溶剂萃取又称液液萃取,是近代发展起来的分离、提纯、富集金属或其他物质的一种迅速发展的应用技术,已广泛用于核燃料后处理、化工、冶金、环保等领域。溶剂萃取技术在有色金属生产中成为一种重要的有效分离提纯方法。随着高冰镍精炼工艺的进展,钴镍精炼逐渐转向全湿法精炼工艺,全湿法精炼工艺的发展推动了溶剂萃取技术在镍钴湿法冶金中应用研究的发展。
我国现有的较大规模的生产厂,仍采用化学沉淀法进行钴镍分离和镍溶液的净化,金属收率低,生产效率低,劳动条件差。为使溶剂萃取技术在我国的镍钴湿法冶金中应用取得新的进展。一方面应开发易于与萃取工艺过程相衔接的高冰镍精炼新工艺,另一方面应在研制新的有效萃取剂,开发高效萃取设备,提高萃取过程自动化水平等方面进一步开展工作,将我国的镍钴湿法冶金技术提高到一个新水平。
高冰镍精炼就金属分离而言主要是主金属镍和铜、钴、铁的分离,就镍溶液的净化而言还包括与其他微量杂质元素的分离(如锌、铅、锰等)。高冰镍的传统精炼工艺和60年代的硫化镍直接电解工艺,包括我国目前采用的硫化镍可溶阳极电解工艺中的主金属与铜、钴、铁的分离和溶液净化均为采用萃取技术。传统的主金属镍与铜的分离与净化方法分离效果差,过程复杂,金属收率低。当高冰镍精炼工艺发展了硫酸浸出、盐酸浸出、氯气浸出新工艺后,铜、铁、钴与镍分离和回收工艺中萃取技术的应用有了新的进展。
在高冰镍精炼工艺中,铁的分离与净化法有中和法、黑氢氧镍氧化沉淀法、空气氧化碳酸镍沉淀法、黄钠铁矾和针铁矿除铁法等。中和法的最大缺点是主金属损失大。全湿法精炼工艺应用于工业生产后,萃取法除铁有了新进展。
萃取设备是萃取应用技术的重要组成部分,一般可分为箱式设备、柱式设备和离心萃取机三大类。前二者是在重力场利用密度差分相的,后者是利用离心力分相的。
箱式设备(混合澄清槽),是应用最为广泛的萃取设备,特别是在我国,除了核燃料后处理厂外,其他萃取工厂均采用的是不同形式的混合澄清槽。我公司研制了新型的混合澄清槽,在提高效率,减少滞留体积等方面取得了新的进展,已广泛用于稀土萃取分离工业生产中。
柱式设备有转盘塔、筛板塔、脉冲筛板塔、振动筛板塔等。塔式设备效率高,滞留量小,易于实现自动控制。
离心萃取机是近几年迅速发展起来,在工业中得到广泛应用的萃取设备,它的萃取生产能力大,相分离效率高,传质效率高。天一萃取研制的新型CWL-M型离心萃取机已在湿法冶金、石油化工、有机化工、医药、核燃料处理等领域的工艺研究和工业生产中应用,收到了十分的效果。离心萃取机作为设备本身的投资比其他设备高,但作为萃取系统的总体投资并不高于采用其他萃取设备的总体投资。