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鎳的溶劑萃取技術
- 2018-12-19-

作為提高傳統冶煉工藝除雜質有效率的重要技術或者做為中間產物的高純提取技術,可以采用溶劑萃取。要提高鎳的純度,關鍵是如何除去極難分離的雜質之一-鈷。僅就這個意義來說,溶劑萃取法也是提取高純的一種重要技術。雖然溶劑萃取能從的鹽類水溶液中優先有效地除去雜質鉆,但是在工業上能夠使用的萃取劑種類并不多。

在用溶劑萃取法除去以雜質形態共存于硫酸鎳水溶液中的鉆時,可以把PC-88A與CYANEX-272兩種藥劑作為實用萃取劑。不論哪種萃取劑都要用有機溶劑稀釋成適當濃度的溶液作為有機相,使之與原料硫酸鎳溶液(水相)混合接觸。水相中的雜質鉆離子通過與有機相的萃取劑生成絡合物而被萃取除去進入有機相。

例如在pH5-6的條件下萃取,難以分離除去的鉆離子很容易被萃入有機相,而鎳離子則留在水相。還可表明,此時如果還有Fe、Zn、Al、Cu、Mn、Mg、Ca等離子也以雜質形態共存,則能與鉆一起同時被萃取除去。這樣一來,溶劑萃取法便是能將各種雜質同時一起除去的優良精煉法。

氯化鎳為中間產物中的另一重要鹽類。采用第三級胺類作萃取劑可溶劑萃取除去共存于氯化鎳中的雜質鈷,用第三級胺類萃取氯化鎳溶液中鉆的機理是鈷的氯絡陰離子與在有機溶劑中稀釋到適當濃度的第三級胺類生成離子對。

例如,氯離子濃度為280-300g/L的氯化鎳溶液中以雜質形態共存的鉆可以優先萃取除去進入有機相,而鎳留在水相。并且,這時如果還有Zn、Fe、Cu、Mn等雜質共存,則也能與鉆一起同時萃取除去。

這樣一來,若利用溶劑萃取技術,就可以把硫酸鎳或氯化鎳溶液中的鉆與別的雜質全部同時萃取除去,通過電解還原從精制砍酸鎳或氯化鎳溶液中得到高于現有純度的高純鎳。

依據上述分析,將傳統冶煉工藝獲得的電解鎳與氯化鎳水溶液分別作為陽極與電解液,而在電解液的凈液中使用第三級胺類作萃取劑,如果僅從金屬成份來看,電解鎳經過精煉能比較容易獲得雜質含量從10-20PPm的4個9品級鎳。但是如果考慮到氣體雜質的話,就很難保證4個9品級。

例如就氫的溶解來看,金屬鎳并不是生成氫化物后就能高濃度溶解,但比起金屬鐵與金屬鉆的溶解度來說就大得多,電解鎳中含氫濃度一般為幾十PPm。此外,電解鎳中通常含氧幾十-幾百PPm,含氮幾十PPm。因此,要獲得純度更高的金屬鎳就必須除去這些氣體成份。為此通常通過真空熔解來脫去氣體,但是除氧很難,殘氧約為。對此,如果在熔解鎳之前先在氫氣中加熱處理,后進行真空熔解脫氣,那么氧、氮、氫的濃度都能降低到幾PPm。

用傳統鎳冶煉法獲得的金屬鎳純度在。以上,采用包括對凈液進行溶劑萃取的電解法將其再精煉,進而在氫處理后進行真空熔解脫去氣體,就成為以上的金屬鎳。

為了制取純度更高的金屬鎳,可以考慮使用區域精煉法。如象作為分析用標準而能得到的金屬鎳就進行了區域精煉,可是盡管如此,品位一般也只是99.995%。

要獲得純度更高的金屬鎳,用幾種不同的精煉法組合起來除去雜質。元素就可以有效地得到高純提取。而且最后作為雜質殘留下來的是氣體元素


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