無酸堿消耗提取鎳鈷有了新技術

鎳和鈷廣泛用于電子、汽車、化工、材料等領域，是我國重要的關鍵戰略金屬。近日，中國科學院過程工程研究所研究員齊濤團隊研發出新型氮雜環酰胺萃取劑N-2-乙基己基吡啶-3-甲酰胺，利用該萃取劑可實現氯化體系中鎳和鈷的無酸堿消耗提取。相關研究成果發表在《濕法冶金》Hydrometallurgy上。

濕法冶金溶劑萃取技術是目前提取鎳、鈷的重要手段，但提取過程中需要控制提取料液的酸堿度，常常消耗大量的酸和堿。同時，受尾液排放限制，蒸發尾液耗能高，廢鹽產量大，對環境造成嚴重影響。

研究團隊深入研究鎳、鈷離子在氯化體系中的配位機理，并結合分子設計原理，在實驗室成功研發新型氮雜環酰胺萃取劑N-2-乙基己基吡啶-3-甲酰胺。對鎳和鈷進行選擇性萃取，對鎂、鈣、鋁、鉻等大量共存雜質離子進行高效分離，含大量雜質的母液循環浸出并達到平衡，從而避免了尾液蒸發耗能高、廢鹽產量大、污染嚴重等問題。通過相似結構單晶衍射證實，氯化鎳分子結合兩分子吡啶雜環上的氮配位，形成穩定的八面體結構，大分子酰胺官能團提供了配位所需要的電子云密度以及合適的空間結構。

新試劑從氯化物溶液中萃取鎳的機制。研究團隊供圖

鎳鈷萃取-水反萃熱解后可得到高純鎳鈷產品。利用該萃取劑的特性，研發團隊又開發了紅土鎳礦全循環綠色鎳鈷提取新工藝。實驗顯示，通過礦浸出、鐵循環、鎳鈷萃取循環、母液循環等工序，在無酸堿消耗、無廢液排放條件下實現了純鎳鈷產品的生產，該項新工藝為各種類型的紅土鎳礦濕法氯化冶煉提供了新的方案與思路。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2024.106337