一種攪拌萃取制備高純鈷溶液的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種攬拌萃取制備高純鉆溶液的方法，尤其涉及鉆鹽溶液在攬拌下的 溶劑萃取工藝，屬于金屬材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002] 高純鉆作為一種重要的高純金屬材料，在光電器件、磁傳感器、集成電路、先進電 子元件的祀材等方面獲得廣泛的應用。目前高純鉆的制備多采用萃取、離子交換、膜分離、 電解精煉、真空燒結、真空烙煉等濕、火法相結合的工藝。其中離子交換、萃取可W除去鉆溶 液中的大多數(shù)金屬雜質(zhì)，對溶液進行深度凈化，是高純鉆制備的關鍵工序。
[0003]Mas址itoUch化Oshi等用陰離子交換樹脂選擇性吸附分離化％Co2+,選擇性 淋洗雜質(zhì)方法得到高純CoClz,高純CoClz經(jīng)氨還原得到99. 9997 %的金屬鉆；美國專利 US6818119將CoS化溶液和CoClz溶液經(jīng)過離子交換、溶劑萃取、Fe(OH)3沉淀再結晶等方法 對鉆液進行凈化，電解得到高純的電解鉆。
[0004] 中國專利CN101302585采用電溶CoClz進行離子交換凈化處理，然后電解沉積、 電子束烙煉制備高純鉆錠。劉揚中等研究了添加配位劑氨基己酸，W取代傳統(tǒng)的樹脂轉型 方法進行萃取色層法凈化鉆溶液，考察了淋洗液抑、進料量、料液中Ni/Co等因素的影響， 找到了Ni,Co安全分離的范圍；周春山等采用轉型后的P204萃淋樹脂W抑為2. 5的氯己 酸-氯己酸鋼為淋洗液，實現(xiàn)了Co與化，Zn,Mn等的分離。
[0005] 萃取色層法和離子交換法對分離性質(zhì)相近的元素有較好的效果，但通常采用柱子 灌裝樹脂來萃取除雜，諸如柱長徑、支持體的粒徑、空隙率等等都會成為影響因素且柱內(nèi)pH 值較難控制致使效率低、柱子萃取容量比較低、萃取劑容易流失、壽命相對較短等缺陷，影 響了其大規(guī)模的工業(yè)應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述高純鉆制備工藝存在的缺陷，提供一種制備工藝簡 單、易操作、制備成本低，易于規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、純度高的攬拌萃取制備高純鉆溶液 的工藝，本工藝最終產(chǎn)品純度大于99. 999%。
[0007] 本發(fā)明的目的通過W下技術方案實施：
[0008] -種攬拌萃取制備高純鉆溶液的方法，包括W下步驟：
[0009] (1)將純水泉入高位萃取槽中，加入氯化鉆，配制成氯化鉆溶液；
[0010] (2)將P507萃取劑和礙化煤油分別泉入低位萃取槽并攬拌均勻，然后加入化OH溶 液攬拌皂化，得到皂化的有機萃取劑；
[0011] (3)打開高位萃取槽的攬拌，同時打開低位萃取槽的流量計，將低位萃取槽中的有 機萃取劑泉入高位萃取槽中，兩相攬拌混合，雜質(zhì)留在水相，鉆萃入有機相，得到含鉆的負 載有機相；靜置后打開高位萃取槽底部的放料閥口，將廢水放出，負載有機相留在高位萃取 槽中；
[0012] (4)開動高位萃取槽的攬拌，同時加入一定濃度的鹽酸溶液對負載有機相進行洗 涂，兩相攬拌混合，靜置，打開高位萃取槽底部的放料閥口，將廢液放出回收，富鉆有機相留 在高位萃取槽中；
[0013] (5)開動高位萃取槽的攬拌，同時加入一定濃度的鹽酸溶液對富鉆有機相進行反 萃，雜質(zhì)進入有機相，鉆反萃入水相，得到凈化的鉆鹽溶液，靜置，打開高位萃取槽底部的放 料閥口，使凈化的鉆鹽溶液流入低位萃取槽并加入大孔吸附樹脂，在攬拌狀態(tài)下深度凈化， 兩相攬拌混合凈化，得到深度凈化的鉆溶液；
[0014] (6)將深度凈化的鉆溶液放入離必機，離必過濾，得到高純的鉆溶液。
[0015] 將高純的鉆溶液加入蒸發(fā)器進行濃縮，濃縮后轉入電解槽電解沉積，得到陰極產(chǎn) 品電積鉆，電積鉆再經(jīng)真空烙煉得到高純鉆錠。
[0016] 上述方法中，步驟（1)所配制的氯化鉆溶液的鉆含量（含鉆濃度）為40~80g/L。
[0017]步驟（2)中，所述的P507萃取劑與礙化煤油的體積比為1: (4~5)，P507萃取劑 和礙化煤油與化OH溶液的體積比為；（25~35) : 1?；疧H溶液的濃度為11~13mol/L。
[0018] 步驟（3)中，所述的萃取劑泉入高位萃取槽的速度為10~20升/分，控制相比 (有機萃取劑；氯化鉆溶液的體積比）為（2~3) : 1，兩相攬拌混合的時間為10~20分鐘， 所述的靜置時間為30分鐘。
[001引步驟（4)中，洗涂負載有機相所使用的鹽酸溶液的濃度為2~3mol/L;負載有機 相與鹽酸溶液的體積比為（8~9) : 1，兩相攬拌混合時間為10~20分鐘，所述的靜置時間 為30分鐘。
[0020] 步驟巧）中，對富鉆有機相進行反萃（反萃鉆）所使用的鹽酸溶液濃度為1. 5~ 2mol/L;富鉆有機相與反萃鉆用鹽酸溶液的體積比為3:1，兩相攬拌混合時間為10~20分 鐘，所述的靜置時間為30分鐘。深度凈化時，所述的大孔吸附樹脂的粒徑為0. 2~0. 8mm， 大孔吸附樹脂，固液比（重量比）為1:巧~10)，兩相攬拌混合凈化時間10~20分鐘。
[0021] 步驟（5)中經(jīng)過反萃鉆后的P507有機萃取劑可進行再生處理，所述的再生處理為 用6mol/L的鹽酸溶液進行攬拌洗涂，然后用純水洗至中性。
[0022] 本發(fā)明中所述的攬拌速度為50~80轉/分。
[0023] 所述的濃縮工序采用的蒸發(fā)器為玻璃反應蓋；濃縮后鉆溶液濃度為含鉆150~ 180g/L。
[0024] 本發(fā)明得到的高純鉆錠，鉆的純度經(jīng)輝光放電質(zhì)譜分析純度大于99. 999%。
[00巧]本發(fā)明的攬拌萃取制備高純鉆溶液的工藝，包括W下工序；在高位萃取槽中配制 一定濃度的鉆溶液；在低位萃取槽中將礙化煤油和P507萃取劑按體積比（4~5) : 1加入槽 中攬拌均勻并加入氨氧化鋼溶液攬拌皂化后定量地用泉打入高位萃取槽中攬拌萃取，鉆溶 液中的鉆萃入有機相，得到負載有機相；打開高位萃取槽底部的放料閥口，將廢水放出，再 將一定濃度的鹽酸泉入高位萃取槽對負載有機相進行攬拌洗涂、反萃制備得到富鉆液；富 鉆液中加入大孔吸附樹脂深度凈化，制備出高純鉆溶液。將高純鉆液濃縮后，電解沉積，得 到的陰極電積鉆經(jīng)真空烙煉得到高純鉆錠，鉆的純度經(jīng)輝光放電質(zhì)譜分析70多種元素純 度大于99. 999%。
[0026] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0027] (1)本發(fā)明的P507溶劑萃取結合機械攬拌的瑞流、剪切力等強化反應，大大提高 了反應過程的強度，強化了萃取劑對鉆鹽溶液的凈化能力。
[0028] (2)縮短了工藝過程：無論是離子交換法還是萃取色層法凈化鉆液，都有較繁瑣 的萃淋樹脂或離子交換樹脂的制備、裝柱、洗柱等過程。本發(fā)明所使用的P507和礙化煤油 所構成的萃取分離體系工藝簡單，易于掌握。
[0029] (3)過程可控，節(jié)能減耗；采用有機玻璃槽作為工藝設備主體，整個反應過程清晰 可見，并且各工序相對獨立，有利于工藝條件的調(diào)控，降低了能耗和成本，易于規(guī)模生產(chǎn)。
[0030] 總之，本發(fā)明P507攬拌萃取工藝結合了液-液萃取的高選擇性和攬拌的瑞流、剪 切力等性能強化了反應過程，提高了對鉆溶液的凈化能力且該工藝簡單、易操作、成本低； 各個工序相對獨立，體系的靈活性高；化工材料消耗少、設備產(chǎn)能高，利于規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖。
【具體實施方式】
[0032] 如圖1所示，本發(fā)明攬拌萃取制備高純鉆溶液的方法，先由氯化鉆制備鉆鹽溶液， 經(jīng)P507攬拌萃取分離后，進行酸液洗涂、酸液反萃，得到富鉆溶液，再經(jīng)大孔吸附樹脂凈 化，得到高純鉆溶液，再經(jīng)濃縮、電積，得到高純電積鉆，然后經(jīng)過真空烙煉，得到高純鉆。其 中，有機相萃取劑、大孔吸附樹脂可W進行再生處理，洗涂液也可W進行另處理，繼續(xù)使用。
[0033] 本發(fā)明方法具體包括W下步驟：
[0034] (1)將純水泉入高位萃取槽中，加入氯化鉆原料，配制成鉆濃度為40~80g/L的鉆 溶液待用；
[0035] (2)將P507萃取劑和礙化煤油按一定體積比分別泉入低位萃取槽并攬拌均勻，然 后加入一定比例、一定濃度的化OH溶液攬拌皂化，配制有機萃取劑；
[0036]本發(fā)明所述的P507萃取劑與礙化煤油體積比1: (4~5)，（P507萃取劑+礙化煤 油）與化OH溶液的體積比為；（25~35) :1，化OH溶液的濃度為12mol/L。
[0037] 做打開高位萃取槽的攬拌，同時打開低位萃取槽的流量計，將低位萃取槽中的萃 取劑W10~20升/分的速度泉入高位萃取槽中，兩相攬拌混合10~20分鐘，雜質(zhì)留在水 相，鉆萃入有機相，得到含鉆的負載有機相；靜置30分鐘后打開高位萃取槽底部的放料閥 n，將廢水放出，負載有機相留在局位萃取槽中；
[0038] (4)開動高位萃取槽的攬拌，同時加入一定濃度的鹽酸對負載有機相進行洗涂，兩 相攬拌混合時間10~20分鐘，靜置30分鐘，打開高位萃取槽底部的放料閥口，將廢液放出 回收，富鉆有機相留在高位萃取槽中；本發(fā)明所述的洗涂負載有機相所使用的鹽酸濃度為 2~3mol/L ;
[0039] (5)開動高位萃取槽的攬拌，同時加入一定濃度的鹽酸對富鉆有機相進行反萃，攬 拌反萃10~20分鐘，雜質(zhì)進入有機相，鉆反萃入水相，得到凈化的鉆鹽溶液，靜置30分鐘， 打開高位萃取槽底部的放料閥口，使凈化的鉆鹽溶液流入另一個低位萃取槽并加入一定量 的大孔吸附樹脂在攬拌情況下深度凈化，兩相攬拌混合凈化時間10~20分鐘，制備高純鉆 溶液。
[0040] 反萃鉆所使用的鹽酸濃度為1. 5~2mol/L;大孔吸附樹脂的粒徑為0. 2~0. 8mm， 大孔吸附樹脂可采用市售的HTO系列吸附樹脂，液；固比為巧~10): 1。經(jīng)過反萃鉆后的P507有機萃取劑進行再生處理，再生處理為用6mol/L的鹽酸溶液進行攬拌洗涂，攬拌速度 為50~80轉/分。
[0041] (6)將凈化好的鉆溶液放入離必機，離必過濾，得到高純的鉆溶液。
[0042]將高純的鉆溶液加入蒸發(fā)器進行濃縮，蒸發(fā)器為玻璃反應蓋，濃縮鉆濃度為含鉆 150~180g/l，濃縮后轉入電解槽電解沉積，得到陰極產(chǎn)品電積鉆，電積鉆經(jīng)真空烙煉得到 高純鉆錠，鉆的純度經(jīng)輝光放電質(zhì)譜分析為99. 9998%。