[发明专利]一种利用微流体技术萃取分离钴、镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钴、镍萃取分离的方法，具体是涉及微流体技术萃取分离钴、镍的方法。

背景技术

20世纪90年代以来，自然科学与工程技术发展的一个重要趋势是微型化，连续流动的微观流体学在化学过程处理中的应用，即所谓微化工工艺，在微观技术领域和化学工程领域都得到越来越多的重视，在较小体积范围内实现了化学反应的连续进行，与常规工艺相比，反应的选择性得到明显提高，传质性能得到很大强化，在设备体积大幅度减小的情况下仍能保证大规模工业生产，被认为是现代化工发展理念的一次重大突破。

微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应系统，流体流动通道当量直径介于微米和毫米之间，远远小于常规管式反应器。微通道内，流体以微米级厚的薄层相互接触，可实现快速微观混合，这一技术称为微流体技术。对由混合、传递控制的反应过程，混合和传质、传热的高度强化能够显著提高反应速率，同时提高反应的选择性，并实现连续生产。

钴、镍是重要的有色战略金属，在化学元素周期表中的位置相邻，属同类元素，化学性质相似，在矿床中常共生、伴生，它们的分离一直是人们探讨研究的方向。在目前的工业生产中，钴、镍分离的方法主要有化学沉淀法和萃取分离法两种，化学沉淀法对分离钴、镍选择性低，存在钴、镍产品纯度低的缺点，限制其应用范围，因此大多采用溶剂萃取法来实现钴、镍的分离与回收。

目前，国内主要用P507进行钴、镍的萃取分离，萃取系统主要设备使用萃取槽，使用该传统工艺存在许多不足之处：（1）萃取剂耗量大；（2）易出现乳化现象；（3）存在多级萃取、洗涤和反萃工艺，操作复杂，生产能耗大；（4）占地面积大，存在火灾隐患。

迄今为止，尚未见以微流体技术进行钴、镍萃取分离的研究，本发明提供一种在微反应器内以连续流的方式萃取分离钴、镍的工艺路线。

发明内容

本发明的目的是克服现有工艺技术的不足，提供一种利用微流体技术萃取分离钴、镍的方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种利用微流体技术萃取分离钴、镍的方法，经过下列各步骤：

（1）将含Co²⁺、Ni²⁺的混合料液作为水相、2－乙基已基膦酸单2－乙基已基酯（商品代号P507）作为萃取剂，260#溶剂油为稀释剂，经均相皂化的萃取剂与稀释剂混合均匀后共同作为油相，水相和油相分别通过两台流量泵进入微反应器，在温度为25～50℃下，两相在微反应器内进行混合并发生萃取反应；

（2）步骤（1）反应结束后，在微反应器出口收集产物并待静置分相，此时Co²⁺进入油相、Ni²⁺留在水相中，实现钴、镍的萃取分离。

所述步骤（1）中的混合料液中Co²⁺与Ni²⁺的质量比为1：10～1：100。

所述混合料液是由CoSO₄·7H₂O、NiSO₄·6H₂O或者CoCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O按配比溶于去离子水中得到。

所述混合料液是工业生产的含Co²⁺、Ni²⁺的料液。

所述步骤（1）的流量泵控制的流量为0.1～50ml/min。

所述步骤（1）的水、油两相在微反应器中停留的时间为0.8μs～1.7ms。

所述步骤（1）的油相中萃取剂的体积分数占5～40%。

所述步骤（2）静置分相的时间为0.5～20min。

本发明的反应温度优选为25～38℃；水相中Co²+、Ni²⁺质量比为优选为1：10～1：40；萃取剂的体积分数优选为15～25%；水相与油相的流速优选为5～20ml/min；微反应器内停留时间优选为0.8μs～0.1ms；水、油相静置分相时间优选为0.5～3min。