[发明专利]一种可有效提高锰萃取效果的萃取剂及萃取方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金方法，特别涉及一种可有效提高含钙镁的硫酸锰溶液中锰萃取效果的萃取剂及萃取方法。 

背景技术

由锰矿生产电池级高纯硫酸锰的主要工艺流程为“硫酸浸出-净化除铁-净化除重金属-净化除钙镁-浓缩结晶”（谭柱中，梅光贵，李维健等．锰冶金学(第一版)[M]．长沙：中南大学出版社，2004:668-669），因浸出液中Ca²⁺和Mg²⁺的脱除十分困难，且Ca²⁺和Mg²⁺的脱除程度直接关系到硫酸锰产品能否达到电池级高纯硫酸锰的质量要求，所以，整个生产过程的关键是在于浸出液中钙镁的脱除。在众多钙镁脱除方法中，溶剂萃取法简便快捷、成本低廉、可防止了F^-等杂质离子的引入适用于工业化生产。 

然而，目前国内外已有的众多的萃取剂对锰的萃取能力差而且对含钙镁的硫酸锰溶液中锰萃取的选择性差。苏文征采用选用P204作为萃取剂，采用多缀逆流萃取进行Mn²⁺、Mg²⁺的分离，平均分离系数仅为47.23，锰镁的分离效果不理想（苏文征.由富锰渣制备氯化锰的工艺研究[D].重庆大学硕士论文，2006）。Cheng Chuyong也利用P204进行Ca²⁺、Mg²⁺和Mn²⁺的萃取分离（Cheng,C.Y..Purification of synthetic laterite leach solution by solvent extraction using D₂EHPA[J].Hydrometallurgy,2000.56(3),369–386.）。在实际应用中，硫酸锰溶液中的Mn²⁺含量一般为20～80g.L^-1，而Ca²⁺和Mg²⁺的浓度为500～1000mg.L^-1，故P204萃取剂很难实现锰与镁的分离。刘洪刚等人报道用P507作为萃取剂，经5级逆流萃取分离锰镁，未能得到很好的分离效果（刘洪刚，朱国才.溶剂萃取法脱除锰矿浸出液中钙镁的研究[J]，中国锰业，200826(1):34-37）。Dreisinger和Cooper利用PC88A对盐酸和硫酸介质中的Mn²⁺萃取性能进行了研究，发现采用PC88A能实现锰镁分离但却很难实现锰钙的分离（Dreisinger,D.B.,Cooper,W.C..The solvent extraction separation of cobalt and nickel using2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester[J].Hydrometallurgy,1984,12(1):1–20）。 

因此，目前还没有一种对含Ca²⁺、Mg²⁺的硫酸锰溶液中Mn²⁺具有高萃取能力和高选择性能的锰萃取剂。 

发明内容

本发明的目的旨在提供一种萃取剂，用于含钙镁的硫酸锰溶液中提高锰的萃取效果，可有效地解决常规萃取剂对锰萃取率低且选择性差的问题，从而实现了锰钙镁的有效分离。。 

本发明的另一目的旨在提供采用上述萃取剂从含钙镁的硫酸锰溶液中萃取锰的的方法满足生产电池级高纯硫酸锰的要求。 

一种用于含钙镁的硫酸锰溶液中的萃取锰的萃取剂，由高空间位阻β-二酮与协萃剂中性Lewis碱组成；所述的高空间位阻β-二酮具有下述的结构，见式1，其中，R为含6到12个碳原子的烷基，所述的中性Lewis碱协萃剂为正辛醇、磷酸三丁酯（TBP）或正辛基氧化膦（TOPO）中的一种。 

式1高空间位阻β-二酮的结构式。 

本发明的萃取方法是：以含钙镁离子的硫酸锰溶液为被萃水相加入含上述萃取剂的有机相进行萃取，得到含锰的负载有机相；负载有机相经硫酸溶液反萃后所得水相经浓缩结晶后得到的硫酸锰。 

本发明的优选方案包括： 

高空间位阻β-二酮与协萃剂的摩尔比为1:1～1:0范围为宜。 

本发明所涉及的萃取用有机相包括稀释剂（如：磺化煤油，或260^#溶剂油）、高空间位阻β-二酮和协萃剂。