[发明专利]一种提高二价金属萃取分离差异的方法

说明书

一种提高二价金属萃取分离差异的方法，属于萃取分离技术领域。所述方法包括：在液液萃取过程中，向包含两种二价金属离子以及有机相的混合溶液通过施加外场的方式提供能量。所述外场为超声外场或静电场，通过调节超声功率或电场电压，增强任意两种金属的分离效果。在特定能量范围使得两种二价金属水合程度差异最大，提高二价金属萃取分离差异。本发明可以显著提高两种二价金属的萃取分离差异，提高两种二价金属的萃取分离效率，改善两种二价金属的萃取分离效果。本发明属于一种新型非皂化萃取技术，有助于从源头上解决重金属萃取皂化环节环境污染问题；相较于传统的非皂化处理方法，本发明具有萃取效率高、萃取时间短、成本低和能耗小的优势。

技术领域

本发明属于萃取分离技术领域，涉及一种提高二价金属萃取分离差异的方法。

背景技术

钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）等二价金属是重要的有色金属。它们的主要生产来源是矿产资源。湿法冶金提取矿石中的重金属主要有三个过程，即浸出、金属回收和热处理。湿法浸出总是应用硫酸盐系统，导致浸出液主要含有镍和钴以及一些杂质，这些杂质可以通过预处理去除。然而，由于这几种元素间的化学性质相似，故分离提纯很困难。溶剂萃取法具有处理容量大、反应速度快、分离效果好等优点，是这些二价金属元素分离提纯的主要方法。因此，通过溶剂萃取分离这些重金属被广泛研究。工业上一般采用酸性萃取剂（包括P204、P507和C272）的溶剂萃取法来分离和提纯这些重金属元素。所有的提取剂都应事先进行皂化处理，以确保大规模生产的能力。但是，皂化过程有氨氮废水污染和钠皂化成本高的缺点。

为了克服这些问题，可以采用非皂化萃取的方法来分离和提纯镍和钴，然而常规的非皂化萃取工艺参数调控，存在萃取效率低、分离效果差的问题。

为了解决上述问题，提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高二价金属萃取分离差异的方法，所述方法包括：

在液液萃取过程中，向包含两种二价金属离子以及有机相的混合溶液通过施加外场的方式提供一定的能量。

在一些具体实施方案中，使用超声装置或使用电泳装置向混合溶液施加外场提供能量。

在一些具体实施方案中，所述二价金属离子选自镍、钴、铜、锌中的两种，即镍和钴、镍和铜、镍和锌、钴和铜、钴和锌、铜和锌组合中的一种。

在一些具体实施方案中，所述有机相为萃取剂和甲苯的混合液，萃取剂选自二(2-乙基己基)磷酸酯（P204）、2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯（P507）、二(2,4,4-三甲基戊基)磷酸（C272）中的一种。

在一些具体实施方案中，所述两种二价金属离子为镍和钴时，向混合溶液提供的能量为151.4kJ/mol-219.2kJ/mol；所述两种二价金属离子为镍和铜时，向混合溶液提供的能量为111.4kJ/mol-182.2kJ/mol；所述两种二价金属离子为镍和锌时，向混合溶液提供的能量为87.4kJ/mol-159.2kJ/mol；均以数量较少的那种金属离子的物质的量为基准。

进一步地，使用超声装置向混合溶液提供能量的具体步骤如下：

将包含两种二价金属离子以及有机相的混合溶液置于超声萃取装置内，所述超声萃取装置内设置有超声波发生器，控制超声波发生器的功率和维持时间，使其向混合溶液中提供一定的能量，关闭超声波发生器。优选地，根据W=Pt，固定超声时间，通过调整超声的功率来改变所施加的提供能量。使用这种超声双频萃取作用于液体能够有效强化空化效应，这种超声空化的能量聚结可能使金属阳离子与配位水分子结合键断裂，能够导致配位水分子脱除，抑制水分子配位。

进一步地，使用电泳装置向混合溶液提供能量的具体步骤如下：