1.本发明属于湿法冶金分离提取钴技术领域，具体涉及一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法。
背景技术：
2.钴是国民经济和国防建设不可缺少的重要原料之一，也是高、精、尖技术的支撑材料，其广泛应用于航天、航空、电子、电池、陶瓷及磁性合金等高科技领域中，并且应用范围日益扩大，消耗也越来越多。目前世界钴的年消费量约为31000t。据预测，以目前的消耗速度，原生钴资源可供使用的年限不到67年。我国钴资源有限，但钴消费量增长迅速，特别是锂离子二次电池行业，钴消费量近几年增长了30％，预计未来的10年中，该行业钴的消耗年增长速度将保持在10％以上。我国钴矿多数伴生于黄铁矿、磁黄铁矿、铜矿和镍矿中，因而主要是从选别其它金属的副产品中回收，品位很低。
3.对于这些低品位矿钴的提取主要采取湿法冶金的工艺，首先对原矿预处理、然后通过浸出过程将钴转浸到溶液中。浸出过程常采用的浸出剂为硫酸溶液，因此很多关于钴提取的研究都是基于硫酸型浸出液展开的。在提取钴的工艺中，钴、镍分离是一个十分重要的环节。因为钴、镍位于元素周期表相邻位置，物理性质和化学性质相近，直接通过化学沉淀的方法分离比较困难。
技术实现要素：
4.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法，具体是选择合适的络合剂将钴、镍溶液中的钴络合，造成溶液中钴、镍离子形成电荷差异，有利于选择性萃取。选择合适的微乳液体系，将其与镍、钴溶液按一定相比混合震荡一定时间，静置分相，实现钴、镍分离。负载钴微乳相反萃，从而实现钴的富集。
5.本发明以季铵盐为萃取剂配置微乳液体系，以硫氰酸盐为络合剂添加到钴、镍溶液，使得钴以(co(scn)4)
2-的形式存在，实现了溶液中钴与镍离子电荷差异，为阳离子型微乳液分离钴、镍奠定了基础。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于微乳液分离钴、镍的方法，包括如下步骤：
7.(1)以硫氰酸盐为络合剂添加到待分离钴、镍溶液中，使溶液中的钴离子络合形成(co(scn)4)
2-；
8.(2)配制微乳液：所述微乳液中包括季铵盐溶液、中等碳链醇溶液、油相、钠盐溶液和碱溶液；
9.(3)将步骤(1)所得溶液于步骤(2)所述微乳液中萃取，分离含有钴的水相和负载微乳相；
10.(4)将负载微乳相用碳酸铵和氨水反萃取，分离富集钴的水相和微乳相；
11.(5)步骤(4)所述微乳相复型得到复型后的微乳液，循环用于萃取。
12.进一步地，步骤(1)所述钴、镍溶液调ph至1～6后，加入硫氰酸盐；所述钴离子与硫氰酸盐中硫氰酸根离子的摩尔比1:4～20。
13.进一步地，所述硫氰酸盐包括硫氰酸钠或硫氰酸铵。
14.进一步地，所述季铵盐溶液包括三辛基甲基氯化铵、三壬基甲基氯化铵、三-十烷基甲基氯化铵、三-十二烷基甲基氯化铵、三-十四烷基甲基氯化铵、三-十六烷基甲基氯化铵、三-十八烷基甲基氯化铵中的一种，所述季铵盐在微乳液中的质量浓度为1％～40％；
15.所述中等碳链醇溶液包括正丁醇、异戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的一种，所述中等碳链醇在微乳液中的质量浓度为5％～35％；
16.所述油相包括煤油或正庚烷，所述油相在微乳液中的质量浓度为25％～94％；
17.所述钠盐溶液包括nacl，所述钠盐在微乳液中的浓度为0.1～2m；
18.所述碱溶液包括naoh，所述碱在微乳液中的浓度为0.1～2m。
19.进一步地，步骤(2)所述微乳液的制备方法包括：季铵盐溶液、中等碳链醇溶液、油相、钠盐溶液和碱溶液混合震荡后，静置分层，上相即为微乳液。
20.进一步地，所述微乳液与所述步骤(1)所得溶液的体积比为1:1-20。
21.进一步地，步骤(3)所述萃取的震荡时间为1～10min，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
22.进一步地，取步骤(3)中的下层水相测定钴、镍浓度，计算各自萃取率，分离系数。
23.进一步地，步骤(4)所述碳酸铵的浓度为1～5m，氨水的浓度为1～6m。
24.进一步地，负载微乳相与碳酸铵和氨水的混合溶液的相比为10～1:1。
25.进一步地，反萃取震荡后静置分层，检测下层水相钴、镍浓度，计算钴的反萃率。
26.进一步地，步骤(5)所述微乳相复型采用的复型剂为naoh和nacl的混合溶液，所述naoh和nacl的浓度均为0.1～2.0m，复型相比o/a＝1:1～2，复型时间5～10min。
27.进一步地，所述待分离钴、镍溶液包括硫钴精矿硫酸型浸出液。
28.本发明与现有技术相比具有以下优点：
29.1.与常规磷酸酯类萃取剂(p507或p204)相比，该微乳液体系对钴的选择性更高，钴、镍分离更加彻底。溶液中的co
2+
离子经硫氰酸根络合变成(co(scn)4)
2-阴离子，与溶液中的ni
2+
离子形成电荷差异，而本发明中的萃取剂季铵盐为阳离子型萃取剂，通过静电吸附作用可以选择性萃取(co(scn)4)
2-阴离子。
30.2.微乳液属于稳定的热力学体系，在萃取的过程中不易产生第三相和乳化现象，减少有机相的损失；萃取之后，两相分相容易且快速，有利于提高实际生产效率。
31.3.微乳液萃取相比传统的溶剂萃取，由于微乳液内部分散着无数的纳米级水球，比表面积明显增大，其反应速度更快，对于实际工业生产，提高了生产效率；同时，分散的纳米水球也增大了微乳液的萃取饱和容量，相同质量的有机相，相比传统的溶剂萃取微乳液可以萃取更多的钴元素。
具体实施方式
32.下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
33.实施例1
34.一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法，包括如下步骤：
35.1.配置钴、镍均为1.0g
·
l-1
模拟溶液，调节其ph为4，按钴与硫氰酸根摩尔比1:8添加硫氰酸铵，使得溶液中的钴离子络合成(co(scn)4)
2-离子。
36.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷以及naoh和nacl的混合溶液混合震荡，静置分层，上相即为微乳液。制得的所述的微乳液中：
37.三辛基甲基氯化铵的浓度为：5％(w/w)
38.异戊醇的浓度为：20％(w/w)
39.正庚烷的浓度为：75％(w/w)
40.naoh的浓度为：0.5m
41.nacl的浓度为：0.5m。
42.3.将步骤2中的微乳液与步骤1中得到的溶液按照体积比1:1混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
43.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率99.1％，镍萃取率2.1％；钴镍分离系数5133。
44.5.取步骤3中的上层负载微乳相，以1m碳酸铵和1m氨水的混合溶液为反萃剂，两者按相比2:1混合震荡，静置分层，检测下层水相钴、镍浓度。反萃液中钴浓度为1.96g
·
l-1
，镍浓度为0.005g
·
l-1
，钴反萃率为99.1％。
45.6.将步骤5反萃后的有机相进行复型，选择0.5m naoh和0.5m nacl的混合溶液为复型液，复型相比o/a＝1:1，复型时间5min。复型后的微乳液重新用于萃取，萃取率为99.1％，与新制微乳液效果无显著差异。
46.对比例1
47.1.配置钴、镍均为1.0g
·
l-1
模拟溶液，调节其ph为4，按钴与硫氰酸根摩尔比1:8添加硫氰酸铵，使得溶液中的钴离子络合成(co(scn)4)
2-离子。
48.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷混合均匀，获取混合有机相。制得的有机相中：
49.三辛基甲基氯化铵的浓度为：5％(w/w)
50.异戊醇的浓度为：20％(w/w)
51.正庚烷的浓度为：75％(w/w)
52.3.将步骤2中的有机相与步骤1中得到的溶液按照体积比1:1混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载有机相，下相为水相，将负载有机相和水相分离。
53.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率93.4％，镍萃取率2.0％；钴镍分离系数693。
54.5.取步骤3中的上层负载有机相，以1m碳酸铵和1m氨水的混合溶液为反萃剂，两者按相比2:1混合震荡，静置分层，检测下层水相钴、镍浓度。反萃液中钴浓度为1.85g
·
l-1
，镍浓度为0.004g
·
l-1
，钴反萃率为99.0％。
55.对比例2
56.1.配置钴、镍均为1.0g
·
l-1
模拟溶液，调节其ph为4。
57.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷以及naoh和nacl的混合溶液混合震荡，静置分层，上相即为微乳液。制得的所述的微乳液中：
58.三辛基甲基氯化铵的浓度为：5％(w/w)
59.异戊醇的浓度为：20％(w/w)
60.正庚烷的浓度为：75％(w/w)
61.naoh的浓度为：0.5m
62.nacl的浓度为：0.5m。
63.3.将步骤2中的微乳液与步骤1中得到的溶液按照体积比1:1混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
64.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率3.2％，镍萃取率2.1％，钴镍分离系数1.54。
65.实施例2
66.一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法，包括如下步骤：
67.1.配置钴、镍均为1.0g
·
l-1
模拟溶液，调节其ph为3，按钴与硫氰酸根摩尔比1:10添加硫氰酸铵，使得溶液中的钴离子络合成(co(scn)4)
2-离子。
68.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷以及naoh和nacl的混合溶液混合震荡，静置分层，上相即为微乳液。制得的所述的微乳液中：
69.三辛基甲基氯化铵的浓度为：10％(w/w)
70.异戊醇的浓度为：20％(w/w)
71.正庚烷的浓度为：70％(w/w)
72.naoh的浓度为：0.1m
73.nacl的浓度为：0.1m。
74.3.将步骤2中的微乳液与步骤1中得到的溶液按照体积比1:1混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
75.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率99.4％，镍萃取率2.2％；钴镍分离系数7364。
76.5.取步骤3中的上层负载微乳相，以1m碳酸铵和1m氨水的混合溶液为反萃剂，两者按相比2:1混合震荡，静置分层，检测下层水相钴、镍浓度。反萃液中钴浓度为1.96g
·
l-1
，镍浓度为0.007g
·
l-1
，钴反萃率为99.2％。
77.6.将步骤5反萃后的有机相进行复型，选择0.1m naoh和0.1m nacl的混合溶液为复型液，复型相比o/a＝1:1，复型时间5min。复型后的微乳液重新用于萃取，萃取率为99.2％，与新制微乳液效果无显著差异。
78.实施例3
79.一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法，包括如下步骤：
80.1.取除杂后的硫钴精矿硫酸型浸出液，浸出液中钴浓度为8.0g
·
l-1
，镍浓度为1.8g
·
l-1
，调节其ph为4，按钴与硫氰酸根摩尔比1:10添加硫氰酸铵，使得溶液中的钴离子络合成(co(scn)4)
2-离子。
81.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷以及naoh和nacl的混合溶液混合震荡，静置分层，上相即为微乳液。制得的所述的微乳液中：
82.三辛基甲基氯化铵的浓度为：10％(w/w)
83.异戊醇的浓度为：20％(w/w)
84.正庚烷的浓度为：70％(w/w)
85.naoh的浓度为：0.5m
86.nacl的浓度为：0.5m
87.3.将步骤2中的微乳液与步骤1中得到的溶液按照体积比1:10混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
88.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率99.2％，镍萃取率1.8％；钴镍分离系数6764。
89.5.取步骤3中的上层负载微乳相，以1m碳酸铵和1m氨水的混合溶液为反萃剂，两者按相比1:1混合震荡，静置分层，检测下层水相钴、镍浓度。反萃液中钴浓度为7.86g
·
l-1
，镍浓度为0.006g
·
l-1
，钴反萃率为99.1％。
90.6.将步骤5反萃后的有机相进行复型，选择0.5m naoh和0.5m nacl的混合溶液为复型液，复型相比o/a＝1:1，复型时间5min。复型后的微乳液重新用于萃取，萃取率为99.1％，与新制微乳液效果无显著差异。
91.实施例4
92.一种基于微乳液从硫酸型浸出液分离钴、镍的方法，包括如下步骤：
93.1.取除杂后的硫钴精矿硫酸型浸出液，浸出液中钴浓度为8.0g
·
l-1
，镍浓度为1.8g
·
l-1
，调节其ph为4，按钴与硫氰酸根摩尔比1:10添加硫氰酸铵，使得溶液中的钴离子络合成(co(scn)4)
2-离子。
94.2.将三辛基甲基氯化铵、异戊醇、正庚烷以及naoh和nacl的混合溶液混合震荡，静置分层，上相即为微乳液。制得的所述的微乳液中：
95.三辛基甲基氯化铵的浓度为：10％(w/w)
96.异戊醇的浓度为：25％(w/w)
97.正庚烷的浓度为：65％(w/w)
98.naoh的浓度为：0.5m
99.nacl的浓度为：0.5m
100.3.将步骤2中的微乳液与步骤1中得到的溶液按照体积比1:10混合后，震荡2min进行萃取，静置分层，上相为负载微乳相，下相为水相，将负载微乳相和水相分离。
101.4.取步骤3中的下层水相测定钴、镍浓度，经计算钴萃取率99.1％，镍萃取率2.0％；钴镍分离系数5395。
102.5.取步骤3中的上层负载微乳相，以1m碳酸铵和1m氨水的混合溶液为反萃剂，两者按相比1:1混合震荡，静置分层，检测下层水相钴、镍浓度。反萃液中钴浓度为7.85g
·
l-1
，镍浓度为0.005g
·
l-1
，钴反萃率为99.0％。
103.6.将步骤5反萃后的有机相进行复型，选择0.5m naoh和0.5m nacl的混合溶液为复型液，复型相比o/a＝1:1，复型时间5min。复型后的微乳液重新用于萃取，萃取率为99.0％，与新制微乳液效果无显著差异。
104.上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。