一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法技术

本发明专利技术公开一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法，属于制备高纯氯化钴的技术领域。以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，二(2,4,4‑三甲基戊基)膦酸(简称C272)为萃取剂，由分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe、分馏萃取分离NiCaMg/Co和分馏萃取分离Co/CuAlFe组成。分馏萃取分离NiCaMg/Co与分馏萃取分离Co/CuAlFe串联，分馏萃取分离NiCaMg/Co的出口有机相负载钴的有机相作为分馏萃取分离Co/CuAlFe的萃取有机相，分馏萃取分离Co/CuAlFe的出口水相6N级氯化钴作为分馏萃取分离NiCaMg/Co的洗涤剂。顺利实现钴与镍、钙、镁、铜、铝、铁等金属元素的分离，直接制备6N级氯化钴。钴的收率高达94％～96％。本发明专利技术具有分离产品氯化钴的纯度高、钴的收率高、试剂消耗少、工艺流程短、生产成本低等优点。

A method for preparing 6N grade cobalt chloride by C272 fractionation extraction

The invention discloses a method for preparing 6N grade cobalt chloride by C272 fractionation extraction, which belongs to the technical field of preparing high-purity cobalt chloride. From 2N to 3N industrial grade cobalt chloride solution as the liquid material, two (2,4,4 three amyl methyl phosphonic acid) (C272) as extractant, extraction, fractionation fractionation by NiCaMgCo/CoCuAlFe extraction and separation of NiCaMg/Co and Co/CuAlFe extraction fractionation. The fractional extraction separation of NiCaMg/Co and Co/CuAlFe series extraction fractionation, fractionation extraction separation NiCaMg/Co export of organic phase supported cobalt organic phase fractionation as extraction and separation of Co/CuAlFe organic phase, the export of aqueous 6N grade cobalt chloride extraction fractionation Co/CuAlFe as fractionation extraction and separation of NiCaMg/Co detergent. The separation of cobalt and nickel, calcium, magnesium, copper, aluminum, iron and other metal elements was successfully realized, and 6N grade cobalt chloride was prepared directly. The yield of cobalt is up to 94% - 96%. The present invention has the advantages of high purity of cobalt chloride, high yield of cobalt, less reagent consumption, short process flow and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法
本专利技术涉及一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法，具体涉及以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，C272为萃取剂，分馏萃取实现钴与镍、钙、镁、铜、铝、铁等金属元素的分离，直接制备6N级氯化钴方法。本专利技术属于制备高纯氯化钴的

技术介绍
5N～6N级钴在高性能电子元件等领域有重要用途。6N级氯化钴是制备高纯钴材料的基础化学物质。2006年，罗岁斌(稀有金属快报，2006年，25卷第12期，第8页～13页)等人认为：“制备5N以上的高纯钴合理的工艺流程为：首先采用离子交换或萃取色层法除去钴盐溶液中的镍、铜、铁、锌等杂质，然后采用电解进一步除去Ni、Fe、K、U、Th等杂质得到高纯金属钴，最后采用区域熔炼除去其中的碱金属和蒸气压较大的杂质，得到晶型完整的高纯钴产品。”2010年，申请号为201010133634.6的中国专利提出制备4N～6N金属钴的工艺如下：1)离子交换和活性炭吸附净化除去钴盐水溶液中的杂质；2)电解沉积钴，与部分杂质分离；3)真空脱气和真空熔炼进一步纯化金属钴。2015年，申请号为201510196037.0的中国专利提出“螯合型离子交换树脂深度净化除去镍”制备镍小于1ppm的5N级氯化钴。2015年，申请号为201510566770.7采用阳离子交换树脂分离除去原料中的镍而制备5N5级氯化钴。不难看出，现有制备5N级氯化钴的方法主要是离子交换法，而制备6N级氯化钴的方法鲜见报道。与溶剂萃取法相比较，离子交换法存在处理量较小、净化成本高等缺点。目前尚未建立以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液制备6N级氯化钴的溶剂萃取方法。就制备6N级氯化钴而言，技术难点在于分离除去钴原料中的镍、钙、镁、铜、铝、铁六种金属杂质元素。本专利技术针对现有技术所存在的关键技术问题，建立了一种分离净化工业氯化钴溶液中镍、钙、镁、铜、铝、铁等杂质的方法，直接制备6N级氯化钴。
技术实现思路
本专利技术一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法针对现有制备5N级氯化钴的诸多缺点，提供一种直接从2N～3N工业级氯化钴水溶液中制备6N级氯化钴的方法。本专利技术以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(简称C272)为萃取剂，由分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe、分馏萃取分离NiCaMg/Co和分馏萃取分离Co/CuAlFe组成；分馏萃取分离NiCaMg/Co与分馏萃取分离Co/CuAlFe串联，分馏萃取分离NiCaMg/Co的出口有机相负载钴的有机相作为分馏萃取分离Co/CuAlFe的萃取有机相，分馏萃取分离Co/CuAlFe的出口水相6N级氯化钴作为分馏萃取分离NiCaMg/Co的洗涤剂；从而实现镍与钴、镁、钙、钠等金属元素的分离，直接制备6N级氯化钴方法。技术方案具体如下：1)分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe以镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取有机相，2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，3.0mol/LHCl为洗涤酸。镍钙镁钴皂化C272有机相从第1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，2N～3N工业级氯化钴水溶液从进料级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，3.0mol/LHCl洗涤酸从最后1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系。NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的萃取段实现NiCaMgCo/CuAlFe分离，洗涤段实现NiCaMg/CoCuAlFe分离。从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液，用作分馏萃取分离NiCaMg/Co的料液。从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CoCuAlFe有机相，用作分馏萃取分离Co/CuAlFe的料液。所述的镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液，萃取剂C272浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液进行镍钙镁钴皂化，皂化率为30％～40％。所述的2N～3N工业级氯化钴水溶液为含有氯化钴的水溶液，其组成为：Co100.0g/L～120.0g/L，Ni0.01g/L～0.05g/L，Ca0.02g/L～0.15g/L，Mg0.02g/L～0.18g/L，Cu0.02g/L～0.15g/L，Al0.01g/L～0.08g/L，Fe0.01g/L～0.06g/L，pH＝3.0～4.0。2)分馏萃取分离NiCaMg/Co以镍钙镁皂化C272有机相为萃取有机相，NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液为料液，分馏萃取分离Co/CuAlFe第1级出口水相获得6N级氯化钴CoCl2的水溶液为洗涤剂。镍钙镁皂化C272有机相从第1级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系，料液CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液从进料级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系，6N级氯化钴CoCl2洗涤剂从最后1级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系。从NiCaMg/Co分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液，用于回收镍和镁。从NiCaMg/Co分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得钴皂化C272有机相(即负载钴的C272有机相)，用作分馏萃取分离Co/CuAlFe的萃取有机相。所述的镍钙镁皂化C272有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液，萃取剂C272浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NiCaMg/Co分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液进行镍钙镁皂化，皂化率为30％～40％。3)分馏萃取分离Co/CuAlFe以NiCaMg/Co分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得的钴皂化C272有机相为萃取有机相，从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CoCuAlFe有机相为料液，3.0mol/LHCl为洗涤酸。钴皂化C272有机相从第1级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系，料液负载CoCuAlFe有机相从进料级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系，3.0mol/LHCl洗涤酸从最后1级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系。从Co/CuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化钴CoCl2的水溶液，浓缩结晶获得氯化钴。从Co/CuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CuAlFe有机相，以3.0mol/LHCl为反萃酸9级逆流反萃，反萃出口水相为含有铜、铝和铁的混合氯化物水溶液，用于回收铜和铝；经过反萃之后，有机相再生为C272磺化煤油溶液，返回皂化段，形成工艺循环。所述的6N级氯化钴CoCl2的水溶液，其组成为：Co87.86g/L～88.36g/L，Ni0.0000010g/L～0.0000019g/L，Ca0.0000017g/L～0.000本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法，其特征在于：以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，C272为萃取剂；由分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe、分馏萃取分离NiCaMg/Co和分馏萃取分离Co/CuAlFe组成；分馏萃取分离NiCaMg/Co与分馏萃取分离Co/CuAlFe串联；方法具体如下：1)分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe以镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取有机相，2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，3.0mol/L HCl为洗涤酸；镍钙镁钴皂化C272有机相从第1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，2N～3N工业级氯化钴水溶液从进料级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，3.0mol/L HCl洗涤酸从最后1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系；NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的萃取段实现NiCaMgCo/CuAlFe分离，洗涤段实现NiCaMg/CoCuAlFe分离；从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液，用作分馏萃取分离NiCaMg/Co的料液；从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CoCuAlFe有机相，用作分馏萃取分离Co/CuAlFe的料液；所述的镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液，萃取剂C272浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液进行镍钙镁钴皂化，皂化率为30％～40％；所述的2N～3N工业级氯化钴水溶液为含有氯化钴的水溶液，其组成为：Co 100.0g/L～120.0g/L，Ni 0.01g/L～0.05g/L，Ca 0.02g/L～0.15g/L，Mg 0.02g/L～0.18g/L，Cu 0.02g/L～0.15g/L，Al 0.01g/L～0.08g/L，Fe 0.01g/L～0.06g/L，pH＝3.0～4.0；2)分馏萃取分离NiCaMg/Co以镍钙镁皂化C272有机相为萃取有机相，NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液为料液，分馏萃取分离Co/CuAlFe第1级出口水相获得6N级氯化钴CoCl2的水溶液为洗涤剂；镍钙镁皂化C272有机相从第1级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系，料液CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液从进料级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系，6N级氯化钴CoCl2洗涤剂从最后1级进入NiCaMg/Co分馏萃取体系；从NiCaMg/Co分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液；从NiCaMg/Co分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得钴皂化C272有机相，用作分馏萃取分离Co/CuAlFe的萃取有机相；所述的镍钙镁皂化C272有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液，萃取剂C272浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NiCaMg/Co分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液进行镍钙镁皂化，皂化率为30％～40％；3)分馏萃取分离Co/CuAlFe以NiCaMg/Co分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得的钴皂化C272有机相为萃取有机相，从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CoCuAlFe有机相为料液，3.0mol/L HCl为洗涤酸；钴皂化C272有机相从第1级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系，料液负载CoCuAlFe有机相从进料级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系，3.0mol/L HCl洗涤酸从最后1级进入Co/CuAlFe分馏萃取体系；从Co/CuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化钴CoCl2的水溶液，浓缩结晶获得氯化钴；从Co/CuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CuAlFe有机相，以3.0mol/L HCl为反萃酸9级逆流反萃，反萃出口水相为含有铜、铝和铁的混合氯化物水溶液；经过反萃之后，有机相再生为C272磺化煤油溶液，返回皂化段，形成工艺循环；所述的6N级氯化钴CoCl2的水溶液，其组成为：Co 87.86g/L～88.36g/L，Ni 0.0000010g/L～0.0000019g/L，Ca 0.0000017g/L～0.0000058g/L，Mg 0.0000026g/L～0.000012g/L，Cu 0.00000...

【技术特征摘要】
1.本发明一种C272分馏萃取制备6N级氯化钴的方法，其特征在于：以2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，C272为萃取剂；由分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe、分馏萃取分离NiCaMg/Co和分馏萃取分离Co/CuAlFe组成；分馏萃取分离NiCaMg/Co与分馏萃取分离Co/CuAlFe串联；方法具体如下：1)分馏萃取分离NiCaMgCo/CoCuAlFe以镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取有机相，2N～3N工业级氯化钴水溶液为料液，3.0mol/LHCl为洗涤酸；镍钙镁钴皂化C272有机相从第1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，2N～3N工业级氯化钴水溶液从进料级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系，3.0mol/LHCl洗涤酸从最后1级进入NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系；NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的萃取段实现NiCaMgCo/CuAlFe分离，洗涤段实现NiCaMg/CoCuAlFe分离；从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液，用作分馏萃取分离NiCaMg/Co的料液；从NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载CoCuAlFe有机相，用作分馏萃取分离Co/CuAlFe的料液；所述的镍钙镁钴皂化C272有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液，萃取剂C272浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液进行镍钙镁钴皂化，皂化率为30％～40％；所述的2N～3N工业级氯化钴水溶液为含有氯化钴的水溶液，其组成为：Co100.0g/L～120.0g/L，Ni0.01g/L～0.05g/L，Ca0.02g/L～0.15g/L，Mg0.02g/L～0.18g/L，Cu0.02g/L～0.15g/L，Al0.01g/L～0.08g/L，Fe0.01g/L～0.06g/L，pH＝3.0～4.0；2)分馏萃取分离NiCaMg/Co以镍钙镁皂化C272有机相为萃取有机相，NiCaMgCo/CoCuAlFe分馏萃取体系的第1级出口水相获得CoCl2、NiCl2、CaCl2和MgCl2混合物水溶液为料液，分馏萃取分离C...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟学明，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36