1.一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,使用TODGA作為萃取劑,通過(guò)不同酸度下的萃取和反萃取,結(jié)合無(wú)機(jī)沉淀方法實(shí)現(xiàn)Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離,即實(shí)現(xiàn)Li+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+混合金屬離子的分離,具體包括如下步驟:
(1)混合溶液的制備:取硫酸鋰、硝酸鈷、硫酸鎳、硫酸銅和硫酸錳固體混合,用去離子水溶解備用;
(2)萃取液配制:取TODGA,用稀釋劑稀釋備用;
(3)萃取Li+和Cu2+:取步驟(1)制備的混合溶液,調(diào)節(jié)酸度,用萃取液萃取,分液后水相和有機(jī)相備用,Li+和Cu2+絡(luò)合于有機(jī)相中,Co2+、Mn2+和Ni2+存在于水相中;
(4)分離Li+和Cu2+:取步驟(3)所得有機(jī)相,用反萃液將Li+和Cu2+反萃于水相中,加沉淀劑a沉淀過(guò)濾,得到Cu(OH)2和Li+,實(shí)現(xiàn)混合溶液中Li+和Cu2+的分離;
(5)萃取Co2+和Mn2+,分離Ni2+:取步驟(3)所得水相,調(diào)節(jié)酸度,用萃取液萃取,分液后水相和有機(jī)相備用,Ni2+存在于水相中,Co2+和Mn2+絡(luò)合于有機(jī)相中,實(shí)現(xiàn)混合溶液中Ni2+的分離;
(6)分離Co2+和Mn2+:取步驟(5)所得有機(jī)相,用反萃液將Co2+和Mn2+反萃于水相中,加沉淀劑b沉淀過(guò)濾,得到MnO(OH)2和Co2+,實(shí)現(xiàn)混合溶液中Co2+和Mn2+的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(1)中混合溶液分別含Li+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+濃度0.04~0.06mol/L,五種離子濃度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(2)中稀釋劑為石油醚,石油醚密度為0.66-0.68g/mL,TODGA與稀釋劑的質(zhì)量比為1:6~7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(3)中Li+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+混合金屬離子溶液用鹽酸調(diào)節(jié)酸度至鹽酸濃度為4.0~5.0mol/L,萃取條件是調(diào)節(jié)酸度后的混合溶液與萃取液按1:1體積比混合,振蕩萃取,萃取次數(shù)為3~10次,每次振蕩時(shí)間為3min,混合溶液中單一離子與TODGA的摩爾濃度比為1:3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(4)中反萃液為0.8~1.2mol/L鹽酸溶液,反萃條件為反萃液與有機(jī)相按1:1體積比混合,振蕩反萃,反萃次數(shù)為3~5次,每次振蕩時(shí)間為3min,沉淀劑a為5mol/L氫氧化鈉溶液,加至Cu2+完全沉淀,溶液pH>6.7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(5)中用鹽酸調(diào)節(jié)步驟(3)所得水相的酸度至鹽酸濃度為9.0~10.0mol/L,萃取條件是調(diào)節(jié)酸度后的水相溶液與萃取液按1:1體積比混合,振蕩萃取,萃取次數(shù)為3~10次,每次振蕩時(shí)間為3min,混合溶液中單一離子與TODGA的摩爾濃度比為1:3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Li、Co、Ni、Cu、Mn混合金屬離子的分離方法,其特征在于,所述步驟(6)中反萃液為0.8~1.2mol/L鹽酸溶液,反萃條件為反萃液與有機(jī)相按1:1體積比混合,振蕩反萃,反萃次數(shù)為3~5次,每次振蕩時(shí)間為3min,沉淀劑b為25%~28%氨水溶液,加至Mn2+完全沉淀,溶液pH>10.2。