CN109609758A - 一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法,包括下列步骤:1)将含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,将有机萃取剂与磺化煤油混合配置,经萃取箱逆流萃取;2)负载有机进入萃取洗涤段进行逆流洗涤,盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙杂质,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;3)第二段洗涤:所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入硫酸洗涤,控制PH值,对得到的洗涤后的负载有机用硫酸反萃。硫酸钴产品杂质或氯离子偏高的问题,有效提高了硫酸钴产品纯度,电池正极材料前驱体的原料的品质保证,采用两段洗涤的方式,达到氯离子洗涤效果,不会形成硫酸钙镁沉淀堵塞萃取槽。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,具体是一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法。
背景技术
随着我国产业的升级换代,硬质合金、精密合金、石化催化剂的性能要求越来越高,对原料的要求相应提高,特别是我国锂离子充电电池的快速发展,硫酸钴是一种重要的制备电池正极材料前驱体的原料,对作为这几种材料必不可少的硫酸钴提出了更高的要求。
据公开资料显示,硫酸钴生产主要以钴原料在硫酸体系中进行溶解,经亚硫酸盐还原,氧化除铁,经P204萃取净化除杂,再经P507实现镍钴分离,用盐酸或硫酸进行一段洗涤后,再在P507反萃段采用硫酸进行反萃,获得硫酸钴溶液。此工艺产出的硫酸钴受工艺及控制程度影响,钙镁杂质含量在100ppm左右或氯离子在200-500ppm之间,无法同时满足钙镁杂质在10ppm以下、氯离子在50ppm以下的需求。故在此基础上研究高纯低氯离子硫酸钴溶液的萃取洗涤方法。
该生产工艺存在以下生产弊端:
1)经P507实现镍钴分离后,用盐酸进行一段洗涤,经工艺控制可使钙镁达要求,但经P507反萃段采用硫酸进行反萃得到的硫酸钴溶液中氯离子相对较高;
2)经P507实现镍钴分离后,用硫酸进行一段洗涤,经工艺控制可使氯离子达要求,但利用硫酸洗涤钙镁,易造成硫酸钙镁沉淀堵塞萃取槽。
发明内容
为了解决上述问题,本发明公开了一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法。
本发明的技术方案为:一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法,包括下列步骤:
1)将含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,经P507有机萃取分离镍钴,将P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:4~6混合配置,经萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率在50~70%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:所述步骤1)中的负载有机进入萃取洗涤段进行逆流洗涤,加入1.0-1.5N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙杂质,控制好洗涤出口水相PH值,有机相与水相体积比及洗涤级数,使得洗涤后液中钙、镁含量在0.015g/l以下,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入0.3-1.0N硫酸洗涤有机中氯离子,控制好洗涤出口水相PH值,有机相与水相体积比及洗涤级数,得到洗涤液后进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
优选地,步骤2)控制洗涤出口水相PH值在3.0-5.0,有机相与水相体积比为(1-2):1,洗涤级数为8-12级。
优选地,步骤3)控制好洗涤出口水相PH值在4.0 -5.5,有机相与水相体积比为(5-10):1,洗涤级数为5-8级。
本发明的有益之处:解决了硫酸钴产品杂质或氯离子偏高的问题,有效提高了硫酸钴产品纯度,特别是电池正极材料前驱体的原料的品质保证,本发明采用两段洗涤的方式,以达到氯离子洗涤效果,同时不会形成硫酸钙镁沉淀堵塞萃取槽。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面结合实施例详细描述本发明的具体实施方式,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。
实施例 1
以含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,萃余液品质Co38.26g/l、Ni 0.25g/l、Ca 0.015g/l、Mg 1.58g/l、Mn 0.0008g/l、Fe 0.0015g/l。生产步骤如下:
1)将上述萃余液加入至P507有机萃取分离镍钴,P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:4混合配置,经10级萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率55%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:将所述步骤1)中的负载有机进入一段洗涤段进行逆流洗涤,加入1.0N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙等杂质,根据有机及水相颜色控制洗水流量为0.5m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.0,有机相与水相体积比控制在1:1,经10级萃取箱逆流洗涤,取样分析洗涤后液中镁为0.012g/l,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:将所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入0.8N硫酸洗涤有机中氯离子,控制洗水流量为0.8m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.5,有机相与水相体积比5:1,经5级萃取箱逆流洗涤,得到洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用2.5N硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
由上述步骤获得的高纯低氯离子硫酸钴溶液检测结果如下:
实施例 2
以含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,萃余液品质Co42.18g/l、Ni 0.35g/l、Ca 0.022g/l、Mg 2.33g/l、Mn 0.0008g/l、Fe 0.0012g/l。生产步骤如下:
1)将上述萃余液加入至P507有机萃取分离镍钴,P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:5混合配置,经10级萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率60%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:将所述步骤1)中的负载有机进入一段洗涤段进行逆流洗涤,加入1.5N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙等杂质,根据有机及水相颜色控制洗水流量为0.8m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.5,有机相与水相体积比控制在2:1,经12级萃取箱逆流洗涤,取样分析洗涤后液中镁为0.0095g/l,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:将所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入1.0N硫酸洗涤有机中氯离子,控制洗水流量为1.2m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.0,有机相与水相体积比8:1,经6级萃取箱逆流洗涤,得到洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用3.0N硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
由上述步骤获得的高纯低氯离子硫酸钴溶液检测结果如下:
实施例 3
以含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,萃余液品质Co40.18g/l、Ni 0.35g/l、Ca 0.022g/l、Mg 2.63g/l、Mn 0.0008g/l、Fe 0.0012g/l。生产步骤如下:
1)将上述萃余液加入至P507有机萃取分离镍钴,P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:5混合配置,经10级萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率60%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:将所述步骤1)中的负载有机进入一段洗涤段进行逆流洗涤,加入1.2N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙等杂质,根据有机及水相颜色控制洗水流量为0.5m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.5,有机相与水相体积比控制在2:1,经10级萃取箱逆流洗涤,取样分析洗涤后液中镁为0.0095g/l,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:将所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入0.6N硫酸洗涤有机中氯离子,控制洗水流量为0.5m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.0,有机相与水相体积比8:1,经6级萃取箱逆流洗涤,得到洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用2.0N硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
由上述步骤获得的高纯低氯离子硫酸钴溶液检测结果如下:
实施例4
以含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,萃余液品质Co44.18g/l、Ni 0.19g/l、Ca 0.025g/l、Mg 2.96g/l、Mn 0.0005g/l、Fe 0.0014g/l。生产步骤如下:
1)将上述萃余液加入至P507有机萃取分离镍钴,P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:6混合配置,经10级萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率65%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:将所述步骤1)中的负载有机进入一段洗涤段进行逆流洗涤,加入1.5N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙等杂质,根据有机及水相颜色控制洗水流量为0.5m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.5,有机相与水相体积比控制在2:1,经12级萃取箱逆流洗涤,取样分析洗涤后液中镁为0.00082g/l,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:将所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入0.4N硫酸洗涤有机中氯离子,控制洗水流量为1.4m3/h,控制好洗涤出口水相PH值4.0,有机相与水相体积比8:1,经8级萃取箱逆流洗涤,得到洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用3.0N硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
由上述步骤获得的高纯低氯离子硫酸钴溶液检测结果如下:
Claims (3)
1.一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法,其特征在于,包括下列步骤:
1)将含钴原料经常规方法进行浸出、P204萃取除杂后,获得的萃余液,经P507有机萃取分离镍钴,将P507有机萃取剂与磺化煤油按质量比1:4~6混合配置,经萃取箱逆流萃取,萃取过程用液碱进行皂化,控制皂化率在50~70%,得到的硫酸镍溶液至镍系统,对得到的负载有机洗镍除镁;
2)第一段洗涤:所述步骤1)中的负载有机进入萃取洗涤段进行逆流洗涤,加入1.0-1.5N盐酸洗涤有机相中的少量镍及镁、钙杂质,控制好洗涤出口水相PH值,有机相与水相体积比及洗涤级数,使得洗涤后液中钙、镁含量在0.015g/l以下,得到的洗涤后液进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机洗涤除氯离子;
3)第二段洗涤:所述步骤2)中的洗涤后的负载有机进入二段洗涤进行逆流洗涤氯离子,加入0.3-1.0N硫酸洗涤有机中氯离子,控制好洗涤出口水相PH值,有机相与水相体积比及洗涤级数,得到洗涤液后进入P507萃取段水相,对得到的洗涤后的负载有机用硫酸反萃,得到高纯低氯离子硫酸钴溶液。
2.根据权利要求1所述的一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法,其特征在于:所述步骤2)控制洗涤出口水相PH值在3.0-5.0,有机相与水相体积比为(1-2):1,洗涤级数为8-12级。
3.根据权利要求1所述的一种低氯离子高纯硫酸钴的萃取洗涤方法,其特征在于:所述步骤3)控制好洗涤出口水相PH值在4.0 -5.5,有机相与水相体积比为(5-10):1,洗涤级数为5-8级。
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