【正文】 曉隆、張豐云、岑鵬等幾位師兄師姐的指導(dǎo)和幫助，他們在本實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中時(shí)刻幫助我，對此表示忠心的感謝。 最后對參加評閱的和答辯的各位老師致以誠摯的謝意。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附 錄附 錄使用直接溶劑從紅土鎳礦回收鎳和鈷的浸出的解決方案1 協(xié)同萃取系統(tǒng)的選擇關(guān)鍵詞：鎳、鈷、溶劑萃取、協(xié)同、lix6叔碳酸摘要： 鎳鈷錳等雜質(zhì)的分離，用鎂和鈣與烷烴10溶劑萃取的增效劑lix63，除了大大提高萃取效率。含支鏈的有機(jī)系統(tǒng)，鎳鈷錳的分離因子分別為6和15的時(shí)候添加到系統(tǒng)中，這些分別提高到147和1870，與lix63相比，他們甚至更高分別為534和7720。這表明，協(xié)同萃?。⊿X）與支鏈系統(tǒng)lix63表現(xiàn)很好，優(yōu)于烷烴10。 10 SSX系統(tǒng)，1米lix63 TBP SHELLSOL D70執(zhí)行含lix63測試系統(tǒng)中最好的。一個(gè)單一的接觸后，%%，分別只有6mg/ L的錳，8 mg/L和1 mg/L鈣被發(fā)現(xiàn)在負(fù)載有機(jī)相。%。超過99%的鎳，鈷和錳被剝奪在pH值為2時(shí)，表示這些金屬容易剝離。 SHELLSOL D70 SSX系統(tǒng)執(zhí)行中最好的系統(tǒng)測試含有4%。一個(gè)單一的接觸后，%%，分別在200 mg /L的錳，10 mg/L和48 mg/L Ca在負(fù)載有機(jī)相中發(fā)現(xiàn)。–6。很快，Ni和CO溶出動力學(xué)觀察很快速，然而錳的溶出動力學(xué)是非常緩慢的。2分鐘的溶出后，%被剝奪。 它的結(jié)論是， M VERSATIC 10 SSX系統(tǒng)，% VERSATIC 10的錳在提取鈣行為中協(xié)同系統(tǒng)好得多。簡介： 現(xiàn)有的紅土鎳礦工藝可分為三類，根據(jù)過濾后下游加工路線：混合硫化物沉淀法（MSP），混合氫氧化物降水（MHP）和直接溶劑萃?。―SX）過程，每個(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在穆林穆林的過程中MSP法用于分離鎳，鈷，銅和鋅主要的雜質(zhì)，特別是錳，鎂和鈣（莫特拉姆等人，1996）。硫化物沉淀稀土浸出下高壓氧對鎳和鈷的回收。在考斯過程，MHP的過程是用來分離鎳和鈷的錳，鎂和鈣（曼森等人，1997）。在沉淀的鎳鈷再與氨浸出恢復(fù)碳酸鹽溶液。 布隆進(jìn)程使用DSX方法中的鈷，銅，鋅和錳分離鎳，鈣的Cyanex 272萃取鎂（泰勒凱恩斯，1997，soldenhoff等人，1998，2006）。在鎳萃余液經(jīng)溶劑的鈣和鎂的分離與烷烴10然后電解提取。鈷沉淀的分離從硫化錳。經(jīng)過純化，鈷再次恢復(fù)電積。的布朗工藝的缺陷包括傳遞原料液通過兩個(gè)SX電路，產(chǎn)生一個(gè)大的第二師兄電路設(shè)備，并在石膏的形成烷烴10電路由于其低選擇性的鎳在鈣。努力的另外增加的選擇性給出clx50增效劑，吡啶二羧酸。然而，沒有市售試劑。 在thegoro過程，過程方法還用于（ADSX米赫洛域等鋁,1995，2000，2002）；培根和米哈伊洛夫。市售的Cyanex 301，試劑，（2,4,4 三甲基戊基）二硫代次膦酸，是非常有效的從錳鎳鈷分離，鎂、鈣紅土鎳礦浸出的解決方案。然而，銅在SX步驟以避免其不可逆萃取除去。由于提取是在非常低pH值進(jìn)行的，沒有基礎(chǔ)的需要pH調(diào)整。然而，鎳和鈷的溶出有高溫操作（60176。C）利用強(qiáng)酸性。DSX過程避免中間沉淀，固體/液體分離稀土浸出的MSP和MHP過程步驟，有可能導(dǎo)致較低的資本和運(yùn)營成本。后比較DSX過程的MSP和MHP過程，威利斯（2008）認(rèn)為，利用DSX過程協(xié)同溶劑萃?。⊿SX）系統(tǒng)是未來發(fā)展的方向。 由VERSATIC 10（2methyl2ethylheptanoic SSX系統(tǒng)酸）和一個(gè)合成的酞菁（ndecyl4pyridinecarboxylate增效劑酯）用于鎳和鈷錳分離，鎂和鈣的測試工作，利用試解生產(chǎn)的有前途的結(jié)果（Cheng等人，2005A，B）。然而，該是不是市售試劑4%，因此另一個(gè)基因系統(tǒng)開發(fā)使用VERSATIC 10酸，lix63（5,8diethyl7—hydroxy6dodecanone肟）和TBP（磷酸三丁酯）為分離鎳、鈷，主要雜質(zhì)的純化，錳，鎂，鈣和氯。在這個(gè)系統(tǒng)中，所有三種試劑都是商業(yè)效用。批處理，半和全連續(xù)測試工作進(jìn)行了與合成的紅土鎳礦浸出的解決方案，具有非常好的結(jié)果，是報(bào)告兩部分。在1部分，兩SSX系統(tǒng)性能含支鏈10 /lix63/TBP和支鏈10/4%批量測試在金屬萃取相比，洗滌和剝脫術(shù)frommanganese分離鎳，鈷，鎂和鈣。在2部分，半和全用SSX系統(tǒng)連續(xù)測試結(jié)果含支鏈10/ lix63/TBP將詳細(xì)。2 實(shí)驗(yàn) 水和有機(jī)溶液 合成的紅土鎳礦浸出液的制備溶解氬或技術(shù)等級的硫酸鎳，鈷，銅，鋅，錳，鎂，鐵（III），鐵（II），鋁和鉻的氯化物鈉和鈣，和硅酸鈉在自來水。解決辦法是然后進(jìn)行與在pH 5的石灰沉淀步驟和鐵60176。 試劑VERSATIC 10酸和SHELLSOL D70的稀釋劑（100%脂肪族）是由殼牌化工澳大利亞和lix63提供從澳大利亞購買科寧。的lix63組成據(jù)科寧是稀釋劑70%活性肟組件。TBP試劑從西格瑪奧德里奇購買。試劑4%制造chemorex據(jù)說含有92%的活性組件。所有的試劑作為接受。 批量測試程序。 溶液的溫度控制在40177。1176。（ L箱）或40毫米（1 L箱）直徑的葉輪進(jìn)行混合。水溶液pH值連續(xù)監(jiān)測使用羅斯肯定流電極（模型8172）加上一個(gè)漢娜便攜式pH計(jì)和稀釋的氨水或硫酸調(diào)節(jié)酸溶液的要求。 萃取、洗滌脫pH等溫線 確定金屬萃取等溫線的有機(jī)溶液的pH值混合在一個(gè)特定的A / O比在合成的解決方案40176。（20毫升）–7的pH值范圍內(nèi)。該系統(tǒng)允許平衡在每個(gè)pH值點(diǎn)采樣前充分。 確定金屬洗滌pH等溫線，負(fù)載有機(jī)溶液和選定的洗滌液混合在一個(gè)O比率1和40176。 確定金屬剝離的pH曲線，負(fù)載有機(jī)溶液帶狀溶液混合在一個(gè)O比率為1和40176。––4pH范圍在系統(tǒng)平衡5分鐘 剝離分布等溫線提取 人是這個(gè)有機(jī)系統(tǒng)與合成混合裝在40176。C的最佳pH值在一定范圍內(nèi)的一個(gè)/O比溶液在上述pH等溫試驗(yàn)的基礎(chǔ)上的分離測定從錳鎳和鈷，鎂和鈣。的在pH值為6，為進(jìn)行萃取分配等溫線烷烴10 /4% /lix63/TBP系統(tǒng)。 確定金屬剝離分布等溫線，加載有機(jī)系統(tǒng)的混合在一個(gè)范圍內(nèi)的O /一條解對于烷烴10 / lix63／TBP比和40176。 g/L和70 g / L的硫酸鎳對烷烴10 /4%系統(tǒng)60 g／L和30 g / L的硫酸鎳。對加沙地帶的解決方案烷烴10 / 4%系統(tǒng)包含因?yàn)榕菽蚰z狀無酸形成含大于40 g / L的帶狀溶液的混合物硫酸。 萃取和反萃動力學(xué) 新鮮的有機(jī)溶液混合，%（V / V）氨溶液。氨溶液的體積要求已經(jīng)從先前確定的平衡試驗(yàn)進(jìn)行了。時(shí)間是立即開始時(shí)的合成溶液添加到預(yù)平衡的有機(jī)溶液。解決方案混合樣品在不同的混合時(shí)間的測定。 測定金屬溶出動力學(xué)，負(fù)載有機(jī)的溶液混合，在一個(gè)/ O比率為1:1帶狀溶液。的帶溶液含有6 g / L的鎳和7 g / L的硫酸/烷烴10lix63／TBP系統(tǒng)和6 g / L的鎳和12 g / L的硫酸烷烴104系統(tǒng)。時(shí)間是立即開始在加沙地帶的解決方案添加到負(fù)載有機(jī)溶液。溶液混合樣品分別采取了不同的混合時(shí)間的測定。 相分離 兩個(gè)有機(jī)系統(tǒng)的加載和兩階段然后在一個(gè)分離的分離漏斗的2小時(shí)之前的階段斷開時(shí)間（PDT）測量。測量了PDT水連續(xù)（A / C）和有機(jī)連續(xù)（O / C）模式。實(shí)現(xiàn)A／C模式，水溶液（100毫升）被放置在混合箱（7厘米，7厘米基地和10厘米的高度）和攪拌2分鐘，在1400轉(zhuǎn)。然后，有機(jī)溶液（100毫升）被添加在3–5。1分鐘后完全混合乳液停止被迅速轉(zhuǎn)移到一個(gè)250毫升量筒,時(shí)間同時(shí)啟動。這兩個(gè)階段的分離通過記錄每10毫升增加所需的時(shí)間監(jiān)控明確的有機(jī)相和水相。時(shí)間停止時(shí)，90%取得了明顯的有機(jī)相和水相。實(shí)現(xiàn)的O / C模式，有機(jī)溶液攪拌頭。其他程序至于A/C模式相同。每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次到在10%的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）實(shí)現(xiàn)PDT讀數(shù)使用新鮮制備的水和有機(jī)溶液。 化學(xué)分析 的溶液的混合物樣品的兩個(gè)階段通過Whatman濾紙分離1ps。有機(jī)相剝離40176。C的100 g / L的硫酸對烷烴10 / lix63/TBP體系有機(jī)樣品的酸，和10或30 g / L A / O比那些VERSATIC 10 / 4%:1。加載帶酒和水樣品的測定采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定金屬（ICPAES，模型735es）瓦里安instrumentaustralia了3 結(jié)果與討論 在批量測試的目的是比較性能這兩個(gè)基因系統(tǒng)，支鏈10 / lix63/TBP和支鏈10 / 4%，在從萃取，洗滌脫pH等溫線，提取剝離分布等溫線，萃取和反萃動力學(xué)，與相分離。同樣重要的是要優(yōu)化對鎳的分離選定SSX系統(tǒng)組成鈷錳，鎂和鈣。 金屬萃取pH等溫線 進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，–，–MTBP SHELLSOL D70?；谔崛℃嚭外?，錳，鈣和排斥， mversatic含有10的有機(jī)系統(tǒng)， mlix63和1米磷酸三丁酯作為O / 2比最好的結(jié)合40176。， M VERSATIC 10一個(gè)人（圖1），這導(dǎo)致在較大的有機(jī)系統(tǒng)的協(xié)同協(xié)同轉(zhuǎn)變?yōu)樗麄?0鎳和鈷（pH值50%提取值），分別為（圖2和表2）。該Δ50（Mn–Ni值（的）在錳和鎳50值差異）（Mn–CO）。分離因子（SF）的鎳和鈷在錳也顯著增加。通過使用此SSX系統(tǒng)，提?。ɑ驃A帶錳，鎂）鈣是非常低的，與負(fù)載有機(jī)溶液只含6毫克/升的Mn、 mg/L Ca（表2）。 進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，–%，1米–SHELLSOL D70。總的來說，% VERSATIC 10在O /的比例為1:，鎂和鈣（圖3）。，分別（圖3和表2）。該Δ50（Mn–Ni）（Mn–CO）。通過使用這種基因系統(tǒng)，%%的鈷提取pH值6在一個(gè)單一的接觸（表3），134毫克/ L的錳，28毫克/升毫克和44 mg/L Ca在負(fù)載有機(jī)相中發(fā)現(xiàn)。 / / 1 m TBP SSX系統(tǒng)，%%的鈷的提取在pH 5在一個(gè)單一的接觸（表3）只有6毫克/ L的錳，6 mg/ mg/L Ca在加載的有機(jī)溶液的發(fā)現(xiàn)。較低的提取所有金屬測試與V10 / 4% SSX系統(tǒng)可以比較5的低pH值引起的。， / 1米叔碳酸4% / / 1 M磷酸三丁酯，鎳的分離因子在錳為6，分別為147和534，鈷在錳和15，1870和7720，分別。這表明協(xié)同萃取（SSX）系統(tǒng)烷烴10和lix63表現(xiàn)優(yōu)于支鏈104%的Δ50的差異表示（Mn–CO）和Δ50（Mn–CO）值和分離因子 萃取分配等溫線 鎳和鈷的萃取分配等溫線和他們的麥凱–Thiele圖與烷烴10 / lix63/TBP系統(tǒng)圖。4和5，分別。只有一個(gè)理論提取階段是需要提取幾乎所有的鎳和兩個(gè)理論提取階段需要提取幾乎所有的鈷。后在一個(gè)/ O的比例為1:2單觸點(diǎn)，40176。，%%，分別，和在錳鈷鎳分離因子分別為3680和440，分別為（表4）。只有低水平的錳，鎂鈣，提取，用6 mg / L的錳，8 mg/L和1 mg/LCA在有機(jī)相中的這些結(jié)果，與表3比較，更高的金屬提取尤其是鈷得到而錳濃度，在加載的有機(jī)溶液中鈣和鎂，還相對較低的。 與烷烴10 / 4%系統(tǒng)中提取鎳和鈷分布曲線和McCabe–Thiele圖表顯示只有一個(gè)理論提取階段需要提取幾乎所有鎳和兩個(gè)理論提取階段所需要的提取幾乎所有的鈷。在一個(gè)/ O比為2:1的單一的接觸后，40176。和pH值6，%%，分別，和分離因子的鎳和鈷的結(jié)束錳分別為2350和120，分別為（表5）。的濃度錳，在加載的有機(jī)鎂和鈣200 mg/L，10 mg/L和48 mg/L，分別。在一個(gè)逆流操作，提取錳鈷，鎂鈣可以被洗滌。由于較高的錳和鈣離子濃度，更多的洗滌會對于烷烴10 / 4%系統(tǒng)需要比為10 /烷烴lix63/TBP系統(tǒng)。 剝離分布等溫線 鎳，鈷和錳濃度的裝10 /叔碳酸lix63/， g / L，分別。如果用鎳電解液中含有60克/ L和70 g / L的硫酸鎳酸和載帶白酒類含有90 g / L的鎳（NiΔ30 g/L），O /比為14:1應(yīng)該如果95%鎳被使用。剝離試驗(yàn)使用加載的有機(jī)溶液和合成鎳廢了電解質(zhì)含有58 g / L的鎳和70 g / L ,硫酸1:1，1:3，1:5和1:10，8，15和40176。C. Ni剝離分布等溫線和McCabe–Thiele圖如圖6所示。兩理論剝離階段需要帶幾乎所有的niwith加載帶白酒類含有89 g / L的鎳在O /比例為14:1。有限公司剝離分布等溫線和McCabe–Thiele圖圖7所示。 g / L的有限對于烷烴10 / 4%系統(tǒng)，鎳， g / L，分別。以類似方式VERSATIC 10 / lix63/TBP系統(tǒng)，鎳的溶出分配等溫線和McCabe–蒂勒構(gòu)造圖，這表明兩個(gè)理論剝離階段都需要與加載的幾乎所有的鎳帶帶白酒類含有90 g / L的鎳在O/:1和40176。， g / L的Co。 剝離pH等溫線 超過99%的鎳，鈷和錳在pH剝離與烷烴10 / lix63/–2的范圍內(nèi)，指示容易剝離的鎳和鈷的負(fù)載有機(jī)溶液（圖8）。 與烷烴10 / 4%系統(tǒng)，––1的pH范圍內(nèi)獲得（圖9）。，這可能是由于氧化錳（II）Mn（III），這將有更高的親和性與有機(jī)溶液。隨著Mn觀察此行為（二）–β二酮系統(tǒng)（右，1986）。還原帶檢測中的應(yīng)用亞硫酸鈉（Na2SO3）給予較高的汽提效率，支持這個(gè)假設(shè)。在溶劑萃取，金屬的氧化在有機(jī)相是不尋常的。事實(shí)上，如果鈷提取的lix63，它會導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的提取氧化鈷（II）Co（III）（Preston，1975A，B）。然而，它是思想當(dāng)VERSATIC 10是目前，鈷是由VERSATIC 10提取不是lix63，這是一個(gè)可能的解釋是容易鈷