[发明专利]回收金属的湿法冶金方法

说明书

本发明涉及湿法冶金学，更具体地讲，涉及通过液-液萃取由矿石的酸浸出得到的水溶液回收和分离镍和/或钴。

在溶剂萃取方法中，由有机萃取剂、有机稀释剂和任选的通常称为“相调节剂”的有机可溶化合物组成的有机相以逆流、错流或并流方式与载有金属成份的水相接触一个或多个阶段。应以这样的方式选择有机相以使有机相与水相不混溶。有机相的氢离子与水相的金属离子交换从而使有机相载有金属成份而水相表现出不含这些金属成份。通常通过控制水相的pH来保持交换效率，并调节交换过程中金属的选择性。萃取后，载有金属的有机相以逆流、错流或并流方式与酸接触一个或多个阶段，从而将金属成份转化为水溶液。然后，可用各种方法例如电解冶金法回收该水溶液中的金属成份。

已知可以通过用硫化氢沉淀从稀释的酸性浸出溶液例如浸出红土矿的溶液中有效地回收镍和钴。当用硫化氢沉淀时，所得的混有硫化镍/钴的沉淀可通过可任选包括溶剂萃取的操作进一步精炼。优选地，溶剂萃取直接在浸出溶液中进行而不经过硫化物沉淀步骤。这种直接溶剂萃取途径免除了与硫化氢气体的难以生产和处理有关的费用，并且具有有效地直接生产市场产品的可能性。

直接溶剂萃取方法工业化地用于回收铜已有许多年了。对于钴和镍，溶剂萃取几乎仅局限于中间体镍-钴产品的精炼(Bautista,R.,“The Solvent Extraction of Nickel,Cobalt,and their AssociatedMetals.”Extractive Metallurgy of Copper,Nickel and Cobalt,vol.I；Fundamental Aspects,R.Reddy&R.Weizenbach(Editors),TheMinerals,Metals and Materials Society,1993,pp.827-852)。仅有一个例外是从氨浸出液中直接回收镍/钴，例如在美国专利3,907,966和3,981,968中所述。

试图改造现有的溶剂萃取剂以从使用例如硫酸直接酸浸出矿石或精矿所得的溶液中回收镍和钴基本上是不成功的。一个主要原因是这些溶液一般含有大量溶解的锰、镁和/或钙，并且这些金属常常与镍和钴一起被萃取。例如有机磷和羧酸萃取剂萃取钴和镍，但是也常常甚至优选共萃取锰(及较少量的钙和镁)。这些金属离子的共萃取消耗了大部分萃取剂的萃取容量，并且使之不能得到纯的反萃液。最后使得该萃取剂成为工业不可接受的。另外，过量的水溶解性通常对于萃取剂如羧酸来说也是一个问题。

含有羧酸和非螯合肟混合物的萃取剂已被证实对于镍和钴的选择性高于锰、镁和钙。然而，非螯合肟通常具有高水溶性，因此有助于水解。螯合羟基肟萃取剂如酮肟类和水杨醛肟类，其大多数工业上用于从硫酸浸出溶液中萃取铜(Ⅱ)，也已被证实对于镍和钴(Ⅱ)的选择性高于锰、钙和镁。然而，一旦加入这些螯合肟中，钴(Ⅱ)往往会氧化成钴(Ⅲ)，这不利于反萃取并且可能降解肟试剂。另外，已有报道：使用螯合肟萃取剂时镍的萃取率非常低(Szymanowski,J.,Hydroxyoximes and Copper Hydrometailurgy,CRC Press,1993,P.281)。螯合羟基肟类和二壬基萘磺酸(DNNS)的混合物已被证实可改善镍萃取，然而，DNNS加速了肟的降解(Oliver,A.J.,&Ettel,V.A.,“LIX65N and Dowfax2AOInteraction in CopperSolvent Extraction and Electrolysis”,CIM14th Annual Conf,Edmonton,1975年8月，PP.383-88)。