从含有镍、钴和/或钪的酸性溶液中分离杂质的方法技术

本发明专利技术提供一种能够从含有锰、铁、锌、铝等杂质的酸性溶液中有效地分离为镍、钴和/或钪与杂质的方法。本发明专利技术的有价金属萃取剂由下述通式表示。式中，R1和R2分别表示相同或者相异的烷基，R3表示氢原子或烷基，R4表示氢原子、或者作为氨基酸与α碳进行键合的除氨基以外的任意的基。优选下述通式具有甘氨酸单元、组氨酸单元、赖氨酸单元、天冬氨酸单元或N-甲基甘氨酸单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从含有镍、钴、钪等有价成分的氧化镍矿的酸浸出液中去除杂质， 使有价成分与杂质分离的方法。
技术介绍
镍、钴作为有价金属而为人所知，并以各种各样的用途应用于产业中。特别是最近 被大量应用于镍氢电池、锂离子电池等二次电池的正极材料等方面。 镍、钴能够通过将含有它们的矿石装入炉内，采用在高温下熔解的干式工艺处理 并对所得到的粗料（matte:不纯金属）等中间原料进行精制而获得。但是，近年来，高品位 (高纯度）的矿石日益枯竭，一种被称为HPAL法的湿式工艺已得到了实用化，该HPAL法是， 将红土矿等以往不太被利用的低品位（低纯度）的氧化矿石与硫酸溶液一起放入耐压容器 中而使其处于高温高压状态，且从浸出了镍、钴的浸出液中回收镍、钴或含有它们的中间原 料的方法。该HPAL法具有如下特点：即使是从核酸方面考虑无法用干式法进行处理的镍品 位（纯度）为1~2%以下的低品位氧化镍矿石，也能够有效地进行处理。 在上述矿石中，除了镍、钴、钪等作为回收对象的贵重物（有价成分）之外，还存在 其它的锰、铝、锌、铁、铬、镁、铜、铅、钠、镧、钕、钼、钒、锡、钨、钐、铼、铊、铈、钛、镥等各种各 样的杂质。这些杂质，在上述干式工艺中，能够作为炉渣比较容易地进行分离，然而，在湿式 法中多数情况下是与镍、钴、钪等有价成分一起被包含于浸出液中。因此，当要从氧化镍矿 中获得镍、钴、钪时，需要考虑杂质的分离。 另外，还有从上述已使用过的二次电池或废电子基板等中回收镍、钴加以再利用 的方法。在构成二次电池的正极材料中，除了镍、钴以外，还使用锰。另外，在容器、基材中 使用铝、铁等，因此，在回收再利用时，也存在对杂质和贵重物进行分离的课题。 例如，已知作为最终回收镍的方式，通常是通过电解沉积（electrowinning)获得 金属的方法，然而，当锰和镍一起存在时，在电解沉积中使用的阳极的表面上会析出锰氧化 物，促进阳极的劣化。另外，还会导致如下结果：着色的微细锰氧化物悬浮于电解液中，使电 解沉积中使用的滤布发生堵塞，或者因锰氧化物对镍金属造成污染等，妨碍品质和稳定的 作业。因此，锰的去除成为重要的课题。 作为去除锰的方法，沉淀法是广为人知的方法（参照专利文献1)。沉淀法是通过 调节含有镍和/或钴以及锰的溶液的PH，添加硫化剂而获得镍、钴的硫化沉淀物的方法、或 者通过添加氧化剂而获得锰的氧化物沉淀物的方法。 并且，虽然知道在氧化镍矿中还含有微量的作为有价金属的钪，但是钪的回收并 不容易。对于回收钪而言，例如，已知有如下方法：如专利文献2所述，对用酸浸出氧化镍矿 且回收镍等后的溶液进行中和而以沉淀物的方式进行回收的方法，或者，如专利文献3所 述，对溶液进行溶剂萃取而与其它杂质分离、浓缩的方法。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2000-234130号公报 专利文献2 :日本特开平09-143589号公报 专利文献3 :日本特开平09-291320号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 在专利文献1所述的方法中，存在产生共沉淀等很多问题，难以分别将镍和钴和 锰彻底分离。并且，当除了锰以外的锌等杂质与镍、钴一起共存于硫化沉淀物中时，作为硫 化物的纯度降低，难以例如作为电池材料使用，从而存在再精制所需成本上升的课题。 另外，当要使用溶剂萃取法回收镍、钴时，酸性萃取剂由于分离性好而得到广泛应 用。但是，如前面所述，最近在锂离子电池的正极剂中使用了大量的锰，因此电池的溶解液 中会存在高浓度的锰，所面临的情况是尚无有效的萃取剂能够从这种体系中选择性地且有 效地萃取镍和钴。 并且，在采用专利文献2和3所述方法的情况下，无法忽略为了从稀薄的溶液中进 行回收而在中和时所需的中和剂、树脂或者在溶剂萃取前用于调节pH的药剂的成本等，并 且与其它元素的分离不那么明显等，因此谈不上能够有效地回收钪。 除此以外，尚未发现一种能够分离锌和铝、铁、铬等各种杂质的有效方法。如上所 述，当要通过氧化镍矿或再生方式来回收镍、钴进而回收钪时，尚未发现一种能够在工业上 利用的有效方法。 本专利技术的目的在于，提供一种能够从含有锰、铁、锌、铝等杂质的酸性溶液中有效 地将镍、钴、钪等有价成分与杂质分离的方法。 为了解决上述课题，本专利技术人等反复进行了精心的研究，结果发现通过使用由下 述通式（I)表示的酰胺衍生物构成的有价金属萃取剂能够实现上述目的，从而完成了本发 明。 解决课题的方法 具体而言，本专利技术中提供如下技术方案。 (1)本专利技术是一种将有价成分和杂质从酸性溶液中分离的方法，其中，采用由下述 通式（I)表示的酰胺衍生物构成的有价金属萃取剂，对含有有价成分和杂质的酸性溶液进 行溶剂萃取，将有价成分和杂质从所述酸性溶液中分离，所述有价成分是选自镍、钴、钪中 的至少一种以上，所述杂质是选自锰、锌、铁、铝、钙、铬、镁、铜、铅、钠、镧、钕、钼、钒、锡、钨、 钐、铼、铊、铈、钛、镥中的一种以上， 式⑴中，R1和R2分别表示相同或相异的烷基，所述烷基是直链或支链。R 3表示 氢原子或烷基。R4表示氢原子、或作为氨基酸与a碳进行键合的除氨基以外的任意的基。 (2)另外，如本专利技术（1)所述的方法，其中，前述酰胺衍生物是甘氨酰胺衍生物、组 氨酰胺衍生物、赖氨酰胺衍生物、天冬氨酰胺衍生物和N-甲基甘氨酸衍生物中的任意一种 以上。 (3)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有镍和锌，在将 前述酸性溶液的pH调节为2. 0以上且4. 3以下范围的同时，对前述酸性溶液进行前述溶剂 萃取。 (4)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有镍和铁，当前 述铁为3价时，在将前述酸性溶液的pH调节为1. 0以上且3. 2以下的范围的同时，对前述 酸性溶液进行前述溶剂萃取；当前述铁为2价时，在将前述酸性溶液的pH调节为2. 0以上 且4. 5以下的范围的同时，对前述酸性溶液进行前述溶剂萃取。 (5)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有钴和铁，当前 述铁为3价时，在将前述酸性溶液的pH调节为1. 0以上且4. 0以下的范围的同时，对前述 酸性溶液进行前述溶剂萃取；当前述铁为2价时，在将前述酸性溶液的pH调节为2. 0以上 且4. 5以下的范围的同时，对前述酸性溶液进行前述溶剂萃取。 (6)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有镍和错，在将 前述酸性溶液的pH调节为2. 0以上且4. 5以下范围的同时，对前述酸性溶液进行前述溶剂 萃取。 (7)另外，如本专利技术（1)或（2)所述的方法，其中，前述酸性溶液含有镍和/或钴以 及钙，在将前述酸性溶液的pH调节为2. 0以上且4. 0以下范围的同时，对前述酸性溶液进 行前述溶剂萃取。 (8)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有钴和络，在将 前述酸性溶液的pH调节为2. 8以上且3. 5以下范围的同时，对前述酸性溶液进行前述溶剂 萃取。 (9)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有镍、钴和/或 钪以及钼，在将前述酸性溶液的pH调节为0以上且2以下范围的同时，对前述酸性溶液进 行前述溶剂萃取。 (10)另外，如本专利技术⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有钪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将有价成分和杂质从酸性溶液中分离的方法，其中，采用由下述通式(I)表示的酰胺衍生物构成的有价金属萃取剂，对含有有价成分和杂质的酸性溶液进行溶剂萃取，由此将所述有价成分和所述杂质从所述酸性溶液中分离，所述有价成分是选自镍、钴、钪中的至少一种以上，所述杂质是选自锰、锌、铁、铝、钙、铬、镁、铜、铅、钠、镧、钕、钼、钒、锡、钨、钐、铼、铊、铈、钛、镥中的一种以上，式(I)中，R1和R2分别表示相同或相异的烷基，烷基是直链或支链，R3表示氢原子或烷基，R4表示氢原子、或作为氨基酸与α碳进行键合的除氨基以外的任意的基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤雅宏，久保田富生子，马场雄三，尾崎佳智，早田二郎，桧垣达也，永仓俊彦，松本伸也，
申请(专利权)人：国立大学法人九州大学，住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP