用电解锰阳极液制备电池级硫酸锰

研究了采用一种新型萃取剂A从电解锰阳极液中通过溶剂萃取获得制备电池级硫酸锰的高纯溶液,考察了振荡时间、水相pH、萃取剂浓度、有机相皂化率、相比Vo/Va、硫酸铵浓度对萃取的影响,以及相比Vo/Va和酸度对反萃取的影响.结果表明:在Vo/Va=1.5/1、萃取剂体积分数30％、有机相皂化率30％、水相pH=4.6、25℃条件下萃取15 min,锰萃取率为77.9％,镁萃取率为13.7％;用1 mol/L硫酸溶液,在相比V o/V a=6/1条件下反萃取负载有机相,得到平均锰质量浓度53 g/L、酸度较低的反萃取液;用此反萃取液制得的硫酸锰产品中锰质量分数大于32％,镁质量分数低于1.5×10-5,符合化工行业《电池用硫酸锰》一等品要求.     

溶剂萃取法制备电池级高纯硫酸锰

以Versatic10为萃取剂从含钙、镁、钾、钠的模拟硫酸锰浸出液中选择性萃取锰。在萃取剂浓度30%、皂化率50%、相比O/A=4/1、35℃两级逆流萃取10min后,得到平均锰含量为13.5g/L的负载有机相,锰萃取率达85.34%。负载有机相和2mol/L硫酸反萃液在相比O/A=8/1、反萃温度35℃、两级逆流反萃的条件下,得到平均锰含量为107.89g/L的反萃后液,锰反萃率达99.94%,其中钙、镁、钾、钠的浓度均小于15mg/L。反萃后液经活性炭吸附、浓缩结晶并干燥后,获得了满足电池级高纯硫酸锰要求的一水硫酸锰产品。     

用P507从硫酸镍溶液中萃取分离铜、锌、钴

对去除铁、砷、钙、镁后的硫酸镍溶液,采用钠皂化的P507萃取剂分离铜、锌、钴.考察了皂化率、P507体积分数、平衡pH值、相比、时间、温度以及逆流萃取级数对萃取效果的影响.同时考察了负载有机相反萃过程中硫酸浓度、反萃相比、时间对铜、锌、钴反萃效果的影响.结果表明,当萃取有机相组成为35 % P507+65 %磺化煤油,钠皂化率为65 %,相比（V_O/V_A）为1:1,平衡pH值为4,25 ℃,萃取时间为5 min,经3级逆流萃取,铜、锌、钴的萃取率分别为96.73 %、99.87 %、94.17 %.对负载有机相经过酸性去离子水（pH=3~4）洗涤后,用1 mol/L硫酸溶液,时间为5 min,反萃相比（V_O/V_A）为1:1.在此条件下,铜、锌、钴的反萃率分别为99.94 %、99.94 %、99.86 %.      

用Cyanex272从硫酸盐体系中萃取除铝

研究了用酸性膦类萃取剂Cyanex272从硫酸镍钴锰溶液中萃取分离铝,考察了体系pH、萃取剂浓度、萃取剂皂化率和相比对萃取的影响。结果表明:对于Al~(3+)质量浓度2～3 g/L、主金属离子质量浓度70 g/L左右、且不含铁、锌、钙等杂质的原液,用皂化率为40%的25%Cyanex272+75%磺化煤油有机相,在萃取时间4 min、V_o/V_a=1/1条件下进行萃取,铝的单级萃取率为72%,5级萃取率为75%,去除效果较好,且主金属离子损失率较低。     

有机相中锰、镁离子洗涤分离试验研究

用P204从电解锰阳极液中溶剂萃取锰离子过程中,部分镁离子会同步进入到有机相中,不利于锰离子的反萃取与回收。研究了采用洗涤法从有机相中分离镁离子,使锰、镁离子分离。针对锰离子质量浓度8.67g/L、镁离子质量浓度0.799g/L的有机相,考察了洗涤时间、静置时间、洗涤剂硫酸浓度、相比Vo∶Va、洗涤级数等对镁离子洗出率的影响。试验结果表明,在温度35℃、水相硫酸浓度0.03 mol/L、洗涤相比V_o∶V_a=1∶3、洗涤时间10min、静置时间40 min条件下,经2级洗涤,有机相中镁离子质量浓度可降至6.85mg/L。     

用溶剂萃取—沉淀法从废锂离子电池正极材料中回收钴镍锂

采用溶剂萃取—化学沉淀法从废锂离子电池正极材料中回收硫酸钴、氢氧化镍和氟化锂,比较了萃取剂P507和Cyanex272对钴、镍的萃取分离性能。试验结果表明:1-1-1型废锂离子电池正极材料浸出液经P204除锰后,用0.5 mol/L P507或0.6 mol/L Cyanex272经两级错流萃取钴,钴萃取率分别为98.21%和99.44%,镍共萃取率分别为24.42%和4.26%,锂共萃取率分别为15.84%和5.11%,Cyanex272对钴镍的萃取分离性能明显优于P507;P507和Cyanex272负载有机相分别用CoSO_4溶液和HAc-NaAc溶液洗脱共萃取的镍和锂,然后用硫酸反萃取钴,反萃取液中Co/Ni质量比分别为3 217(P507)和12 643(Cyanex272),蒸发结晶可得高纯硫酸钴;萃余液中的镍、锂分别用NaOH和HF沉淀,可得氢氧化镍和氟化锂固体。采用此方法,废锂离子电池正极材料中的钴、镍、锂都得到有效回收。     

LIX54/Cyanex923从含锂硫酸钠溶液中协同萃取分离锂钠的研究

针对目前废旧电池正极材料湿法回收工艺中锂回收率低和锂钠分离困难等问题，提出了一种可从含锂硫酸钠溶液中选择性提取锂的协同萃取体系LIX54/Cyanex923。实验结果表明，对于含锂0.5 g/L、钠50 g/L的模拟料液，采用0.4 mol/L LIX54+0.2 mol/L Cyanex923+磺化煤油的有机相，在O/A相比1∶1、平衡pH值12.5、温度30℃和时间10 min的条件下锂的单级萃取率达98.72%,β_Li/Na可达1 578。在相比O/A=1∶5、平衡pH值12.5条件下经三级模拟逆流萃取，99%以上的锂被萃取，萃余液中锂的含量小于0.01 g/L。采用1 mol/L HCl在O/A相比8∶1条件下经过两级逆流洗涤，近98%的钠被洗脱，有机相中仅留下0.05 g/L钠。洗后负载有机相用3 mol/L HCl在相比O/A=6∶1下进行两级逆流反萃，锂的反萃率达99%以上，反萃液中锂的浓度被富集到16.93 g/L。LIX54/Cyanex923协同萃取体系能有效地从含锂硫酸钠溶液中选择性回收锂，实现锂与钠的深度分离及锂的高倍富集回收。     

P204-TBP协萃体系从高浓度硫酸钴溶液中萃取分离Mn和Ca

针对从高浓度硫酸钴料液中分离钴锰相关研究较少的问题,采用P204与TBP形成的混合萃取体系从工业高浓度硫酸钴溶液中萃取分离Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+),考察了萃取平衡pH、TBP体积分数、萃取相比、有机相皂化度对Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)萃取率的影响,并通过对有机相的洗涤来分离Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)。结果表明,以25%P204+10%TBP为萃取剂,65%煤油为稀释剂,在水相平衡pH为3.7,皂化率为45%和相比O/A为1∶2的条件下,Ca~(2+)、Co~(2+)及Mn~(2+)的萃取率分别为88.1%、69.8%和19.3%;再以30g/L硫酸锰溶液为洗涤液,在水相平衡pH为3.5、相比O/A为20∶1、洗涤级数为4的洗涤条件下,负载有机相中Mn~(2+)浓度为7.14g/L,Ca~2和Co~(2+)浓度分别仅为0.05g/L和0.14g/L。该工艺有效实现了高浓度硫酸钴溶液中钴、锰、钙的分离。     

萃取法提取铬(Ⅲ)分离铁(Ⅱ)的研究

采用皂化的P204+磺化煤油体系共萃铬、铁,选择性反萃分离铬、铁工艺,从电镀污泥硫酸浸出液中回收富集铬.考察皂化率、P204浓度、料液初始pH值、萃取时间、温度、相比等因素对于萃取效果的影响,考察反萃剂组成、浓度、相比等因素对反萃效果的影响.结果表明:P204皂化率及浓度是影响铬的萃取率重要因素.在萃取有机相组成为30 %P204+70 %磺化煤油,皂化率为70 %,料液pH=2.42,V_O/V_A=1/1,萃取温度28 ℃,振荡时间5 min条件下,经6级逆流萃取达到平衡之后,出口水相铬浓度为0.9 mg/L左右,铬萃取率为99.99 %.采用2段反萃工序有效的分离铬铁:采用2 mol/L硫酸反萃,相比V_O/V_A=5/1,温度32 ℃,振荡时间5 min,经过3级逆流反萃,铬反萃率为97.5 %,铬浓度富集到29.5 g/L,铁浓度为10 mg/L;反萃铬后负载有机相再用氢氧化钠溶液反萃铁.      

萃取分离电解锰阳极液中锰、镁离子试验研究

电解锰过程中,阳极液中的镁离子在闭路循环中会逐渐积累,使电流效率下降,能耗增大,同时也影响电解锰产品质量。研究了用P204-磺化煤油溶液萃取分离阳极液中的锰离子和镁离子,分别考察了P204体积分数、有机相皂化率、水相pH、相比等参数对锰离子和镁离子萃取率的影响。结果表明,在溶液温度35℃、P204体积分数25%、有机相皂化率50%、水相pH=4.0,Vo∶Va=2∶1的最佳条件下,经4级逆流萃取,锰离子萃取率达99.5%,镁离子萃取率为31.8%。     

HBL110萃取回收铜钴矿堆浸液中Co的研究

采用Mextral 984H萃取Cu-新型萃取剂HBL110萃取Co的工艺,从含Fe等杂质的铜钴矿堆浸液中回收Co,考察了有机相配比、皂化率、平衡pH值、温度、相比对Co萃取率的影响。实验结果表明,在有机相体积分数50.5%、皂化率50%、料液pH值2.4~2.6、相比1∶1、温度30℃、时间5min、萃取级数4级的条件下,Co萃取率大于95%;负载有机相经纯水洗涤后,在H2SO4浓度0.7mol/L、相比8∶1、时间5min、温度40℃、反萃级数4级的条件下,Co反萃率达到94%以上,反萃液Co浓度达到20g/L,与Fe、Mn、Mg等杂质实现分离并达到富集效果。     

从负载锰的P204有机相中反萃取锰试验研究

研究用硫酸溶液从载锰、镁离子的P204有机相中反萃取锰并再生有机相,考察反萃取过程中各参数对锰、镁离子反萃取的影响,确定较优工艺条件。结果表明:在温度35℃、硫酸溶液浓度0.5mol/L、振荡时间30min、静置分相时间40min、相比Vo∶Va=2∶1条件下,经4级反萃取,锰离子反萃取率为99.9%,出水中锰离子质量浓度为20.74g/L,有机相中残留镁离子质量浓度为0.031g/L,有机相得到有效再生。     

Versatic10萃取分离微生物浸出液中钙镁和低含量镍钴

以Versatic10为萃取剂从含镍、钴、钙、镁离子的合成硫酸盐溶液中萃取分离镍、钴离子。在25℃、振荡强度200r/min、振荡时间4 min的条件下,Versatic10萃取镍、钴离子的最佳条件为:初始pH2.5、相比O/A=1/3、皂化率60%。用去离子水(pH=6.50)对负载有机相按相比O/A=1/1洗涤2次,钙、镁离子的共萃率均可降至0.5%以下。用2mol/L硫酸按相比O/A=1/1反萃时,镍、钴的反萃率均在99%以上。     

转盘萃取塔选择性分离富集铟渣浸出液中的铟试验研究

针对湿法炼锌产出的含铟渣浸出液,采用转盘萃取塔分离溶液中的铟、铁,研究了溶液中铟铁离子萃取效果、金属离子萃取顺序、轻重两相的分离效果及乳化情况。考察了转盘转速、进料流量、P204浓度、溶液酸度、反应温度和相比等因素对分离效果的影响。结果表明：在反应温度25℃、重相体积流量7.8 L/h、P204浓度20%、转盘转速360 r/min、溶液酸度60 g/L、相比V_O/V_A=1/1优化条件下,铟萃取率可达75%,杂质铁萃取率小于5%,轻重两相基本完全分离,并无乳化现象;萃取等温线结果表明,在相比V_O/V_A=1/1条件下,采用3级逆流萃取可实现完全萃取铟;负载有机相先采用稀硫酸洗涤,再以5 mol/L盐酸作为反萃取剂,在相比V_O/V_A=1/1条件下反萃取,铟反萃取率超过98%,反萃取液经过置换处理后可返回湿法炼锌流程,有机相可再生使用。     

从含锰钴镍浸出液中萃取回收锰

采用P204作为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,从锰钴镍溶液中二级萃取分离锰,有机相反萃取富集锰,考察各因素对锰萃取率及分离系数的影响并确定最优条件。结果表明,在室温下,一级萃取相比O/A=2.5,P204含量30%,pH=3.5,皂化率30%,锰萃取率为62.39%;二级萃取在P204含量30%,皂化率30%,O/A=2,锰的总萃取率达98.06%,锰与钴、镍分离系数分别为90.11、92.33。萃取液经硫酸反萃洗钴镍,按相比O/A=10,酸度70 g/L,可洗去85%以上的钴和镍。洗钴镍后液经硫酸反萃锰,按相比O/A=4,酸度110 g/L,可反萃98.27%的锰,反萃液钴、镍的浓度小于0.5 g/L。     

硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究

开展了硫酸体系中Cyanex272的萃镓性能研究,详细考察了萃取与反萃过程条件参数对镓萃取与反萃的影响,绘制了萃取与反萃等温线,并模拟了多级逆流试验。结果表明,含290 mg/L Ga~(3+),pH=2.0的硫酸镓溶液,采用有机相体积分数为15%Cyanex272+85%磺化煤油,控制O/A=1∶4,萃取温度25℃,萃取时间10min,经4级逆流萃取,镓萃取率为99.50%;负载镓有机相,用100g/L H_2SO_4溶液反萃,控制O/A=10∶1,反萃温度25℃,反萃时间10min,经4级逆流反萃,镓反萃率为98.11%,镓富集于反萃液中,富集倍数近40倍。经中和沉淀、焙烧后,可得到氧化镓产品。     

废炼油催化剂酸浸液中镍的选择性萃取

针对废炼油催化剂酸浸液中的镍,研究了以HBL110为萃取剂进行直接选择性萃取。优化了萃取剂皂化率、萃取剂浓度、萃取平衡时间,确定了萃取与反萃取级数,并进行了实验室多级逆流串联萃取模拟试验及线上流程的连续萃取试验。结果表明：在皂化率40%、HBL110浓度25%、萃取时间10 min条件下,经五级逆流萃取,萃余液中镍质量浓度低于30 mg/L,镍萃取率达98%以上,Al、Fe萃取率低于3%;以75 g/L硫酸对镍负载有机相进行三级逆流反萃取可100%实现镍的反萃取;对废催化剂酸浸液进行线上萃取流程连续运行5 d,萃余液中镍质量浓度稳定在5 mg/L,镍萃取率达99%,反萃取液中镍质量浓度稳定在8 g/L,镍反萃取率为100%,有机相可以实现有效的循环再利用。     

电解金属锰合格液中锰镁的萃取分离研究

利用P507-磺化煤油体系对电解金属锰合格液中的锰镁组分进行了萃取研究。分别对硫酸铵的浓度,P507的体积分数,皂化率,相比以及反萃工艺中的各个参数进行了探讨。结果表明:在硫酸铵浓度为78.00 g/L,P507体积分数为30%,皂化率为20%,相比为1∶1等条件下,镁的萃取率达到48.57%,锰的萃取率达到了75.00%;反萃过程中镁的最高反萃率为45.84%,但锰的反萃率均为零。该研究为电解金属锰合格液中锰镁的萃取分离提供了必要的理论依据,对我国电解金属锰生产工艺的完善有较大的促进作用。     

用Cyanex272从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中溶剂萃取铝

P．E．Tsakiridis和S．Agatzini—Leonardou研究了用有机膦萃取剂Cyanex272从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中萃取和分离铝。为了确定平衡时的萃取pH、温度、萃取剂浓度和有机相与水相体积比的主要影响和相互作用，采用了统计设计与分析。也进行了用硫酸溶液反萃取负载于Cyanex272有机相上的铝的统计设计试验。估算了萃取和反萃取铝所需的段数。连续逆流小型工厂试验结果证实了从钴、镍、镁的硫酸盐溶液中回收铝。     

黑云母浸出液富集回收锂

根据浸出液中离子的特点，采用碳酸盐沉淀锂和钙，除钙渣经过硫酸浸出，浸出液采用冠醚类萃取剂14C4分离回收锂。萃取条件为：萃取剂浓度0.5 mol/L、氯仿作为稀释剂、pH=10.0~11.0、萃取时间4 min、萃取温度40 ℃、萃取相比1︰1，锂三级萃取率达到98.21%。负载有机相采用2 mol/L盐酸溶液单级反萃，反萃时间2 min，相比O/A=4，锂单级反萃取率达到98.6%，锂浓度可以达到11.90 g/L。