权利要求
1.一种从含
镍溶液中分离镍
钴并制备
镍盐的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、螯合除杂：使用碱性物质调节含镍溶液的pH值至3.0～5.0，并向含镍溶液中加入除杂剂，混合搅拌，固液分离后得到除杂后溶液，其中，除杂剂为聚磷酸铵，且聚磷酸铵的聚合度>1000;
S2、萃取镍：向步骤S1中得到的除杂后溶液中加入萃取有机相，混合搅拌，萃取平衡pH值控制在4.0～6.0之间，分相得到负载镍有机相和萃余液，其中，萃取有机相包括稀释剂、α-羟基肟、羧酸和烷基醇;
S3、洗涤：向步骤S2中得到的负载镍有机相中加入含镍洗水，混合搅拌，洗涤平衡pH值控制在1.0～5.0之间，分相得到除杂后负载镍有机相;
S4、反萃富集制备镍盐：向步骤S3中得到的除杂后负载镍有机相中加入反萃液进行反萃，反萃完成后获得富镍液，富镍液中镍盐结晶，经相分离后获得镍盐固体，其中，反萃液含有酸和镍离子。
2.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S1中，除杂剂与需除杂金属离子之间的摩尔比为1～5:1，螯合反应温度为20～40℃，螯合反应时间为30～120 min。
3.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S2中，萃取有机相中含α-羟基肟0.1～5 mol、羧酸0～5 mol、烷基醇0～5 mol、稀释剂0～8 mol，且羧酸、烷基醇和稀释剂的含量不为0。
4.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S2中，α-羟基肟为5-三乙基-6-羟基-7-十三烷基肟或4-羟基-6-乙基-癸烷-5-肟或5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-肟，羧酸为月桂酸或异壬酸，烷基醇的碳原子数为10～18。
5.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S2中，萃取级数为1～3级，萃取相比O/A为1～5:1。
6.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S3中，含镍洗水中镍离子浓度为0.1～3.0 g/L，洗涤级数为1～2级，洗涤相比O/A为0.5～30:1。
7.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S4中，反萃液中的酸为硫酸、盐酸和磷酸中的一种，且酸的浓度为1～200 g/L，反萃液中镍离子的浓度为0～100 g/L，且镍离子浓度不取0。
8.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S4中，反萃级数为1～2级，反萃相比O/A为1～5:1。
9.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：在步骤S1中，含镍溶液含有Ni 0～50 g/L、Co 0～5 g/L和杂质金属离子，杂质金属离子为Cu 0～0.5 g/L、Fe 0～30 g/L、Al 0～30 g/L、Ca 0～20 g/L、Mg 0～50 g/L、Mn 0～60 g/L和Li 0.1～20 g/L中的一种或者两种以上，且各金属离子的浓度不取0。
10.根据权利要求1所述的从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S5、后处理：步骤S4中得到的镍盐固体经过洗涤和干燥，得到电子级镍盐产品。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于
湿法冶金技术领域，具体涉及一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法。
背景技术
[0002]镍(Ni)和钴(Co)是重要的
战略金属，广泛应用于不锈钢、高温合金、
锂离子电池
正极材料(如三元材料NCM/NCA)、硬质合金、催化剂等技术领域。在许多
矿产资源(如红土
镍矿、硫化镍矿等)、含镍钴的二次资源(如废旧
锂电池、含镍钴
废催化剂、合金废料等)的湿法冶金处理过程中，镍和钴常共同溶解进入溶液(如硫酸盐、氯化物或氨性溶液体系)中，形成复杂的含镍钴溶液，且该含镍钴溶液中通常还会同时存在锂离子、铁离子、
铝离子、钙离子、镁离子、
锰离子等多种金属离子。
[0003]由于镍和钴的物理化学性质(如离子半径、标准电极电位)非常接近，因此它们在溶液体系中的高效分离一直是湿法冶金和资源回收领域的关键技术难题和核心成本环节。目前，镍钴分离主要有化学沉淀法和溶剂萃取法，其中，溶剂萃取法由于具有高选择性、高回收率等优点，已成为镍钴分离的主要方法。溶剂萃取法主要有酸性膦类萃取法和胺类萃取法等，酸性膦类萃取法具有处理量大、易于实现工业化生产、有机相可以多次重复利用等优点，但也存在废水排放量大、环境污染，分离系数较低等缺点。胺类萃取法萃取镍钴时选择性较高，负载有机相易于反萃，但受胺类萃取剂萃取金属离子机理的影响，金属离子必须能够形成络阴离子才可被萃取，且形成的萃合物在有机相中的溶解度较小，易于形成第三相，降低了金属离子的萃取量。
[0004]因此，新的能够高效分离镍钴和其他金属离子杂质以及实现镍和钴的高效分离的工艺是亟待开发的。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，以解决现有技术难以高效地从含镍溶液中选择性分离镍的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明的方案为：一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，包括以下步骤：
S1、螯合除杂：使用碱性物质调节含镍溶液的pH值至3.0～5.0，并向含镍溶液中加入除杂剂，混合搅拌，固液分离后得到除杂后溶液，其中，除杂剂为聚磷酸铵，且聚磷酸铵的聚合度>1000;
S2、萃取镍：向步骤S1中得到的除杂后溶液中加入萃取有机相，混合搅拌，萃取平衡pH值控制在4.0～6.0之间，分相得到负载镍有机相和萃余液，其中，萃取有机相包括稀释剂、α-羟基肟、羧酸和烷基醇;
S3、洗涤：向步骤S2中得到的负载镍有机相中加入含镍洗水，混合搅拌，洗涤平衡pH值控制在1.0～5.0之间，分相得到除杂后负载镍有机相;
S4、反萃富集制备镍盐：向步骤S3中得到的除杂后负载镍有机相中加入反萃液进行反萃，反萃完成后获得富镍液，富镍液中镍盐结晶，经相分离后获得镍盐固体，其中，反萃液含有酸和镍离子。
[0007]本方案的工作原理及有益效果在于：本方案通过除杂剂聚磷酸铵(n>1000)螯合沉淀含镍溶液中的杂质金属离子(
铜、铁、
锌、铝)，从而实现镍与杂质金属(铜、铁、锌、铝)的分离，并且除杂后溶液中的铜、铁、锌、铝离子浓度均不高于0.01 g/L。与传统沉淀除杂仅除去铁、铝而无法除去铜和锌相比，本方案在除杂步骤能够除去更多杂质金属;与传统萃取除杂需多级萃取相比，本方案简化了工艺流程，降低了成本。
[0008]而且，本方案中的萃取步骤中采用复配型萃取体系，能够选择性萃取镍，从而一步萃取实现镍与钴、锂、钙、镁、锰的分离，且萃余液中镍离子浓度不高于0.01 g/L。再通过反萃富集镍直接结晶制备镍盐，工艺简单，所用设备均为常规萃取设备，造价低，操作简单，规模处理可控，适用于生产含镍溶液的各类工厂，且镍萃取率高达99.8%。
[0009]可选地，在步骤S1中，除杂剂与需除杂金属离子之间的摩尔比为1:1～5:1，螯合反应温度为20～40℃，螯合反应时间为30～120 min。本方案在上述条件下进行螯合沉淀反应，以确保除杂后溶液中铜、铁、锌、铝离子的浓度均在0.002 g/L以下。
[0010]可选地，在步骤S2中，萃取有机相中含α-羟基肟0.1～5 mol、羧酸0～5 mol、烷基醇0～5 mol、稀释剂0～8 mol，且羧酸、烷基醇和稀释剂的含量不为0。
[0011]可选地，在步骤S2中，α-羟基肟为5-三乙基-6-羟基-7-十三烷基肟或4-羟基-6-乙基-癸烷-5-肟或5,8-二乙基-7-羟基-十二烷-6-肟，羧酸为月桂酸或异壬酸，烷基醇的碳原子数为10～18。
[0012]可选地，在步骤S2中，萃取级数为1～3级，萃取相比O/A为1～5:1。本方案在上述萃取条件下对除杂后溶液进行萃取，确保对镍的萃取效果。
[0013]可选地，在步骤S3中，含镍洗水中镍离子浓度为0.1～3.0 g/L，洗涤级数为1～2级，洗涤相比O/A为0.5～30:1。在上述洗涤条件下对负载镍有机相进行洗涤，将负载镍有机相中的杂质洗出。
[0014]可选地，在步骤S4中，反萃液中的酸为硫酸、盐酸和磷酸中的一种，且酸的浓度为1～200 g/L，反萃液中镍离子的浓度为0～100 g/L，且镍离子浓度不取0。
[0015]可选地，在步骤S4中，反萃级数为1～2级，反萃相比O/A为1～5:1。在上述反萃条件下对负载镍有机相进行反萃，确保镍从有机相进入水相。
[0016]可选地，在步骤S1中，含镍溶液含有Ni 0～50 g/L、Co 0～5 g/L和杂质金属离子，杂质金属离子为Cu 0～0.5 g/L、Fe 0～30 g/L、Al 0～30 g/L、Ca 0～20 g/L、Mg 0～50g/L、Mn 0～60 g/L和Li 0.1～20 g/L中的一种或者两种以上，且各金属离子的浓度不取0。本方案中的含镍溶液可为红土镍矿浸出液、三元电池黑粉浸出液等。
[0017]可选地，包括以下步骤：
S5、后处理：步骤S4中得到的镍盐固体经过洗涤和干燥，得到电子级镍盐产品。
附图说明
[0018]图1为本发明实施例一中一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0019]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0020]实施例1
本实施例提供一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，如图1所示，本方法具体包括以下步骤：
步骤1)、螯合除杂：使用氢氧化钠调节含镍溶液的pH值至3.0左右，升温至35℃，再向含镍溶液中加入除杂剂聚磷酸铵(聚合度n=5000)，螯合反应时间为60 min，反应完成后固液分离，得到除杂后溶液和螯合金属渣。
[0021]其中，含镍溶液为红土镍矿浸出液，其含Ni 4 g/L，Co 0.8 g/L，Ca 0.58 g/L，Mgg/L，Mn 2.54 g/L，Fe 1.3 g/L，Zn 0.22 g/L，Cu 0.3 g/L，Al 0.8 g/L。除杂剂聚磷酸铵与铜、铁、锌、铝离子的摩尔比为2:1。另外，除杂后溶液中的Fe含量为0.0001 g/L，Zn含量为0.002 g/L，Cu含量为0.0001 g/L，Al含量为0.0002 g/L。
[0022]步骤2)、萃取镍：向除杂后溶液中加入萃取有机相，并使用氢氧化钠调节萃取平衡pH值为4.8进行萃取，经过2级萃取后(单级萃取的混合时间为5 min)，分相得到负载镍有机相和萃余液，萃余液中的镍离子浓度为2 ppm，镍萃取率为99.8%。其中，萃取有机相与除杂后溶液之间的相比(O/A)为2:1，萃取有机相由磺化煤油3 mol、5-三乙基-6-羟基-7-十三烷基肟1.5 mol、月桂酸2.5 mol和异十六醇3 mol组成。
[0023]步骤3)、洗涤：向负载镍有机相中加入含镍洗水，并使用氢氧化钠调节洗涤平衡pH值为3.5进行洗涤，经过1级洗涤后(单级洗涤的混合时间为3 min)，分相得到除杂后负载镍有机相，杂质洗脱率为99%，且镍未损失。其中，负载镍有机相与含镍洗水之间的相比(O/A)为10:1，含镍洗水中镍离子浓度为0.3 g/L。
[0024]步骤4)、反萃富集制备镍盐：向除杂后负载镍有机相中加入反萃液，经过2级反萃后(单级反萃的混合时间为5 min)。其中，反萃液含硫酸30 g/L和镍离子40 g/L，除杂后负载镍有机相与反萃液之间的相比(O/A)为4:1。反萃完成后进行离心分离，得到
硫酸镍固体。镍反萃率为99.9%，说明反萃进入水相的镍几乎完全沉淀，沉淀率大于99.9%。
[0025]步骤5)、后处理：采用纯水洗涤硫酸镍固体两次，再用无水乙醇洗涤一次，然后过、烘干(80℃)，得到符合电子级硫酸镍标准(《HG/T 5959-2021》)的硫酸镍产品。
[0026]实施例2
本实施例提供一种从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法，如图1所示，本方法具体包括以下步骤：
步骤1)、螯合除杂：使用氢氧化钠调节含镍溶液的pH值至3.5左右，升温至40℃，再向含镍溶液中加入除杂剂聚磷酸铵(聚合度n=3500)，螯合反应时间为90 min，反应完成后固液分离，得到除杂后溶液和螯合金属渣。
[0027]其中，含镍溶液为三元黑粉浸出液，其含Cu 0.98 g/L，Ni 13.48 g/L，Co 3.21 g/L，Fe 0.71 g/L，Ca 0.34 g/L，Mn 4.34 g/L，Al 2.11 g/L，Li 2.8 g/ L。除杂剂聚磷酸铵与铜、铁、铝离子的摩尔比为5:1。另外，除杂后溶液中的Fe含量为0.0001 g/L，Cu含量为0.0001 g/L，Al含量为0.0002 g/L。
[0028]步骤2)、循环萃取/反萃富集制备镍盐：设计逆流萃取工艺三萃两洗两反工艺萃取富集镍，且循环为10个循环。在萃取阶段，萃取有机相由航空煤油1 mol、4-羟基-6-乙基-癸烷-5-肟2 mol、异壬酸3 mol和异癸醇2 mol组成，使用氢氧化钠调节萃取平衡pH值为5.5，萃取相比(O/A)为2:1，萃取混合时间为5 min;在洗涤阶段，含镍洗水中镍离子浓度为2 g/L，使用氢氧化钠调节洗涤平衡pH值为4.5，洗涤相比(O/A)为15:1，洗涤混合时间为5 min;在反萃阶段，反萃液为100 g/L硫酸溶液，反萃相比(O/A)3:1，反萃混合时间为10 min，使用统一反萃液循环富集镍，每个循环后需补充硫酸至100 g/L左右。10个循环后，离心分离得到硫酸镍固体。萃余液中镍离子浓度为10 ppm，镍萃取率为99.9%，钴萃取率为30%，锂萃取率为0.5%，杂质洗脱率为99%，且镍未损失，镍反萃率为99.9%。
[0029]步骤5)、后处理：采用纯水洗涤硫酸镍固体两次，再用无水乙醇洗涤一次，然后过、烘干(80℃)，得到符合电子级硫酸镍标准(《HG/T 5959-2021》)的硫酸镍产品。
[0030]对比例1
本对比例基本同实施例1，本对比例与实施例1的不同之处在于：本对比例在步骤1)中所用的除杂剂聚磷酸铵的聚合度n=500，其他条件相同。本对比例中，除杂后溶液中含Fe 0.1 g/L，Zn 0.2 g/L，Cu 0.01 g/L，Al 0.2 g/L。与实施例1相比，本对比例使用的聚磷酸铵(n=500)，除杂效果较差，未能高效除杂。
[0031]对比例2
本对比例基本同实施例2，本对比例与实施例2的不同之处在于：本对比例中萃取有机相由航空煤油1 mol、4-羟基-6-乙基-癸烷-5-肟2mol和异壬酸3 mol组成，其他条件相同。本对比例中，镍萃取率为99.12%，钴萃取率为80.23%，锂萃取率为13.45%，杂质洗脱率仅为75.34%，镍反萃率为48.34%，反萃得到的硫酸镍固体中钴和锂的含量超标，不符合电子级硫酸镍标准(《HG/T 5959-2021》)。由此可见，萃取有机相中未添加烷基醇时，镍与钴和锂的分离效果不佳，未能完全实现镍与钴和锂的高效分离。
[0032]以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
说明书附图(1)
声明：
“从含镍溶液中分离镍钴并制备镍盐的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
461
编辑：北方有色网
来源：重庆康普化学工业股份有限公司
咨询细节
2026年08月06日 ~ 08日 
