稀土储氢合金废料中镍钴稀土的湿法回收研究

【摘要】稀土储氢合金具有优良的动力学性能、稳定性和较高的储氢容量，是最早实现大规模工业化应用的储氢合金~([1])。随着稀土储氢材料的广泛应用，稀土储氢行业产生了大量的稀土储氢合金废料，其中含有大量的宝贵金属资源，特别是稀土、镍和钴金属元素。本文利用湿法冶金技术回收废料中的钴、镍及稀土元素，得到以下结果：将稀土储氢合金废料预处理后，采用“碳酸钠高温焙烧-水浸”法，将碳酸钠焙烧后以铝酸钠形式存在的铝元素除去。通过碳酸钠添加量、焙烧温度、焙烧时间、水浸温度、水浸时间、搅拌速度单因素实验，结果表明铝去除率可达98.65%。将除铝后得到的水浸渣用盐酸溶解，提取钴、镍、锰及稀土元素。对双氧水加入量、盐酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间、搅拌速度进行单因素试验，结果表明，锰、稀土元素、钴、镍的浸出率分别为99.78%、99.04%、98.54%、98.47%。采用“氨分离”法制备浸出液，加入氨水调节pH值，使钴、镍元素形成可溶性氨络合物，锰、稀土元素形成氢氧化物沉淀，从而将钴、镍元素与锰、稀土元素分离。通过pH值、氯化铵浓度、反应时间、搅拌转速等单因素试验结果表明，钴元素收率为99.03%，镍元素收率为99.70%。氨分渣中含有锰和稀土元素，采用“氧化-溶解”法，先用双氧水将氢氧化锰氧化成不溶于稀硝酸的水合二氧化锰，再用稀硝酸溶解氨分渣中的稀土元素，实现稀土元素与锰元素的分离。通过对双氧水加入量、氧化时间、氧化搅拌速度、溶解硝酸浓度、溶解固相配比、溶解时间、溶解搅拌速度进行单因素实验，结果表明：锰元素浸出率不超过0.10%，稀土元素浸出率达99.99%，溶液中稀土元素质量分数达99.99%。氨分离液中含钴、镍元素，采用“氧化-氨萃取”法，先用过硫酸铵将二价钴氨配合物氧化成惰性的三价钴配合物，再用30%P204磺化煤油萃取。通过对pH值、氧化剂过硫酸铵加入量、氯化铵加入量、萃取时间、萃取温度、相比、反萃剂中硫酸浓度、反萃时间进行单因素实验,结果表明:钴元素的萃取率小于0.1%,镍元素的萃取率大于90%,有机相中镍元素的纯度达到99.99%,经硫酸反萃得到硫酸镍。