[发明专利]一种分离镍和镁的方法及其应用

说明书

本发明提供一种分离镍和镁的方法及其应用，所述分离方法包括如下步骤：(1)将高纯萃取剂和稀释剂配置成一定体积分数的萃取有机相，随后萃取有机相与碱性化合物进行皂化反应，得到皂化有机相；所述萃取剂中包含特定的羧酸类化合物BC197；(2)采用步骤(1)得到的皂化有机相对镍镁料液进行混合、萃取、分层，得到负载有机相和萃余水相；(3)用反萃剂对步骤(2)得到的负载有机相进行反萃取，得到金属离子富集溶液和再生有机相；整个分离过程操作简便、酸耗低、对环境友好；所述分离方法对镍和镁分离效果好，分离系数高，反萃酸度低，而且所用的萃取试剂水溶性低，稳定，再生后可循环使用，有利于降低分离成本，适合大批量应用。

技术领域

本发明属于金属离子分离和提纯技术领域，具体涉及一种分离镍和镁的方法及其应用。

背景技术

目前，新能源电池在汽车、储能、电子设备等领域有广泛的应用，相比于化石能源，新能源电池可以有效的减少碳排放，特别是动力电池领域，随着镍等金属在动力电池的应用和发展，需要对镍金属的利用技术提升，才能适用其应用的发展，镍金属元素作为动力电池生产必备金属材料，一部分的镍金属元素来自红土镍矿、硫化镍矿，一部分来自废旧锂电池的回收中，据调查，全世界每年废弃的锂离子电池在十亿只以上，废旧锂离子电池的再处理及各金属的分离与回收是一项重要的资源再生工作。同时废旧电池中含有的镍、钴、锰等重金属对环境存在严重的危害，应此对废旧锂电池中含有的贵重金属进行回收循环利用，既可以循环资源又可以保护环境，具有较好的环境和市场前景。

从废旧锂离子电池中回收镍等贵金属的主要方法有活法冶金和湿法冶金法。火法冶金因操作条件差、操作温度高、能耗高、空气污染严重、开车停车复杂等问题，应用受限；湿法冶金法可以直接制成产品，成本低，自动化高等特点，具有较乐观的应用前景。湿法冶金方法主要有化学沉淀法、膜分离技术、离子交换法、吸附法和溶剂萃取法等。

CN102814058A公开了一种以吸附材料实验镍镁分离、富集、提纯的方法，含有镍离子和镁离子的待处理液调整pH至1.0～5.5，得到酸浸液，将酸浸液和吸附柱的重金属吸附材料接触混合，所述的重金属吸附材料会吸附酸浸液中的镍离子，镁离子留在酸浸液中，通过5～30％的硫酸溶液洗涤重金属吸附材料进行解吸操作，得到含镍解吸液和被解析的重金属吸附材料。使用含镍解吸液进行电积操作，得到镍金属或镍金属粉，被解析的重金属吸附材料有可以重复循环使用。具有运行方便、设备简单的优点，但是重金属吸附材料的生产工艺复杂，重金属吸附材料存在多次使用后，容量和吸附效率下降，易受到体系中不溶物和杂质的影响，需要更换重金属吸附材料、重金属吸附材料更换后需要进一步处理。

CN108569723A公布了一种以化学沉淀法处理电镀含镍废水的方法，电镀含镍废水进入反应器中，同时向反应器中加入硫化钠、氢氧化钙，在搅拌条件下进行充分反应，20分钟后停止搅拌，在反应器中沉淀5天后，上清液排出下一个反应器中，再次加入氢氧化钙充分反应后，静止1天后，上清液由排水阀排出。该方式使镍以沉淀形式去除，同时镍的去除率可以达到99％，对污水有效处理基础上，提高了镍的回收，具有工艺方法简单，运行成本低的优势，但是该方法需要的设备巨大，处理能力有限，处理时间较长，，镍沉淀夹带的杂质离子也使分离效果不佳，同时镍沉淀污泥的需要脱水、再处理等工段配合。否则很容易造成二次污染。

溶剂萃取法具有高效提取、精细分离、节能低碳、可连续自动化操作，易于工业化等特点，成为当前从废旧电池中回收镍等贵金属的研究热点。CN109055746A公开了一种从高镍锂离子电池正极废料中回收有价金属的方法，首先利用溶剂萃取法从高镍浸出液中选择性提取出锰和钴，萃取体系为P507或P204或Cyanex272与磺化煤油；然后，萃余液中镍和锂进一步采用溶剂萃取法分离；最后，将萃取分离得到的锰和钴采用选择性氧化沉淀法将锰离子沉淀，实现钴和锰的分离，具有体系简单、分离效果好、操作工艺步骤简单的优点，实现了高镍锂离子电池废料中镍、钴、锰和锂资源的全组分高效回收。但是这种方法选用的萃取剂萃取镍的时候会带很多的锂上去，需要用大量的酸把锂洗下来，这样一来就造成了镍的萃取成本高，回收率低等不足，并且镍和锂的分离效率也有待提高。