学文网摘 要：本文结合含锰硫酸钴溶液的组成，对P204萃取分离钴、锰过程进行解析。计算了萃取箱的萃取级数、反钴级数、反锰级数、相比O/A、各级中钴、锰组分的分配、金属回收率等基础数据，并提供了P204萃取分离钴、锰工艺技术参数，供P204萃取分离钴、锰萃取箱的设计者和操作者参考。
关键词：P204；萃取；钴；锰
中***分类号：TF79 文献标识码：A
本文结合含锰硫酸钴溶液的组成，对P204萃取分离钴、锰过程进行解析。计算了萃取箱的萃取级数、洗涤级数、反锰级数、相比O/A、各级中钴、锰组分的分配、金属回收率等数据，并提出了P204萃取分离钴、锰工艺技术参数，供P204萃取分离钴、锰萃取箱的设计者和操作者参考。
1 原料液的组成
以硫酸镍生产过程中回收的含钴、锰的溶液为原料液，原料液中钴、锰组分含量如表1。
表1 原料液的组成
组分 原料液 计算基准
g/L g/L
Co 40～50 50
Mn 25～30 30
2 P204萃取钴、锰的顺序与pH值的关系
《湿法冶金手册》描述了在不同pH值下P204萃取金属的顺序，如***1。
***1 不同pH值下P204萃取金属的顺序
使用Corel DRAW和excel软件对***1中钴、锰的萃取率E与pH关系曲线进行回归分析，曲线拟合方程如下：
Co： （ x=1.4～4.0，
R2=0.9985） （式1）
Mn： （ x=1.4～4.0，
R2=0.9975） （式2）
式中y为萃取率E，x为pH值。
3 工艺技术参数的解析
3.1 萃取—反萃过程pH值
根据钴、锰萃取率E和pH关系回归曲线函数，分别计算出pH=1.5、2.0、2.5、3.0、3.5和4.0时的萃取率，取萃取—反萃过程中相比O/A=1，由分配比D与萃取率E的关系式，计算出钴、锰在萃取过程中的分配比D1的计算见表2。
表2 O/A=1，钴、锰萃取分配比D1的计算
计算过程
Co Mn
pH E=式1 D1=E/（1-E），
O/A=1 pH E=式2 D1=E/（1-E），
O/A=1
1.5 1.38% 0.013993 1.5 10.73% 0.120197
2 2.95% 0.030397 2 28.01% 0.389082
2.5 6.32% 0.067464 2.5 45.29% 0.827819
3 13.55% 0.156738 3 62.57% 1.671654
3.5 29.03% 0.409046 3.5 79.85% 3.962779
4 62.20% 1.645503 4 97.13% 33.843206
绘制分配比D1与pH曲线，如***2。
由***2知，根据高锰硫酸钴溶液的特性，兼顾萃取分离过程中钴、锰的回收率，取萃取级pH=3.0～3.5，洗钴级pH=4.0，反锰级pH=2.0。
3.2 萃取级数
根据萃取过程物料平衡关系推导出金属在萃取级中的分配见表3，计算萃取级数n与萃取率E之间的关系为：n= -lgB/lg（1-E）， B为纯化倍数。
以1.0L原料液（表1）为计算基准，取纯化倍数B=3000，计算得萃取级数N=9的数据见表4。
由表3、表4，计算得pH=3.0时，各组分在萃取第9级的分配含量见表5。
3.3反萃级数
根据反萃过程物料平衡关系推导出金属在反萃级的分配见表6，计算得反萃级数n与萃取率E之间的关系为：n= -lgB/lg（1-E），B为纯化倍数。
3.3.1 反钴级数
根据表5，取反钴有机yn=1.0g，计算得反钴级数N=9时的数据见表7。
由表6-7中参数，计算pH=4.0时，各组分在反钴第9级的分配含量见表8。
3.3.2 反锰级数
根据表8，取反锰有机yn=0.5g，计算反锰级数N=6时的数据见表9。
由表6和表9中参数，计算pH=2.5时反锰第6级各组分的分配含量见表10。
4 萃余液和反锰液的组成
实际操作中，反钴水相（表8）通常汇入萃取进料级，则P204萃取率随水相体积的增大而降低。按照萃取率E、分配比D和相比O/A关系式（式3），计算得萃取过程中钴、锰实际萃取率EO/A，计算过程见表11。
综合上述表中参数，计算得钴、锰的回收率分别为98.82%和93.47%。
结语
本文计算的萃取箱的萃取级数、反钴级数、反锰级数、相比O/A、各级中钴、锰组分的分配等工艺技术数据与实际生产中基本一致，可供P204萃取分离钴、锰萃取箱的设计者和操作者参考。
参考文献
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