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用P204从废锂电池酸浸液中萃取钴试验研究

2020-12-21宋亦诚康立武

湿法冶金 2020年6期

王 敏,宋亦诚,康立武

(1.湖北工程职业学院,湖北 黄石 435000;2.上海大学 力学与工程科学学院,上海 200444)

废锂电池中含有大量钴(10%~30%)等有价金属,是重要的二次资源[1-2]。目前,从废锂电池中回收金属钴的方法主要有沉淀法[3-4]、离子交换法[5]、电积盐析法[6]、溶剂萃取法[7]等。其中,溶剂萃取法操作简单,金属回收率高,得到的产物纯度高[8-9]。直接用P204萃取除杂,所得萃余液再经P204三级萃取,钴回收率可达99%;用KMnO4从还原浸出液中沉淀锰,随后用丁二酮肟选择性提取镍,最后溶剂萃取钴,钴可以得到有效回收[10]。TBP对P204有协同萃取作用[11],但用P204+TBP+磺化煤油协同体系萃取钴的研究却不多。因此,研究了采用此体系从废锂离子电池酸浸液中萃取钴,以期为从废锂电池中回收钴提供一种可供选择的方法。

1 试验部分

1.1 试验原料

试验料液:废锂电池取自某废锂电池拆解厂,经放电、剥除外壳后破碎、球磨、筛分制成含钴料粉。用3 mol/L硫酸溶液在60 ℃下浸出含钴料粉45 min,控制液固体积质量比50 g/L,得到含钴料液,其中主要金属成分见表1。

表1 料液的主要金属成分 g/L

有机相:量取一定体积P204,加入所需体积稀释剂磺化煤油和改质剂TBP,用一定体积NaOH溶液(0.5 mol/L)皂化,制得有机相。

1.2 试验原理

萃取过程中,Co2+与钠皂化P204分子缔合成不溶于水的二聚螯合物[12]被萃取到有机相中,萃取过程存在以下2类萃取反应:

皂化有机相中的酸根阴离子A-的反应活性比HA更强,适当皂化可增强P204的萃取能力。

负载有机相中的Co2+用硫酸溶液反萃取获得较纯的含钴溶液,反应式为

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