Vol. 40 No. 2(Sum. 176)
Apr 2021
第40卷第2期(总第176期)
2021牟4月
湿法冶金 .
Hydrometa l urgyofChina 用Cyanex272从硫酸盐体系中萃取除铝
李伟鑫】，张荣荣】，刘勇奇】，巩勤学12
(1.湖南邦普循环科技有限公司，湖南 宁乡410600；2.湖南邦普汽车循环有限公司，湖南 宁乡410600)
摘要：研究了用酸性瞬类萃取剂Cyanex272从硫酸镰钻猛溶液中萃取分离铝，考察了体系pH 、萃取剂浓度、
萃取剂皂化率和相比对萃取的影响。结果表明：对于AF +质量浓度2〜3 g/L 、主金属离子质量浓度70 g/L 左右、且不含铁、锌、钙等杂质的原液，用皂化率为40%的25%Cyanex272 + 75%磺化煤油有机相，
在萃取时间
4 min 、V °/V a = 1/1条件下进行萃取，铝的单级萃取率为72%,5级萃取率为75%，去除效果较好，且主金属离
子损失率较低+
vcd机关键词：Cyanex272；硫酸盐；铝；萃取；去除
中图分类号：TF804. 2；TF821 文献标识码:A 文章编号：1009-2617(2021)02-0159-04
DOI ：10. 13355/j. cnki. sfyj. 2021. 02. 014
废旧锂离子电池含有大量有价金属(主要是
鎳、钻、猛)，具有回收价值+用硫酸浸出废旧电池 粉可以得到硫酸鎳钻猛溶液，再经溶剂萃取分离
可得有价金属。浸出液中的铁、铝等杂质用纯碱
溶液可转化为沉淀去除，但沉淀物中铁铝碱混合 在一起，处理难度大，辅料消耗大。为节约成本、
提高效率，需要研发一种能够从浸出液中高效、低 成本分离铁、铝的方法+
溶剂萃取法是通用的从水溶液中去除杂质、
浓缩金属物质的方法之一+有关溶液中铝的溶剂
萃取去除的研究有采用环烷酸-勺或氯化环烷酸，
以氨化法从稀土料液中去除铝；采用TBP -8〕、
Cyanex921 (TOPO )-〕、PC-88A [10]、P204 等[1112]
萃取剂从稀土溶液中去除铝。而采用勝类萃取剂
从硫酸钻鎳猛溶液中萃取分离铝尚未见有报道+
Cyanex272 —般被用于从硫酸盐溶液中提取
鎳、钻”16，但当体系pH 较低时，溶液中的铝可 被萃取，而鎳、钻等被萃取的很少。因此，研究了
用Cyanex272从废旧电池材料硫酸浸出液中萃 取分离铝，并用盐酸对负载有机相进行反萃取+
1试验部分
1.1试验试剂及设备
液碱：10 mol/L 。
萃原液：三元锂电池硫酸浸出液(除铁后，鎳
钻猛总质量浓度70 g/L 左右，pH 在3. 3左右)
萃取剂:Cyanex272 (纯度&98%)，磺化煤 油，洛阳市奥达化工公司+
设备:JHS1/90型电子恒速搅拌机,ZD-2型 自动电位滴定仪,JW-B 型分液漏斗振荡器，
PHSJ-4F 型pH 计，A3AFG 型原子吸收分光光
度。
1.2试验原理及方法
Cyanex272的有效成分是二(2,4,4-三甲基
戊基)次U 酸，外观为无色到浅琥珀色，液体+溶
液pH 从低到高，金属离子萃取顺序为Fe 3+ >
Zn 2+ >Al + >Mn 2+ >Co 2+ >N0+ ; pH 为 4 左右
时，铁、铝等元素基本上萃取完全+萃取过程属于
酸性配合阳离子交换+
M (# + n HA — MA ”(°)+n H ()。
(1)
收稿日期：2020-08-27
基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC1901801,2018YFC1901803)；宁乡市科技重大专项(NXKJ-ZDZX-(201807))；宁乡市科
技计划项目(NXKJ-JCKY-C201805)) +
第一作者简介：李伟鑫(1995—)，男，本科，主要研究方向为化工工艺+ E-mail : liweixin@brunp. com. cn 。
引用格式：李伟鑫，张荣荣，刘勇奇，等.用Cyanex272从硫酸盐体系中萃取除铝湿法冶金,021 ,0(2):159-162.
・160・湿法冶金2021年4月
将Cyanex272与煤油按一定比例充分混合，
加定量液碱化（以萃余液pH在
4左右为宜），搅拌20〜30min。按一定比例将皂
化有机相与萃原液充分混匀后加液漏斗，在
一定温度下，用JW-B液漏斗振荡器振荡一
间后静，分析中“、钻、猛、铝质量
赵智凤浓度，计算萃取率+中“、钻、猛、铝质度
的测定采用原子吸收分光光度法和ICP法测定+
用较低浓度的硫酸溶液将有机相中的“、钻、
洗涤回收，再用度盐酸溶液作
彗星袭月反萃取剂反萃取负载有机相中的铝，实现铝与“、
、的分离+
2试验结果与讨论
2.1有机相皂化率对萃取的影响
在室温、萃原液pH=3.3条件下，有机相皂
化率对萃余液pH和铝萃取率的影响试验结果见
表1。
表1机对液pH铝的地下城与勇士图片
有机化率/%萃液
pH
间/损/萃取/
s%%
20252000124
25275600839
30308010456
353522321065
403748043072
454072082081
5042乳化
由表1看出：随有机相皂化率升高，铝萃取率
提高，同时主金属损失率也升高；有机相皂化率为50%时，体系会发生乳化和沉淀。皂化时间短，有机相皂化不充分,Na+未置换出相应的H+，不利
于萃取。综合考虑，确定有机相皂化率以40%。
2.2液pH对的
在室温、有机化40%，萃液初始pH对萃余液pH和铝萃取率的影响试验结2。可以看出，随萃原液初始pH增大，铝萃取率提高，损提高。铝完全萃取在pH=3.5左右（存在高含量其他金属时，会有一疋偏移），pH越大，铝卒取得越彻底，但“钻猛等金属损】也会升高。
表2萃原液初始pH对萃余液pH和铝萃取率的影响
萃液初始pH萃液pH损/%萃取/% 1015002
1521018
20280834
25326058
303510066
354214074
2.3相比对萃取的影响
其他条件相同，萃取时间4min，相比K o/K a 对铝萃取率的影响试验如图1+
1/12/13/14/15/1
图1V o/V a对铝萃取率的影响
初中文言文大全
由图1看出：随K o/K a增大，铝萃取率明显提高;K o/K a=5/1时，铝萃取率达100%，但此时有机用率非常低，重，且主金属损；也相应提高，洗涤回收辅料也大大增加+综合考虑，确定K o/K a=1/1，萃取率在72%左右+
2.4萃取时间对萃取的影响
其他条件相同K o/K a=1/1，萃取时间对铝萃取率的影响试验如图2+
30L
o246
萃取时间/min
8
图2间对铝
的
第40卷第2期李伟鑫，等：用Cyanex272从硫酸盐体系中萃取除铝-161-
由图2看出：萃取时间短，两相反应不充分，铝萃取率偏低；随萃取时间延长，铝萃取率逐渐提高并趋于稳定，萃取时间4min时，铝萃取率稳定在72%左右+
2.5其他杂质对萃取的影响
模拟三元金属溶液中主金属含量配制硫酸鎳钻猛溶液。根据Cyanex272对金属萃取顺序可知，铁、锌是显著影响铝萃取的主要杂质金属，因此分别向溶液中加入硫酸铁、硫酸锌+萃原液中铝质量浓度3.263g/L，控制其他因素不变，杂质元素质量浓度对铝萃取率的影响试验结果见表3。
表3杂质元素质量浓度对铝萃取率的影响
杂质元素质量浓度/
（g-L1#
含铁溶液含锌溶液
萃余液中"（Al s+）/（g・L】）铝萃取率/%萃余液中"（Al s+）/（g・L】）铝萃取率/%
0.00.91372.020.90872.17
0.5 1.63150.02 1.57851.64
1.0
2.26530.59 1.98639.14
1.5
2.9878.46 2.56221.48
2.0
3.0337.05 2.89411.31
2.5
3.162 3.10 3.0157.60
3.0 3.2580.15 3.134 3.95
由表3看出，随原液中铁、锌质量浓度增大, Cyanex272对铝的萃取率降低+这是因为Cyanex272对铁、锌离子的萃取优先于对铝的萃取，随铁、锌离子质量浓度增大，相应的铝离子萃取率降低+
2.65级错流萃取
萃原液为三元金属溶液（除铁后），pH=3.3。有机相组成25%Cyanex272+75%煤油，有机相皂化率40%，讥/匕=1/1，在250mL分液漏斗中振荡反应4min，之后静置分相，分离下层水相，再加新水相振荡萃取，重复5次，取第5次负载有机相进行反萃取，分析反萃取液中金属元素质量浓度，计算有机相对金属离子的负载量。结果见表4。
表4有机相对金属离子的负载量mg/L Ni2+Co2+Mn2+Al3+
42.012420.3679167.78972463
反应过程中，有机相颜色由深蓝逐渐变为浅蓝直至无色，推测原因是新加入的料液因pH偏低而将有机相中负载的主金属离子冲洗了下来。据此，可适当减少洗涤段级数+
2.7萃取台架试验
台架试验为5级错流萃取试验+萃原液为三元金属溶液（除铁后），pH=3.3。有机相组成25%Cyanex272+75%磺化煤油，皂化率40%, V o/V a=1/1，在250mL分液漏斗中振荡反应4min!静。5。
表5萃取台架试验结果mg/L 样品Ni2+Co2+Mn2+Al3+
荷塘月色教案
萃前液25812.366224236.626013966.12242329.0
萃液25332.166823153.871611938.9731891.6
反萃取液39.95837.310127.25602354.0
新进入的萃原液会将负载有机相中的主金属离子逐级洗下，然后被新进入的有机相萃取+台架试验中，金属离子会形成闭环；而在串级试验中，由于两相进出是连续的，故被洗下的主金属离子萃液。3
Cyanex272主要以二分子存在，对铝萃取率很低，需要皂化或在碱液中生成金属盐才可提高对铝的萃取率，随皂化率增大，对铝的萃取率提
・162・湿法冶金2021年4月
高；萃原液初始pH增大有利于Cyanex272对铝的萃取，但其他金属损失率也会提高+
其他金属离子的存在对Cyanex272萃取铝有负影响，随溶液中铁和锌浓度提高，铝萃取率下降，直至几乎不能萃取+
在低杂质金属溶液中，铝质量浓度1〜3g/L，原液初始pH为3〜3.5，有机相皂化率40%，搅拌反应4min，铝萃取分离效果较好，主金属损失率不高+
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Solvent Extraction of Aluminum From Sulfate System Using Cyanex272
LI Weixin】，ZHANG Rongrong1,LIU Yongqi1,GONG Qinxue12
(1.Hu^nan Brunp Rccycling Technology Co..Ltd.,Ningxiang410600,China；
2.Hu，nan Bangpu Automoble Cycle Co..Ltd.,Ningxiang410600,China}
Abstract：Solv:nt:xtraction of aluminum from nick:l-cobalt mangan:s:sulfat:solution usingacidic phosphin:Cyan:x272as:xtractant was inv:stigat:d.Th::f:cts of optimum syst:m pH,:xtraction ag:ntconc:ntration,saponificationrat:andphas:ratioon:xtractionofaluminum w:r::xamin:d.Th: r:sultsshowthatund:rth:conditionsofAl3+massconc:ntrationof2〜3g/L,main m:talion mass conc:ntrationofabout70g/L,andnoimpuriti:ssuchasiron,zincandcalcium,usingorganicphas: of25%Cyan:x272+75%sulfonat:dk:ros:n:withsaponificationrat:of40%to:xtractingaluminum, extraction time of4min,V o/V a=1/1,the single-stage extraction rate of aluminum is72%,and the fifth-stageextractionrateis75%.Theremovale f ectofaluminumisgood,andthelossrateofmain metalionsislow
er.
Keywords Cyanex272；sulfate；aluminum；extraction；removal
