[发明专利]一种利用微流体技术反萃钴的方法

说明书

本发明涉及一种利用微流体技术反萃钴的方法，属于湿法冶金技术领域。本发明将盐酸或硫酸溶液作为反萃取剂为水相A，钴离子有机萃取液作为油相A，将水相A和油相A分别通入T型或Y型微反应器中进行反萃取反应；在T型或Y型微反应器出口收集产物并待静置分相得到水相B和有机相B，Co²⁺与H⁺进行质子交换反应进入水相B，有机萃取剂留在有机相B。本发明利用微流体技术的传质距离短、传质效率高等优势，实现钴的高效反萃取。

技术领域

本发明涉及一种基于微流体技术从负载钴有机相中反萃钴的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

目前，国内含镍、钴溶液一般采用酸性磷类萃取剂进行钴与镍的溶剂萃取分离，钴被萃取进入有机相中，镍留在水相中，镍钴分离以后用强酸进行钴离子的反萃。常规反萃取工艺一般要进行三级以上的反萃取工序，并且混合时间长。使用传统反萃工艺不足之处有：反萃取级数多，反萃取流程长，能耗高，反萃取剂对设备腐蚀严重，反萃剂易挥发，占地面积大，存在安全隐患等。

在T型或Y型微反应器通道内，液-液两相流体在微反应器中的流动类型为分段流，在管道壁面与流体轴线之间及分散相与连续相之间的剪切力相互作用下，引起了段内循环，段内分子通过内循环和相邻段之间通过界面扩散来实现质子交换反应，使液滴边界层厚度和分子扩散距离减小、两相界面更新速率和比相界面面积增加，从而提高两相间的传质效率，为内循环强化传质的对流传质机理。因此液-液两相形成的分段流能够有效强化扩散控制的萃取过程，得到更好的萃取分离效果。

迄今为止，尚未见以微流体技术进行钴反萃取的研究。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用微流体技术反萃钴的方法。本发明可以产生分段流的T型或Y型微通道进行钴的反萃取，萃取平衡的时间大大缩短，单级反萃取率可达99%以上。

一种利用微流体技术反萃钴的方法，具体步骤如下：

（1）将盐酸溶液或硫酸溶液作为反萃取剂为水相A，钴离子有机萃取液作为油相A，在温度为20~60℃条件下，将水相A和油相A分别通入T型或Y型微反应器中进行反萃取反应0.1~30s；其中水相A和油相A的体积比为10:1~1:10，水相A与油相A的流速比与两者的体积比相同，油相A和水相A的总流速为0.01~2 mL/min；

（2）在T型或Y型微反应器出口收集产物并待静置分相0.2~20min得到水相B和有机相B，Co²⁺与H⁺进行质子交换反应进入水相B，有机萃取剂留在有机相B；

所述步骤（1）中负载钴有机相为钴离子被有机萃取剂萃取得到的负载钴有机相，其中有机溶剂为二-(2-乙基己基)磷酸（俗称P204）、二(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸（俗称P229）、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯（俗称P507）或二(2-乙基己基)磷酸酯（俗称Cyanex 272）；

进一步，所述步骤（1）中盐酸溶液或硫酸溶液的浓度为2~8mol/L；

所述步骤（1）中油相A或水相A的流速分别为0.01~2 mL/min条件下获得油相A和水相A的接触时间为0.1~30s；

进一步，所述步骤（2）中T型或Y型微反应器的管道内径不大于1mm，材质为玻璃、塑料或不锈钢。