

38、酒石酸：10％

39、3-羟基丙酸：30％

40、古龙酸：30％。

41、优选地，所述基于预配制的第二组合萃取剂对第一水相进行第二萃取的方法，具体包括：

42、预配制第二组合萃取剂，向第二组合萃取剂中加入磺化煤油组成有机相，使得有机相中第二组合萃取剂含量为30-40％；

43、采用30％氢氧化钠对有机相皂化处理，使得有机相皂化率为50-55％，采用30％氢氧化钠调节第一水相ph值，使得第一水相的ph值为5.5-6；

44、将皂化好的有机相、第一水相以（2-4）/1的体积比混合注入萃取槽中，室温环境下振荡10-15min后转移至梨型分液漏斗后静置分层15-20min，得到第三水相以及第三萃取有机相；

45、获取第三萃取有机相，采用改性有机酸对第三萃取有机相进行5级逆流反萃处理，得到第四水相和第四萃取有机相，采用紫外可见分光光度计测定第四水相中钙镁离子的质量浓度，计算钙镁离子的反萃率。

46、优选地，所述基于预配制的第三组合萃取剂对第三水相进行第三萃取的方法，具体包括：

47、预配制第三组合萃取剂，向第三组合萃取剂中加入磺化煤油组成有机相，使得有机相中第三组合萃取剂含量为30-35％；

48、采用30％氢氧化钠对有机相皂化处理，使得有机相皂化率为40-45％，采用30％氢氧化钠调节第三水相ph值，使得第三水相的ph值为8.5-9；

49、将皂化好的有机相、第三水相以5/1的体积比混合注入萃取槽中，室温环境下振荡10-15min后转移至梨型分液漏斗后静置分层15-20min，得到第五水相以及第五萃取有机相；

50、获取第五萃取有机相，采用改性有机酸对第五萃取有机相进行5级逆流反萃处理，反萃温度控制为30-40℃，得到富含锂离子的第六水相和第六萃取有机相，采用紫外可见分光光度计测定第六水相中锂离子的质量浓度，计算锂离子的反萃率。

51、优选地，所述第一组合萃取剂包括以下按照重量份的原料制成：萘-2-磺酸10-20份、二(2-乙基己基)磷酸10-30份、三辛基氧化膦1-10份、2-甲基-1-丙烷磺酸10-30份、改质剂5-20份、4-仲丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚2-10份、表面活性剂5-10份；

52、所述第二组合萃取剂包括以下按照重量份的原料制成：萘-2-磺酸10-20份、二(2-乙基己基)磷酸10-30份、三辛基氧化膦1-10份、改质剂5-20份、表面活性剂5-10份、羧酸萃取剂10-20份、二（2，4，4三甲基戊基）膦酸10-20份；

53、所述第三组合萃取剂包括以下按照重量份的原料制成：二苯甲酰甲烷10-20份、β-二酮10-30份、二（2-乙基己基）磷酸酯1-15份、表面活性剂5-10份。

54、优选地，所述改质剂包括以下按照重量百分比的原料：

55、磷酸三丁酯：20％

56、双鼠李糖脂：30％

57、醋酸纤维素：10％

58、硅烷偶联剂：40％

59、所述表面活性剂包括以下按照重量百分比的原料：

60、烷基硫酸盐：40％

61、壬基酚聚氧乙烯醚np-5：30％

62、脂肪胺聚氧乙烯醚：30％。

63、优选地，所述第一组合萃取剂制备方法，具体包括：

64、将二(2-乙基己基)磷酸、三辛基氧化膦溶于两者混合物三倍体积的磺化煤油中，加热搅拌至60-65℃，得到第一混合物；

65、向第一混合物中依次加入2-甲基-1-丙烷磺酸、改质剂，常温搅拌20-30min，搅拌速度控制为50-75r/min，得到第二混合物；

66、在氮气保护环境下向第二混合物中加入萘-2-磺酸、4-仲丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚、表面活性剂反应30-35min，得到所述第一组合萃取剂。

67、与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：

68、本发明所提供的采用协同萃取的方法从镍钴生物浸出液中除钙镁的方法在对镍钴生物浸出液进行除铁处理时采用铁中和剂均相沉淀的方式除去镍钴生物浸出液中铁离子，铁中和剂作用于镍钴生物浸出液能够避免镍钴离子被铁离子沉淀胶体表面吸附，增加了镍钴损失率，铁中和剂作用于铁离子能够强化铁离子与镍钴离子的选择性分离，增加了镍钴离子的保留率。

69、本发明实施例中第一组合萃取剂、第二组合萃取剂均含有三辛基氧化膦、改质剂以及表面活性剂，从而使得第一组合萃取剂、第二组合萃取剂在酸性条件下能够分别对镍钴、钙镁离子进行萃取分离，三辛基氧化膦、改质剂以及表面活性剂协同配合能够保证镍钴离子的回收率。

70、在本发明实施例中，第一萃取、第二萃取以及第三萃取时均采用改性有机酸调节ph以及反萃，相对于传统技术采用强酸具有节能环保的优点，同时改性有机酸能够提高第一组合萃取剂、第二组合萃取剂的活性，同时降低第一组合萃取剂、第二组合萃取剂皂化后的粘度。