一种搅拌萃取制备高纯钴溶液的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种揽拌萃取制备高纯钻溶液的方法，尤其涉及钻盐溶液在揽拌下的 溶剂萃取工艺，属于金属材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 高纯钻作为一种重要的高纯金属材料，在光电器件、磁传感器、集成电路、先进电 子元件的祀材等方面获得广泛的应用。目前高纯钻的制备多采用萃取、离子交换、膜分离、 电解精炼、真空烧结、真空烙炼等湿、火法相结合的工艺。其中离子交换、萃取可W除去钻溶 液中的大多数金属杂质，对溶液进行深度净化，是高纯钻制备的关键工序。
[0003]Mas址itoUch化Oshi等用阴离子交换树脂选择性吸附分离化％Co2+,选择性 淋洗杂质方法得到高纯CoClz,高纯CoClz经氨还原得到99. 9997 %的金属钻；美国专利 US6818119将CoS化溶液和CoClz溶液经过离子交换、溶剂萃取、Fe(OH)3沉淀再结晶等方法 对钻液进行净化，电解得到高纯的电解钻。
[0004] 中国专利CN101302585采用电溶CoClz进行离子交换净化处理，然后电解沉积、 电子束烙炼制备高纯钻锭。刘扬中等研究了添加配位剂氨基己酸，W取代传统的树脂转型 方法进行萃取色层法净化钻溶液，考察了淋洗液抑、进料量、料液中Ni/Co等因素的影响， 找到了Ni,Co安全分离的范围；周春山等采用转型后的P204萃淋树脂W抑为2. 5的氯己 酸-氯己酸钢为淋洗液，实现了Co与化，Zn,Mn等的分离。
[0005] 萃取色层法和离子交换法对分离性质相近的元素有较好的效果，但通常采用柱子 灌装树脂来萃取除杂，诸如柱长径、支持体的粒径、空隙率等等都会成为影响因素且柱内pH 值较难控制致使效率低、柱子萃取容量比较低、萃取剂容易流失、寿命相对较短等缺陷，影 响了其大规模的工业应用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述高纯钻制备工艺存在的缺陷，提供一种制备工艺简 单、易操作、制备成本低，易于规模生产，产品质量稳定、纯度高的揽拌萃取制备高纯钻溶液 的工艺，本工艺最终产品纯度大于99. 999%。
[0007] 本发明的目的通过W下技术方案实施：
[0008] -种揽拌萃取制备高纯钻溶液的方法，包括W下步骤：
[0009] (1)将纯水泉入高位萃取槽中，加入氯化钻，配制成氯化钻溶液；
[0010] (2)将P507萃取剂和礙化煤油分别泉入低位萃取槽并揽拌均匀，然后加入化OH溶 液揽拌皂化，得到皂化的有机萃取剂；
[0011] (3)打开高位萃取槽的揽拌，同时打开低位萃取槽的流量计，将低位萃取槽中的有 机萃取剂泉入高位萃取槽中，两相揽拌混合，杂质留在水相，钻萃入有机相，得到含钻的负 载有机相；静置后打开高位萃取槽底部的放料阀口，将废水放出，负载有机相留在高位萃取 槽中；
[0012] (4)开动高位萃取槽的揽拌，同时加入一定浓度的盐酸溶液对负载有机相进行洗 涂，两相揽拌混合，静置，打开高位萃取槽底部的放料阀口，将废液放出回收，富钻有机相留 在高位萃取槽中；
[0013] (5)开动高位萃取槽的揽拌，同时加入一定浓度的盐酸溶液对富钻有机相进行反 萃，杂质进入有机相，钻反萃入水相，得到净化的钻盐溶液，静置，打开高位萃取槽底部的放 料阀口，使净化的钻盐溶液流入低位萃取槽并加入大孔吸附树脂，在揽拌状态下深度净化， 两相揽拌混合净化，得到深度净化的钻溶液；
[0014] (6)将深度净化的钻溶液放入离必机，离必过滤，得到高纯的钻溶液。
[0015] 将高纯的钻溶液加入蒸发器进行浓缩，浓缩后转入电解槽电解沉积，得到阴极产 品电积钻，电积钻再经真空烙炼得到高纯钻锭。
[0016] 上述方法中，步骤（1)所配制的氯化钻溶液的钻含量（含钻浓度）为40~80g/L。
[0017]步骤（2)中，所述的P507萃取剂与礙化煤油的体积比为1: (4~5)，P507萃取剂 和礙化煤油与化OH溶液的体积比为；（25~35) : 1。化OH溶液的浓度为11~13mol/L。
[0018] 步骤（3)中，所述的萃取剂泉入高位萃取槽的速度为10~20升/分，控制相比 (有机萃取剂；氯化钻溶液的体积比）为（2~3) : 1，两相揽拌混合的时间为10~20分钟， 所述的静置时间为30分钟。
[001引步骤（4)中，洗涂负载有机相所使用的盐酸溶液的浓度为2~3mol/L;负载有机 相与盐酸溶液的体积比为（8~9) : 1，两相揽拌混合时间为10~20分钟，所述的静置时间 为30分钟。
[0020] 步骤巧）中，对富钻有机相进行反萃（反萃钻）所使用的盐酸溶液浓度为1. 5~ 2mol/L;富钻有机相与反萃钻用盐酸溶液的体积比为3:1，两相揽拌混合时间为10~20分 钟，所述的静置时间为30分钟。深度净化时，所述的大孔吸附树脂的粒径为0. 2~0. 8mm， 大孔吸附树脂，固液比（重量比）为1:巧~10)，两相揽拌混合净化时间10~20分钟。
[0021] 步骤（5)中经过反萃钻后的P507有机萃取剂可进行再生处理，所述的再生处理为 用6mol/L的盐酸溶液进行揽拌洗涂，然后用纯水洗至中性。
[0022] 本发明中所述的揽拌速度为50~80转/分。
[0023] 所述的浓缩工序采用的蒸发器为玻璃反应蓋；浓缩后钻溶液浓度为含钻150~ 180g/L。
[0024] 本发明得到的高纯钻锭，钻的纯度经辉光放电质谱分析纯度大于99. 999%。
[00巧]本发明的揽拌萃取制备高纯钻溶液的工艺，包括W下工序；在高位萃取槽中配制 一定浓度的钻溶液；在低位萃取槽中将礙化煤油和P507萃取剂按体积比（4~5) : 1加入槽 中揽拌均匀并加入氨氧化钢溶液揽拌皂化后定量地用泉打入高位萃取槽中揽拌萃取，钻溶 液中的钻萃入有机相，得到负载有机相；打开高位萃取槽底部的放料阀口，将废水放出，再 将一定浓度的盐酸泉入高位萃取槽对负载有机相进行揽拌洗涂、反萃制备得到富钻液；富 钻液中加入大孔吸附树脂深度净化，制备出高纯钻溶液。将高纯钻液浓缩后，电解沉积，得 到的阴极电积钻经真空烙炼得到高纯钻锭，钻的纯度经辉光放电质谱分析70多种元素纯 度大于99. 999%。
[0026] 本发明具有W下优点：
[0027] (1)本发明的P507溶剂萃取结合机械揽拌的瑞流、剪切力等强化反应，大大提高 了反应过程的强度，强化了萃取剂对钻盐溶液的净化能力。
[0028] (2)缩短了工艺过程：无论是离子交换法还是萃取色层法净化钻液，都有较繁琐 的萃淋树脂或离子交换树脂的制备、装柱、洗柱等过程。本发明所使用的P507和礙化煤油 所构成的萃取分离体系工艺简单，易于掌握。
[0029] (3)过程可控，节能减耗；采用有机玻璃槽作为工艺设备主体，整个反应过程清晰 可见，并且各工序相对独立，有利于工艺条件的调控，降低了能耗和成本，易于规模生产。
[0030] 总之，本发明P507揽拌萃取工艺结合了液-液萃取的高选择性和揽拌的瑞流、剪 切力等性能强化了反应过程，提高了对钻溶液的净化能力且该工艺简单、易操作、成本低； 各个工序相对独立，体系的灵活性高；化工材料消耗少、设备产能高，利于规模生产。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明的工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0032] 如图1所示，本发明揽拌萃取制备高纯钻溶液的方法，先由氯化钻制备钻盐溶液， 经P507揽拌萃取分离后，进行酸液洗涂、酸液反萃，得到富钻溶液，再经大孔吸附树脂净 化，得到高纯钻溶液，再经浓缩、电积，得到高纯电积钻，然后经过真空烙炼，得到高纯钻。其 中，有机相萃取剂、大孔吸附树脂可W进行再生处理，洗涂液也可W进行另处理，继续使用。
[0033] 本发明方法具体包括W下步骤：
[0034] (1)将纯水泉入高位萃取槽中，加入氯化钻原料，配制成钻浓度为40~80g/L的钻 溶液待用；
[0035] (2)将P507萃取剂和礙化煤油按一定体积比分别泉入低位萃取槽并揽拌均匀，然 后加入一定比例、一定浓度的化OH溶液揽拌皂化，配制有机萃取剂；
[0036]本发明所述的P507萃取剂与礙化煤油体积比1: (4~5)，（P507萃取剂+礙化煤 油）与化OH溶液的体积比为；（25~35) :1，化OH溶液的浓度为12mol/L。
[0037] 做打开高位萃取槽的揽拌，同时打开低位萃取槽的流量计，将低位萃取槽中的萃 取剂W10~20升/分的速度泉入高位萃取槽中，两相揽拌混合10~20分钟，杂质留在水 相，钻萃入有机相，得到含钻的负载有机相；静置30分钟后打开高位萃取槽底部的放料阀 n，将废水放出，负载有机相留在局位萃取槽中；
[0038] (4)开动高位萃取槽的揽拌，同时加入一定浓度的盐酸对负载有机相进行洗涂，两 相揽拌混合时间10~20分钟，静置30分钟，打开高位萃取槽底部的放料阀口，将废液放出 回收，富钻有机相留在高位萃取槽中；本发明所述的洗涂负载有机相所使用的盐酸浓度为 2~3mol/L ;
[0039] (5)开动高位萃取槽的揽拌，同时加入一定浓度的盐酸对富钻有机相进行反萃，揽 拌反萃10~20分钟，杂质进入有机相，钻反萃入水相，得到净化的钻盐溶液，静置30分钟， 打开高位萃取槽底部的放料阀口，使净化的钻盐溶液流入另一个低位萃取槽并加入一定量 的大孔吸附树脂在揽拌情况下深度净化，两相揽拌混合净化时间10~20分钟，制备高纯钻 溶液。
[0040] 反萃钻所使用的盐酸浓度为1. 5~2mol/L;大孔吸附树脂的粒径为0. 2~0. 8mm， 大孔吸附树脂可采用市售的HTO系列吸附树脂，液；固比为巧~10): 1。经过反萃钻后的P507有机萃取剂进行再生处理，再生处理为用6mol/L的盐酸溶液进行揽拌洗涂，揽拌速度 为50~80转/分。
[0041] (6)将净化好的钻溶液放入离必机，离必过滤，得到高纯的钻溶液。
[0042]将高纯的钻溶液加入蒸发器进行浓缩，蒸发器为玻璃反应蓋，浓缩钻浓度为含钻 150~180g/l，浓缩后转入电解槽电解沉积，得到阴极产品电积钻，电积钻经真空烙炼得到 高纯钻锭，钻的纯度经辉光放电质谱分析为99. 9998%。