一种铜和锰的分离方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种铜和锰的分离方法及其应用，所述方法包括如下步骤：(1)对铜锰料液进行第一萃取，得到第一有机相和第一水相；其中，所述第一萃取中使用的萃取剂A包括羧酸类萃取剂中的1种或至少2种的组合；(2)将步骤(1)得到的第一有机相依次进行洗涤和反萃，得到含铜溶液；(3)将步骤(1)得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和第二水相；所述第二有机相经依次进行的洗涤和反萃得到富锰溶液。通过本发明专利技术提供的方法，将铜和锰两种有价金属有效分离提取，操作简单，同时，羧酸类萃取剂对Cu和Mn提取率均大于99.5％，硫酸反萃率大于99.5％。

【技术实现步骤摘要】
一种铜和锰的分离方法及其应用
本专利技术涉及湿法冶金领域，具体涉及一种铜和锰的分离方法及其应用。
技术介绍
目前，在钴的湿法冶金生产中，钴原料中的杂质离子在P204除杂工序中被除去，形成含大量铜锰钙等杂质金属的氯化物溶液，这些溶液常采用碳酸钠沉淀形成铜锰钙碳酸盐，其中铜和锰含量最多，且价值高。一个大型的钴冶炼厂每年产生的这种碳酸盐渣达数千吨以致上万吨，其中有价金属的价值达数千万。溶剂萃取技术是从溶液中分离提取各种金属的有效技术，它具有分离效率高、工艺和设备简单、操作连续化、易于实现自动控制等优点。一直以来被众多研究者持续关注并不断发展。目前，关于铜锰分离的相关工艺有很多，但存在分离方法复杂、铜锰分离效果不佳、成本高等问题。例如，中国专利(公开号CN105274352A)采用向碳酸铜锰渣中加入硫酸形成硫酸盐溶液，除去硫酸钙沉淀，然后用酮肟或醛肟等萃铜试剂将铜以硫酸铜的形式分离出来，再调整除铜后的溶液pH值，加入活泼金属粉末将钴还原为钴粉分离出去，得到含锰滤液，往所述滤液中加入碳酸钠，使锰沉淀下来获得锰碳酸盐；中国专利(CN102888513A)通过硫酸盐沉淀钙，碳酸盐和硫化物析出铜钴锌混合物，获得氯化锰结晶浓缩，再采用无机酸溶解铜钴锌混合物，并加还原剂还原铜，调节溶液pH使固态硫化锌、硫化钴与溶液中Cu+发生转化反应，再通过加入过量的硫化物使未参与反应的铜全部生成硫化亚铜沉淀除去，最后调节钴锌液pH并加入氯化钠或通入氯气，将钴氧化为氢氧化钴分离出去。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种铜和锰的分离方法及其应用，将料液中的铜和锰有效分离开来，操作简单，此外，采用的羧酸类萃取剂水溶性低，稳定性高，降低工艺成本。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种铜和锰的分离方法及其应用，所述方法包括如下步骤：(1)对铜锰料液进行第一萃取，得到第一有机相和第一水相；其中，所述第一萃取中使用的萃取剂A包括羧酸类萃取剂中的1种或至少2种的组合；所述羧酸类萃取剂结构通式如下：其中，R1和R2独立地为C3～C9直链或支链烷基；所述第一萃取中萃取剂A与铜锰料液的体积比为(0.1-10):1；所述第一萃取中所用的萃取剂A使用前进行皂化；所述第一水相的pH为3-4.5；(2)将步骤(1)得到的第一有机相依次进行洗涤和反萃，得到含铜溶液；(3)将步骤(1)得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和第二水相；所述第二有机相经依次进行的洗涤和反萃得到富锰溶液。通过本专利技术提供的方法，将铜锰两种有价金属分离提取，操作简单，同时，羧酸类萃取剂对Cu和Mn提取率均大于99.5％，硫酸反萃率大于99.5％。本专利技术中，所述第一萃取中萃取剂A与铜锰料液的体积比为(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述第一水相的pH为3-4.5，例如可以是3、3.3、3.5、3.8、4、4.1、4.2、4.3、4.4或4.5等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述铜锰料液中的金属元素包括：Cu、Mn、Ca、Fe、Al、Co及Zn。优选地，所述铜锰料液中Al的浓度≤1g/L，例如可以是1g/L、0.8g/L、0.6g/L、0.4g/L或0.2g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述第一萃取中萃取剂A的体积分数为5-30％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述第一萃为多级逆流萃取。优选地，所述多级逆流萃取的级数为2-30级，例如可以是2、5、10、15、20、25或30等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述第一萃取中的搅拌速度为100-250r/min，例如可以是100r/min、150r/min、200r/min或250r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述第一萃取的时间为5-30min，例如可以是5min、10min、15min、20min、25min或30min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述皂化采用6-14mol/L的碱液进行，例如可以是6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L、11mol/L、12mol/L、13mol/L或14mol/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述洗涤为多级逆流洗涤。优选地，步骤(2)所述洗涤的级数为2-10级，例如可以是2、3、4、5、6、7、8、9或10等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述洗涤为采用酸液进行洗涤。优选地，步骤(2)所述反萃为采用酸液进行反萃。本专利技术中，第一有机相的洗涤和反萃中有机相和水相的体积比为(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述第二萃取中所用的萃取剂B包括磷型萃取剂和/或羧酸类萃取剂。本专利技术中，所述磷型萃取剂包括C272等。优选地，所述羧酸类萃取剂结构通式如下：其中，R1和R2独立地为C3～C9直链或支链烷基。优选地，所述萃取剂B中的羧酸类萃取剂包括1种羧酸或至少2种羧酸的混合物。优选地，所述萃取剂B的体积分数为5-30％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述第二萃取中萃取剂B与第一水相的体积比为(0.1-10):1，例如可以是0.1:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(3)所述第二萃取为多级逆流萃取。优选地，所述多级逆流萃取的级数为2-30级，例如可以是5、10、15、20、25或30等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(3)所述第二萃取中的搅拌速度为100-250r/min，例如可以是100r/min、150r/min、200r/min或250r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜和锰的分离方法及其应用，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)对铜锰料液进行第一萃取，得到第一有机相和第一水相；其中，所述第一萃取中使用的萃取剂A包括羧酸类萃取剂中的1种或至少2种的组合；所述羧酸类萃取剂结构通式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种铜和锰的分离方法及其应用，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)对铜锰料液进行第一萃取，得到第一有机相和第一水相；其中，所述第一萃取中使用的萃取剂A包括羧酸类萃取剂中的1种或至少2种的组合；所述羧酸类萃取剂结构通式如下：



其中，R1和R2独立地为C3～C9直链或支链烷基；所述第一萃取中萃取剂A与铜锰料液的体积比为(0.1-10):1；所述第一萃取中所用的萃取剂A使用前进行皂化；所述第一水相的pH为3-4.5；
(2)将步骤(1)得到的第一有机相依次进行洗涤和反萃，得到含铜溶液；
(3)将步骤(1)得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和第二水相；所述第二有机相经依次进行的洗涤和反萃得到富锰溶液。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铜锰料液中的金属元素包括：Cu、Mn、Ca、Fe、Al、Co及Zn；
优选地，所述铜锰料液中Al的浓度≤1g/L。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一萃取中萃取剂A的体积分数为5-30％；
优选地，步骤(1)所述第一萃取为多级逆流萃取；
优选地，所述多级逆流萃取的萃取级数为2-20级；
优选地，步骤(1)所述第一萃取中的搅拌速度为100-250r/min；
优选地，步骤(1)所述第一萃取的时间为5-30min。


4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述皂化采用6-14mol/L的碱液进行。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤为多级逆流洗涤；
优选地，步骤(2)所述洗涤的级数为2-10级；
优选地，步骤(2)所述洗涤为采用酸液进行洗涤；
优选地，步骤(2)所述反萃为采用酸液进行反萃。


6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述第二萃取中所用的萃取剂B包括包括磷型萃取剂和/或羧酸类萃取剂；
优选地，所述羧酸类萃取剂结构通式如下：



其中，R1和R2独立地为C3～C9直链或支链烷基；
优选地，所述萃取剂B中的羧酸类萃取剂包括1种羧酸或至少2种羧酸的混合物；
优选地，所述萃取剂B的体积分数为5-30％。


7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述第二萃取中萃取剂B与第一水相的体积比为(0.1-10):1；
优选地，步骤(3)所述第二萃取为多级逆流萃取；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：北京博萃循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11