[发明专利]一种从含铜钴镍的氨‑铵盐溶液中高效选择分离铜的方法

说明书

技术领域

本发明属于铜的湿法冶金工艺，特别涉及一种从含铜钴镍的氨-铵盐溶液中选择分离铜的方法。

背景技术

随着对铜金属需求的不断增加，易处理的铜矿资源逐年减少，开发利用低品位、难处理的铜矿资源已显得特别重要。酸浸法是湿法处理低品位氧化铜矿的主要手段，但当矿石中含有钙镁碳酸盐等碱性脉石时，酸浸法存在酸用量大，生产成本高、酸浸时生成的大量CaSO₄易使矿粒板结，不利于溶液的渗透等缺点。氨浸工艺具有浸出选择性好，碱性脉石不消耗药剂，浸出液杂质少的优点，因此特别适用于处理含碱性脉石成份高和泥质较多的低品位氧化铜矿。以氨浸工艺为前置的氨浸-萃取-电积工艺已成为处理此类难处理铜矿的主流流程，但是，从氨浸后的碱性溶液中萃取分离和富集铜也是重要的生产工序。这是因为，在氨浸溶液中，铜、钴、镍是常见的伴生离子，其中的镍、钴是制备镍基多元氧化物电极材料的必需元素。若能将含铜钴镍氨浸溶液中的铜离子分离出，而将钴、镍留在溶液，用于制备镍基多元氧化物电极材料，即可达到氨浸溶液中多元金属的定向净化，实现金属配合物直接制备材料的目的，符合绿色冶金的要求。为实现上述目的，需要萃取剂对铜具有优良的选择性，而使钴、镍尽可能留在溶液中。目前，羟肟类铜萃取剂N902或ACORGA^? M5640 (以下简称M5460)，主要成分为2-羟基-5-壬基苯甲醛肟，是常用的从氨-铵盐体系浸出液中萃取铜的高效萃取剂。但是，它们在高效萃铜的同时，其对氨浸溶液中与铜伴生的钴、镍亦具有很强的萃取能力。如文献1 (V. Sridhara, J. K. Verma, N. S. Shenoy. Separation of nickel from copper in ammoniacal/ammonium carbonate solution using ACORGA M5640 by selective stripping, Minerals Engineering, 2010, 23:454-456) 用体积浓度为10%的M5640对含铜、镍均为3.0 g/L的氨-碳酸铵溶液进行了萃取研究，结果表明，其对铜和镍的萃取率分别可达到99.7%和97.0%。文献2（F. J. Alguacil, A. Cobo. Extraction of nickel from ammoniacal ammonium carbonate solutions using Acorga M5640 in Iberfluid, Hydrometallurgy, 1998, 50:143-151）研究了M5640 对氨-碳酸铵溶液中镍的萃取，结果表明5%的M5640对镍的萃取率可达到100%。显然，N902或M5640 萃取剂尚不能在萃取过程中实现铜与钴、镍的分离，达不到定向净化的目的。

发明内容

针对目前铜萃取剂不能在萃取过程中实现从氨-铵盐溶液中选择性萃取铜而与钴、镍定向分离的缺陷，本发明的目的是提出一种向羟肟N902或M5640的有机相中添加反协同剂从含铜、钴、镍的氨-铵盐溶液中定向萃取分离铜的方法，从而实现从含铜、钴、镍的氨-铵盐溶液中高效选择分离铜。

本发明的目的通过以下方式实现：

包括以下步骤：

（1）待萃水相是含铜、钴、镍的氨-铵盐溶液；

溶液pH值为8.0～13.0，铜浓度范围为0.1～10.0 g/L，钴浓度为0.1～3.0 g/L，镍浓度0.1～5.0 g/L；溶液中，[氨+铵盐] 浓度范围为： (1+0.5)～(4+1) mol/L，其中，铵盐为氯化铵或碳酸铵或硫酸铵之一种；

（2）配制由萃取剂、稀释剂组成的有机相，其中：

以羟肟类萃取剂N902或M5640为萃取剂，以煤油为稀释剂，萃取剂在有机相中的浓度为1～30% (v/v)；

（3）向有机相中添加反协同剂，其中，反协同剂选自：烷基氧膦类或磷酸酯类或亚砜类中的一种；反协同剂在有机相中的浓度为1～10% (v/v)；

（4）按相比(A/O)为6:1～1:1，将（1）中所述水相与（2）和（3）中所述有机相混相，混相时间为1～30分钟，静置分层，分相后分别测定水相中铜、钴、镍的浓度，计算铜、钴、镍的萃取率。

优选的，所述的方法的步骤（3）中，与羟肟类萃取剂N902或M5640组合的反协同剂为烷基氧膦或二异辛基亚砜之一种。

优选的，所述的方法的步骤（3）中，与羟肟类萃取剂N902或M5640组合的反协同剂为烷基氧膦或二异辛基亚砜在有机相中的浓度为1～2% (v/v)。