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氧化镍矿硫酸浸出液中钴镍镁常共存,通常采用皂化P507分离钴镍工艺,该工艺存在引入杂质离子、工艺流程长、造成废水排放等问题。本文先采用氧化镁沉淀法从硫酸溶液中将钴镍与镁分离,再采用P507-N235无皂化萃取体系分离钴和镍,研究钴镍与镁沉淀分离和钴镍萃取分离的影响因素和工艺条件,以及钴镍沉淀机理、氧化镁回收和萃取过程水相损失,并对比P507-N235体系和钠皂化P507体系萃取分离钴镍效果。全文的主要研究内容和结果如下:(1)钠皂化P507体系分离钴和镍,相比O/A=2:1时分相效果好,但钴和镍几乎完全萃取,较难实现钴和镍的分离;O/A从2:1下降到1:30,钴和镍萃取率均降低,但镍萃取率下降的幅度较大,故β(Co/Ni)逐渐升高;在O/A≤1:1条件下,萃取分相时间较长,均大于1h。相比O/A为1:30时,β(Co/Ni)为119.6,可以实现钴和镍的初步分离;负载有机相用0.05mol/L的硫酸在O/A为3:1的条件下经三级洗涤,共萃的镍可以完全洗下;洗涤后的负载有机相用0.25mol/L的硫酸在O/A为2:1的条件下经两级反萃,钴可以反萃完全。钴镍萃取率均随料液中Mg2+浓度的增大而降低。钠皂化P507体系分离钴镍镁,钴、镍和镁萃取率随O/A的减少而降低,但镍和镁萃取率下降的幅度较大,故β(Co/Ni)和β(Co/Mg)逐渐升高。(2)P507-N235体系萃取分离钴和镍,钴萃取率随料液pH值的升高而增大但增加幅度逐渐变小,而镍增加幅度较小。增大相比O/A,钴和镍萃取率都逐渐增大,但钴萃取率增加幅度比镍萃取率增加幅度大;水相平衡pH值随料液pH的增大先升高后几乎保持不变,但不随O/A的变化而变化。增大有机相P507用量(煤油用量相应减少),钴萃取率先逐渐增大后又减小,镍萃取率缓慢升高;萃取分相时间随P507用量和O/A的增大而延长,随N235用量增大先延长后缩短。在硫酸介质中,N235不参与Co和Ni的萃取反应,但可以萃取P507释放的H+和硫酸介质中原有的H+,因此可以用N235调节水相酸度。萃取过程水相损失随料液初始pH值的降低、O/A和N235用量的增大而增多,但N235用量的影响相对较大。P507-N235体系分离钴和镍的适宜条件是:料液相初始pH为4.6,相比O/A为2:1,有机相组成P507 30%,N235 15%,磺化煤油为55%。一级萃取钴萃取率为41.5%,镍为1.6%,分离系数β(Co/Ni)为42.53。经过五级错流萃取,钴萃取率达到97.1%,镍为15.9%。采用水作为负载有机相的洗涤溶剂,O/A为4:1,洗涤时间为2min,经两级洗涤镍可以洗涤完全,Co的损失率为2.45%;采用0.05mol/L硫酸作为负载有机相的反萃溶液,O/A为2:1,反萃时间为5min,经两级反萃后钴反萃率接近100%。P507-N235体系的E-pH曲线不同于皂化P507体系,P507-N235体系在平衡pH 4-4.8范围内钴萃取率较高,而平衡pH>4.6后钴萃取率不再增加反而下降,镍萃取率较高的pH范围在pH>4.9以上。P507-N235体系钴萃取率和钴镍分离系数β(Co/Ni)比皂化P507体系低,但萃取分相时间较短,且洗涤和反萃所需酸度较低。镁对P507-N235体系分离钴和镍影响显著,为避免Mg2+对钴镍分离的影响,需控制料液中Mg2+浓度不大于0.1g/L。(3)氧化镁沉淀法从含钴镍镁的硫酸溶液中回收钴镍,平衡pH、氧化镁用量和温度是主要影响因素。升高温度和降低氧化镁用量可以减少沉淀产物中镁的含量。钴镍和镁分离的适宜条件为:氧化镁用量nMgO:(nNi+nCo)为2.0,反应时间为2h,反应温度为60℃,搅拌速度为300rpm,在该条件下钴沉淀率为99.5%,镍沉淀率为97.2%,镁沉淀率为0.2%,反应后溶液平衡pH为8.9。(4)氧化镁沉淀法回收钴镍过程可能涉及两类反应,即氧化镁与溶液中氢离子反应和金属离子的水解反应;平衡pH越高(氧化镁用量越多),沉淀产物中氧化镁的夹带量也越多。钴镍沉淀物可用0.05mol/L硫酸进行溶解,所得溶液pH值为4.7,金属离子含量:Co0.11g/L,Ni0.99g/L,Mg5.2mg/L。钴镍沉淀产物的硫酸浸出溶液,可采用P507-N235体系(组成P507 30%,N235 15%,磺化煤油为55%)进行萃取分离钴和镍,其分离效果与不含镁的钴镍溶液分离效果相同。因此,可采用氧化镁沉淀法和P507-N235体系从硫酸溶液中分离钴镍镁,该过程无污染、钴镍损失少、无碱液消耗和无废水排放。