一种回收高浓度硫酸锰溶液中有价金属的方法与流程

allin2026-06-28  9


本发明涉及有价金属回收领域,尤其涉及一种不会引入杂质离子、且高效分离与回收高浓度硫酸锰中的有价金属的方法。


背景技术:

1、在工业上,高纯硫酸锰的产品主要应用于电池、电子以及陶瓷领域。为了满足后续产品的要求,高纯硫酸锰溶液中各重金属杂质离子浓度需小于0.001g/l。深度分离其他重金属且不引进任何杂质成了生产高纯硫酸锰的关键。

2、传统的硫酸锰溶液中除其他重金属一般采用sdd工艺与bas工艺,采用sdd工艺虽然能够使溶液中的其他重金属离子浓度达到生产的要求,但在除杂过程中,部分钠离子会进入溶液,导致溶液中na含量超标,同时在除重金属的过程中会造成部分锰损失,回收成本高;采用bas工艺,虽然能避免除重过程中钠离子污染溶液,但是在使用过程中bas加量通常为理论的数倍,且回收成本高,生产经济指标差。

3、现有专利文献cn117142529a公开了一种硫酸锰溶液中除重金属的方法。该方法通过向预处理硫酸锰溶液中加入氧化剂混合搅拌,然后调节溶液ph值为5.5-6.0,过滤得到第一次净化的硫酸锰溶液,再向第一次净化的硫酸锰溶液中加入硫化剂,过滤得到第二次净化的硫酸锰溶液;再向第二次净化的硫酸锰溶液中加入多孔树脂聚合物,将混合液加入密闭容器中,通入氮气,使密闭容器内压力达到1.1-1.5mpa并维持2-10min,然后打开通气阀门瞬间泄压,静置,过滤,精滤,得到净化后的硫酸锰溶液。该方法工艺繁琐,且除杂得到的硫化物渣需要进一步处理,该方法需要投入大量的设备费用。

4、现有专利文献cn117867276a公开了一种硫酸锰溶液中除重金属的办法。该方法采用改性木质素与火星mno2复合吸附剂对硫酸锰溶液中重金属离子进行吸附除杂,该方法虽然不引入任何的杂质离子,但是其作业效率低(吸附时间:5~5.5h),能耗大(t=90℃),很难实现工业化的应用。


技术实现思路

1、本发明提供了一种不引入任何杂质且回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,用以解决背景技术中提及的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

3、一种回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,包括以下步骤:

4、(1)使用萃取体系对所述硫酸锰溶液进行萃取,得到有机相和高纯硫酸锰溶液;所述萃取体系包括萃取剂和磺化煤油,所述萃取剂为cyanex301;

5、(2)使用反萃体系对所述有机相进行反萃,得到负载有价金属的水相和再生萃取体系。

6、上述技术方案的设计思路在于,首先通过独特的萃取体系对高浓度硫酸锰溶液进行萃取,将有价重金属离子负载于有机相中,从而获得高纯硫酸锰溶液,针对镍钴锰铜等金属元素之间软硬酸碱常数的差异性,采用含s原子的萃取剂进行分离,其中mn为硬酸,ni、cu为软酸、co为中间酸,在不同ph条件下,上述金属离子与萃取体系的结合能力存在较大的差异;再利用反萃剂对有机相进行反萃,获得有价金属的盐溶液以及再生萃取剂,在深度分离杂质的同时,又回收镍、钴、铜等有价金属,具有分离效率高、效果好、且不引入其他杂质离子进入溶液的优势,适于大规模产业化生产。

7、作为上述技术方案的进一步优选,所述萃取体系中,萃取剂和磺化煤油的体积比为(1:9)~(3:7)。

8、作为上述技术方案的进一步优选,所述萃取体系与硫酸锰溶液的体积比为1:(1~5)。

9、作为上述技术方案的进一步优选,所述反萃剂包括h2so4和hcl中的至少一种;所述反萃剂中,h2so4的浓度大于等于2mol/l,hcl的浓度大于等于1mol/l。

10、作为上述技术方案的进一步优选,所述反萃剂与有机相的体积比为1:(1~10)。

11、作为上述技术方案的进一步优选,所述萃取的温度为5~30℃,萃取时间大于10min;所述反萃的温度为5~30℃,反萃时间大于7min。

12、作为上述技术方案的进一步优选,步骤(1)中,反复使用有机相对不同批次的硫酸锰溶液进行萃取,得到有机相和高纯硫酸锰溶液,直至最后一次萃取获得的高纯硫酸锰溶液中的有价金属含量明显大于前次萃取所获得的高纯硫酸锰溶液中的有价金属含量,对有机相进行步骤(2)的操作,对最后一次萃取获得的高纯硫酸锰溶液使用新的萃取体系进行萃取,并重复上述步骤。萃取铜、钴、镍有价金属的同时伴随着少量锰的萃取,为降低锰的共萃量,方便后期有价金属的回收,则使用有机相重复萃取杂质有价金属,直至萃取液达不到生产要求,从而实现溶液中的有价金属将有机相中的锰反萃下来,从而降低回收成本。

13、作为上述技术方案的进一步优选,所述硫酸锰溶液中,锰元素的浓度大于120g/l,镍元素、钴元素、铜元素的浓度均大于0.01g/l。

14、作为上述技术方案的进一步优选,所述高纯硫酸锰溶液中,元素、钴元素、铜元素的浓度均小于0.001g/l。

15、作为上述技术方案的进一步优选,所述萃取体系在进行萃取前不经过皂化处理。

16、作为上述技术方案的进一步优选,所述高纯硫酸锰溶液的ph为2.5~5.5。

17、本发明具有以下有益效果:

18、本发明的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,在实现硫酸锰溶液中杂质有效分离并产出可用于电池等领域的高纯硫酸锰溶液的同时,还实现了对杂质有价金属元素的回收,流程简单,操作方便,且在除杂和回收中均表现出了效率高、效果好的优势,在深度净化有价重金属的同时,也实现了有价金属的回收,且不引进任何杂质离子,本发明工艺简单、流程短,适于大规模工业化生产。

19、下面将参照具体实施方式,对本发明作进一步详细的说明。



技术特征:

1.一种回收高浓度硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述萃取体系中,萃取剂和磺化煤油的体积比为(1:9)~(3:7)。

3.根据权利要求1所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述萃取体系与硫酸锰溶液的体积比为1:(1~5)。

4.根据权利要求1所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述反萃剂包括h2so4和hcl中的至少一种;所述反萃剂中,h2so4的浓度大于等于2mol/l,hcl的浓度大于等于1mol/l,根据后续产品的需求选择反萃剂。

5.根据权利要求1所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述反萃剂与有机相的体积比为1:(1~10)。

6.根据权利要求1所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述萃取的温度为5~30℃,萃取时间大于10min;所述反萃的温度为5~30℃,反萃时间大于7min。

7.根据权利要求1-6任一项所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,步骤(1)中,反复使用有机相对不同批次的硫酸锰溶液进行萃取,得到有机相和高纯硫酸锰溶液,直至最后一次萃取获得的高纯硫酸锰溶液中的有价金属含量明显大于前次萃取所获得的高纯硫酸锰溶液中的有价金属含量,对有机相进行步骤(2)的操作,对最后一次萃取获得的高纯硫酸锰溶液使用新的萃取体系进行萃取,并重复上述步骤。

8.根据权利要求1-6任一项所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述硫酸锰溶液中,锰元素的浓度大于120g/l,镍元素、钴元素、铜元素的浓度均大于0.01g/l。

9.根据权利要求1-6任一项所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述高纯硫酸锰溶液中,镍元素、钴元素、铜元素的浓度均小于0.001g/l。

10.根据权利要求1-6任一项所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述萃取体系在进行萃取前不经过皂化处理。

11.根据权利要求1-6任一项所述的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,其特征在于,所述高纯硫酸锰溶液的ph为2.5~5.5。


技术总结
本发明公开了一种回收高浓度硫酸锰溶液中有价金属的方法,包括:(1)使用萃取体系对硫酸锰溶液进行萃取,得到有机相和高纯硫酸锰溶液;萃取体系包括萃取剂和磺化煤油,萃取剂为Cyanex301;(2)使用反萃体系对有机相进行反萃,得到负载有价金属的水相。本发明的回收硫酸锰溶液中有价金属的方法,在实现硫酸锰溶液中杂质有效分离并产出可用于电池等领域的高纯硫酸锰溶液的同时,不引入任何杂质元素且实现了对有价金属元素的回收,流程简单,操作方便,且在除杂和回收中均表现出了效率高、效果好的优势,适于大规模产业化生产。

技术研发人员:钱振,何利民,时启龙,彭艳枚,万洪强,周韫,熊雪良,黄臻高
受保护的技术使用者:长沙矿冶研究院有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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