FR3143020A1 - Procédé de recyclage du manganèse et du fluor à partir d'une solution de sel de manganèse - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse, qui comprend les étapes suivantes consistant à : mélanger un agent d'extraction, un agent de co-extraction et un diluant pour préparer une phase organique pour une extraction, dans lequel l'agent de co-extraction est du phosphate de trioctyle et l'agent d'extraction est un composé d'acide carboxylique ; extraire une solution de sel de manganèse contenant du fluor avec la phase organique pour une extraction pour obtenir une phase organique chargée et une phase d'eau de raffinat ; laver la phase organique chargée avec un liquide de lavage, puis effectuer une extraction inverse en deux étapes pour réaliser une séparation du fluor et du manganèse, de manière à obtenir une solution de sel de manganèse de qualité batterie et une solution de sel de fluorure. Selon la divulgation, le recyclage du manganèse et l'utilisation des ressources en fluor dans une solution de lixiviation de sel de manganèse à haute teneur en fluor sont réalisés par un procédé de co-extraction en une étape, la solution de sel de manganèse de qualité batterie est directement utilisée pour synthétiser un précurseur ternaire, la solution de sel de fluorure est recyclée pour une procédure d'élimination de calcium et de magnésium, et cette technologie présente les avantages d'une capacité d'extraction élevée, d'un taux de recyclage élevé, d'un flux technologique court, de matériaux auxiliaires sûrs et simples, d'aucune génération de déchets dangereux et d'un faible investissement en équipement, en réalisant ainsi un recyclage de courte portée à haute valeur ajoutée du manganèse et du fluor.
(À publier avec la FIGURE 1)
Description
La présente invention concerne le domaine technique de l'hydrométallurgie, et concerne en particulier un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse.
À l'heure actuelle, les ions calcium et magnésium dans une solution de sulfate de manganèse sont principalement éliminés en ajoutant un fluorure pour former des précipités de fluorure de calcium et de fluorure de magnésium et en éliminant les précipités par filtration-compression. Cependant, dans une étape d'élimination de calcium et de magnésium, il est facile pour les ions calcium et magnésium de former des complexes avec des ions fluor, tels que l'hexafluorure de calcium et l'hexafluorure de magnésium, de sorte qu'il est nécessaire d'ajouter beaucoup de fluorures dans la solution pour précipiter le calcium et le magnésium. D'une manière générale, il est nécessaire de maintenir une concentration en ions fluor dans la solution de 3,5 g/l à 4 g/l, de sorte que les teneurs propres en calcium, magnésium et lithium de la solution puissent être réduites à 40 mg/l ou moins.
Afin de recycler le fluor, le fluor dans la solution est généralement recyclé par extraction. Une solution de sulfate de manganèse contenant du fluor soumise à une élimination de calcium et de magnésium est d'abord acidifiée, de sorte que les ions fluor dans la solution sont convertis en molécules d'acide fluorhydrique, puis un agent d'extraction est ajouté pour extraire les molécules d'acide fluorhydrique en une phase organique, le fluor dans la phase organique entre dans une phase aqueuse après une extraction inverse, et le fluor recyclé continue d’éliminer le calcium et le magnésium à partir de la solution de sulfate de manganèse, en recyclant ainsi le fluor.
Dans une extraction inverse traditionnelle du fluor dans la phase organique, de l'eau ammoniacale, de la poudre de manganèse métallique et une solution alcaline sont généralement utilisées pour ajuster une valeur de pH afin de recycler le fluor. Pour la solution de sulfate de manganèse, si l'eau ammoniacale et la solution alcaline sont utilisées comme agents d'extraction inverse, l'eau ammoniacale et la solution alcaline ne sont plus utilisées pour ajuster la valeur du pH dans une étape de recyclage du fluor des produits de sulfate de manganèse. Lorsque la poudre de manganèse métallique est utilisée comme agent d'extraction inverse, d'autres impuretés ne seront pas introduites, cependant, une grande quantité d'hydrogène gazeux sera produite dans une étape d'extraction inverse dans les produits de sulfate de manganèse, en provoquant ainsi un risque grave pour la sécurité.
Le brevet chinois CN114507781A prépare un agent d'extraction inverse par une réaction d’oxydoréduction, puis utilise l'agent d'extraction inverse pour l'extraction et la défluoration d'une solution de sulfate de manganèse, comprenant un pulpage de quantités équimolaires de dioxyde de manganèse et de sulfure de baryum dans de l'eau pure, puis l'ajout du mélange pulpé dans la solution de sulfate de manganèse avec une quantité équimolaire d'ions manganèse pour une réaction, et la filtration d'un matériau humide comme agent d'extraction inverse pour une extraction et une défluoration. Le brevet chinois CN103451449B divulgue un procédé de séparation par activation-extractions pour des ions fluor et chlorure dans une solution de sulfate de zinc, qui comprend un ajustement d'une valeur de pH et d'une température d'une nouvelle solution contenant d'abord un acide fluorochlorosulfurique, puis un ajout d'un agent d'activation pour détruire un complexe métallique contenant du fluor afin de convertir le fluor en HF, puis une extraction des ions fluor et chlorure avec une phase organique constituée de N235 en tant qu'agent d'extraction, de TBP en tant qu'agent de co-extraction, de n-octanol en tant qu'agent de modification et d'huile de solvant 260# en tant que diluant, et une soumission d'un raffinat à une clarification au repos en plusieurs étapes, une purification par ultrasons et une adsorption au charbon actif pour éliminer une substance organique. Cependant, ces procédés présentent les défauts d'une technologie compliquée et d'un coût d'investissement élevé.
Il existe de nombreux procédés pour éliminer le fluor à partir de la solution, mais cependant, aucun procédé pour réaliser le recyclage du manganèse et l'utilisation des ressources en fluor par un procédé en une seule étape n'a été rapporté jusqu’à maintenant, et les problèmes de long flux technologique, de coût de production élevé et le faible taux de recyclage du fluor dans l'art antérieur doivent être résolus de toute urgence.
La présente divulgation vise à résoudre au moins l'un des problèmes techniques décrits ci-dessus de la technique antérieure. Par conséquent, la présente divulgation fournit un procédé pour recycler le manganèse et le fluor à partir d'une solution de sel de manganèse, comprenant une extraction d'une solution de lixiviation de sel de manganèse à haute teneur en fluor après avoir été soumise à une élimination de calcium et de magnésium en utilisant une phase organique pour l'extraction consistant en un agent d'extraction d'un composé d'acide carboxylique, un agent de co-extraction de phosphate de trioctyle et un diluant, puis une réalisation d'une extraction inverse en deux étapes pour réaliser une séparation du fluor et du manganèse, de manière à obtenir une solution de sel de manganèse de qualité batterie et une solution de sel de fluorure, et un recyclage de la solution de sel de fluorure pour une procédure d'élimination de calcium et de magnésium, de sorte que le recyclage du manganèse et l'utilisation des ressources en fluor sont réalisés par un procédé en une étape.
Selon un aspect de la présente divulgation, un procédé de recyclage du manganèse et du fluor à partir d'une solution de sel de manganèse est fourni, qui comprend les étapes consistant à :
S1 : mélanger un agent d'extraction, un agent de co-extraction et un diluant pour préparer une phase organique pour une extraction, l'agent de co-extraction étant le phosphate de trioctyle et l'agent d'extraction étant un composé d'acide carboxylique, avec une structure qui suit :
, m et n sont choisis indépendamment parmi des nombres entiers de 1 à 21, respectivement, et 10≤m+n≤22 ;
, m et n sont choisis indépendamment parmi des nombres entiers de 1 à 21, respectivement, et 10≤m+n≤22 ;
S2 : extraire une solution de sel de manganèse contenant du fluor avec la phase organique pour une extraction à une valeur de pH de 5 à 10 afin d’obtenir une phase organique chargée et une phase aqueuse de raffinat ;
S3 : laver la phase organique chargée avec un liquide de lavage ; et
S4 : effectuer une extraction inverse de première étape sur la phase organique chargée après qu’elle ait été lavée avec un agent d'extraction inverse acide pour obtenir une solution de sel de manganèse de qualité batterie, et effectuer une extraction inverse de seconde étape sur la phase organique chargée après qu’elle ait été soumise à l'extraction inverse de première étape avec un agent d'extraction inverse alcalin pour obtenir une solution de sel de fluorure.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, en termes de volume de la phase organique pour une extraction de 100 %, un volume de l'agent d'extraction est de 20 % à 30 %, et un volume de l'agent de co-extraction est de 5 % à 10 %.
Dans des modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, l'agent d'extraction est un agent d'extraction BC196 disponible dans le commerce auprès de Suzhou Bocui Circulation Technology Co., Ltd., qui est un liquide incolore ou jaunâtre avec une densité de 0,85 g/mL à 0,88 g/mL et une pureté égale ou supérieure à 90 % ; et le phosphate de trioctyle est disponible dans le commerce auprès de Mengrong Chemical Engineering Co., Ltd.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, le diluant est au moins un parmi le kérosène sulfoné, l'Escaid110, l'heptane, l'hexane, le dodécane, le sec-octanol ou l'isooctanol.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, en termes de volume de la phase organique pour une extraction de 100 %, un volume du diluant est de 60 % à 75 %.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, la solution de sel de manganèse contenant du fluor est une solution préparée en soumettant un déchet de batterie à une lixiviation, à une élimination du fer et de l'aluminium, et à une élimination du calcium et du magnésium avec du fluorure de sodium.
Dans certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, à l'étape S2, la solution de sel de manganèse contenant du fluor est extraite avec la phase organique pour une extraction à une valeur de pH de 6 à 9.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, la phase organique pour une extraction est en outre soumise à un traitement de saponification avant d'être utilisée pour une extraction, et un degré de saponification du traitement de saponification est de 0 % à 50 %. En outre, un agent saponifiant utilisé dans le traitement de saponification est une solution alcaline présentant une concentration de 6 moles/L à 12 moles/L. En outre, l'agent saponifiant est au moins un parmi l'hydroxyde de sodium, l'eau ammoniacale, l'hydroxyde de potassium ou l'hydroxyde de magnésium. Le traitement de saponification est effectué en fonction de la concentration de la solution de sel de manganèse contenant du fluor, et si la concentration est particulièrement faible, une faible saponification ou aucune saponification est effectuée.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, la solution de sel de manganèse contenant du fluor présente une concentration en fluor de 2,5 g/l à 5 g/l, une concentration en manganèse de 20 g/l à 60 g/l, une concentration en sodium de 20 g/l à 35 g/l et une concentration en fer et en aluminium de 0,002 g/l à 0,005 g/l.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, un rapport volumique de la phase organique pour une extraction à la solution de sel de manganèse contenant du fluor dans une opération d'extraction est de 1: (0,2 à 1).
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, une valeur de pH de la phase aqueuse de raffinat est régulée entre 6 et 9. La valeur de pH de la phase aqueuse de raffinat est commandée par un débit d'écoulement de la solution alcaline utilisée dans le traitement de saponification, un débit d'écoulement de la phase organique pour une extraction et un débit d'écoulement d'un liquide de matière première, et un pH cible est atteint en ajustant les débits d'écoulement dans diverses procédures.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, l'extraction est une extraction en une seule étape ou une extraction à contre-courant en plusieurs étapes.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, le liquide de lavage présente une concentration en H+de 0 mole/L à 1 mole/L. En outre, le liquide de lavage est de l'eau ou une solution d'acide dilué, et la solution d'acide dilué est au moins une parmi une solution d'acide sulfurique, une solution d'acide chlorhydrique, une solution d'acide phosphorique ou une solution d'acide oxalique.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée est (0,05 à 0,5): 1.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, le lavage est un lavage à contre-courant en plusieurs étapes, avec 1 à 4 étapes.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, l'agent d'extraction inverse acide présente une concentration en H+de 3 moles/L à 5 moles/L ; et l'agent d'extraction inverse acide est au moins une parmi une solution d'acide sulfurique ou une solution d'acide chlorhydrique.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, un rapport en volume de l'agent d'extraction inverse acide à la phase organique chargée après avoir été lavée est (0,05 à 0,5): 1.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, l'agent d'extraction inverse alcalin est au moins une parmi une solution d'hydroxyde de sodium, de l'eau ammoniacale ou une solution de carbonate de sodium ; et une concentration de l'agent d'extraction inverse alcalin est de 0,5 mole/L à 2,0 moles/L.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, un rapport volumique de l'extraction inverse alcaline à la phase organique chargée après avoir été soumise à l'extraction inverse de première étape est (0,05 à 0,2): 1.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, le traitement d'extraction inverse de première étape est une extraction inverse à contre-courant en plusieurs étapes, avec 1 à 4 étapes.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, le traitement d'extraction inverse de seconde étape est une extraction inverse à contre-courant en plusieurs étapes, avec 1 à 3 étapes.
Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S4, la solution de sel de fluorure revient à une procédure d'élimination du calcium et du magnésium.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente divulgation, la présente invention présente au moins les effets bénéfiques suivants.
1. Selon la présente divulgation, la phase organique d'extraction constituée de l'agent d'extraction de composé d'acide carboxylique, de l'agent de co-extraction de phosphate de trioctyle et du diluant est utilisée pour réaliser le recyclage du manganèse et l'utilisation des ressources en fluor dans la solution de lixiviation de sel de manganèse à haute teneur en fluor par l’intermédiaire du procédé de co-extraction en une étape, la solution de sel de manganèse de qualité batterie et la solution de sel de fluorure sont obtenues, la solution de sel de manganèse de qualité batterie est directement utilisée pour synthétiser le précurseur ternaire, et la solution de sel de fluorure est recyclée pour la procédure d'élimination de calcium et de magnésium. Selon la présente divulgation, le carboxyle dans l'agent d'extraction présente un effet complexant sur le fluor et le manganèse, de sorte que l'agent d'extraction de composé d'acide carboxylique et l'agent de co-extraction de phosphate de trioctyle présentent une excellente sélectivité pour le fluor et le manganèse à une valeur de pH plus élevée, et l'agent d'extraction présente une capacité de charge élevée, une faible solubilité dans l'eau, une petite perte organique, une performance d'extraction stable, et une utilisation et un fonctionnement simples.
2. Dans la solution de sel de manganèse de qualité batterie et la solution de sel de fluorure obtenues par le procédé de la présente divulgation, un taux de recyclage du manganèse peut atteindre 98 % ou plus et un taux de réutilisation du fluor peut atteindre 90 % ou plus ; dans la solution de sel de manganèse de qualité batterie, une teneur en manganèse est supérieure à 100 g/L, une teneur en fluor est inférieure à 50 ppm et une teneur en sodium est inférieure à 100 ppm ; et dans la solution de sel de fluorure, une teneur en fluor est supérieure à 20 g/L ; et
3. Cette technologie présente les avantages d'une capacité d'extraction élevée, d'un taux de recyclage élevé, d'un flux technologique court, de matériaux auxiliaires sûrs et simples, d'une absence de production de déchets dangereux et d'un faible investissement en équipement, en permettant ainsi un recyclage à courte portée de manganèse et de fluor à haute valeur ajoutée.
La présente divulgation est décrite plus en détail ci-dessous en référence aux dessins et exemples, où :
Le concept et l'effet technique généré de la présente divulgation sont clairement et complètement décrits ci-dessous en référence à des exemples pour comprendre pleinement les objectifs, les caractéristiques et les effets de la présente divulgation. Bien entendu, les exemples décrits ne sont que quelques-uns et non tous les exemples de la présente divulgation, et sur la base des exemples de la présente divulgation, d'autres exemples obtenus par l'homme du métier sans passer par un travail créatif appartiennent tous à la portée de protection de la présente divulgation.
Exemple 1
Un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse, en se reportant à la , présentait un processus spécifique comme suit.
(1) Un agent d'extraction BC196 (disponible dans le commerce auprès de Suzhou Bocui Circulation Technology Co., Ltd., avec une formule structurelle comme suit :
), un agent de co-extraction de phosphate de trioctyle (Mengrong Chemical Engineering Co., Ltd.) et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour extraction selon un rapport volumique de 20 %: 5%: 75 %.
), un agent de co-extraction de phosphate de trioctyle (Mengrong Chemical Engineering Co., Ltd.) et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour extraction selon un rapport volumique de 20 %: 5%: 75 %.
(2) La phase organique pour une extraction préparée à l'étape (1) a été saponifiée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 moles/L et un degré de saponification de 40 %.
(3) Une valeur de pH d'une solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium a été ajustée à 6,0, une extraction à contre-courant en quatre étapes a été effectuée selon un rapport volumique de la solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium (fluor : 2,6 g/l, manganèse : 30 g/l, sodium : 25 g/l, et fer et aluminium : 0,004 g/l) à la phase organique pour une extraction après avoir été soumis à la saponification de 1: 3, et la solution extraite a été laissée au repos pendant 5 minutes, puis soumise à une séparation de phase pour séparer une phase organique supérieure d'une phase aqueuse inférieure (raffinat), de manière à obtenir une phase organique chargée.
(4) Un lavage à contre-courant en trois étapes a été effectué avec de l'eau pure comme liquide de lavage selon un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée de 1: 20, de manière à obtenir une phase organique lavée.
(5) Une extraction inverse à contre-courant en trois étapes a été réalisée avec une solution d'acide sulfurique présentant une concentration de 2,0 moles/L selon un rapport volumique de la solution d'acide sulfurique à la phase organique lavée de 1: 20, et une solution de sulfate de manganèse de qualité batterie a été obtenue après enrichissement cyclique.
(6) Une extraction inverse à contre-courant en deux étapes a été réalisée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 1 mole/L selon un rapport volumique de la solution d'hydroxyde de sodium à la phase organique chargée après avoir été soumise à une extraction inverse de première étape au moyen de l'acide de 1: 20, et une solution de fluorure de sodium a été obtenue après enrichissement cyclique, qui est revenue à une procédure d'élimination frontale du calcium et du magnésium.
Exemple 2
Un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse a été fourni, comprenant les étapes spécifiques suivantes.
(1) Un agent d'extraction BC196 (Suzhou Bocui Circulation Technology Co., Ltd.), un agent de co-extraction de phosphate de trioctyle et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour extraction selon un rapport volumique de 20 %: 10%: 70 %.
(2) La phase organique pour une extraction préparée à l'étape (1) a été saponifiée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 moles/L et un degré de saponification de 40 %.
(3) Une valeur de pH d'une solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium a été ajustée à 6,0, une extraction à contre-courant en quatre étapes a été effectuée selon un rapport volumique de la solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium (fluor : 2,6 g/l, manganèse : 30 g/l, sodium : 25 g/l, et fer et aluminium : 0,004 g/l) à la phase organique pour une extraction après avoir été soumis à la saponification de 1: 3, et la solution extraite a été laissée au repos pendant 5 minutes, puis soumise à une séparation de phase pour séparer une phase organique supérieure d'une phase aqueuse inférieure (raffinat), de manière à obtenir une phase organique chargée.
(4) Un lavage à contre-courant en trois étapes a été effectué avec de l'eau pure comme liquide de lavage selon un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée de 1: 20, de manière à obtenir une phase organique lavée.
(5) Une extraction inverse à contre-courant en trois étapes a été réalisée avec une solution d'acide sulfurique présentant une concentration de 2,0 moles/L selon un rapport volumique de la solution d'acide sulfurique à la phase organique lavée de 1: 20, et une solution de sulfate de manganèse de qualité batterie a été obtenue après enrichissement cyclique.
(6) Une extraction inverse à contre-courant en deux étapes a été réalisée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 1 mole/L selon un rapport volumique de la solution d'hydroxyde de sodium à la phase organique chargée après avoir été soumise à une extraction inverse de première étape au moyen de l'acide de 1: 20, et une solution de fluorure de sodium a été obtenue après enrichissement cyclique, qui est revenue à une procédure d'élimination frontale du calcium et du magnésium.
Exemple 3
Un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse a été fourni, comprenant les étapes spécifiques suivantes.
(1) Un agent d'extraction BC196 (Suzhou Bocui Circulation Technology Co., Ltd.), un agent de co-extraction de phosphate de trioctyle et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour extraction selon un rapport volumique de 25 %: 10%: 65 %.
(2) La phase organique pour une extraction préparée à l'étape (1) a été saponifiée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 moles/L et un degré de saponification de 50 %.
(3) Une valeur de pH d'une solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium a été ajustée à 6,0, une extraction à contre-courant en quatre étapes a été effectuée selon un rapport volumique de la solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium (fluor : 2,6 g/l, manganèse : 30 g/l, sodium : 25 g/l, et fer et aluminium : 0,004 g/l) à la phase organique pour une extraction après avoir été soumis à la saponification de 1: 3, et la solution extraite a été laissée au repos pendant 5 minutes, puis soumise à une séparation de phase pour séparer une phase organique supérieure d'une phase aqueuse inférieure (raffinat), de manière à obtenir une phase organique chargée.
(4) Un lavage à contre-courant en trois étapes a été effectué avec de l'eau pure comme liquide de lavage selon un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée de 1: 20, de manière à obtenir une phase organique lavée.
(5) Une extraction inverse à contre-courant en trois étapes a été réalisée avec une solution d'acide sulfurique présentant une concentration de 2,0 moles/L selon un rapport volumique de la solution d'acide sulfurique à la phase organique lavée de 1: 20, et une solution de sulfate de manganèse de qualité batterie a été obtenue après enrichissement cyclique.
(6) Une extraction inverse à contre-courant en deux étapes a été réalisée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 1 mole/L selon un rapport volumique de la solution d'hydroxyde de sodium à la phase organique chargée après avoir été soumise à une extraction inverse de première étape au moyen de l'acide de 1: 20, et une solution de fluorure de sodium a été obtenue après enrichissement cyclique, qui est revenue à une procédure d'élimination frontale du calcium et du magnésium.
Exemple comparatif 1
Un procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse a été fourni, qui était différent de celui de l'Exemple 1 en ce sens que l'agent d'extraction BC196 a été remplacé par une quantité équivalente d'agent d'extraction C272, comprenant les étapes spécifiques suivantes.
(1) Un agent d'extraction C272, un co-extracteur de phosphate de trioctyle et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour extraction selon un rapport volumique de 20%: 5%: 75 %.
(2) La phase organique pour une extraction préparée à l'étape (1) a été saponifiée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 moles/L et un degré de saponification de 40 %.
(3) Une valeur de pH d'une solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium a été ajustée à 6,0, une extraction à contre-courant en quatre étapes a été effectuée selon un rapport volumique de la solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium (fluor : 2,6 g/l, manganèse : 30 g/l, sodium : 25 g/l, et fer et aluminium : 0,004 g/l) à la phase organique pour une extraction après avoir été soumis à la saponification de 1: 3, et la solution extraite a été laissée au repos pendant 5 minutes, puis soumise à une séparation de phase pour séparer une phase organique supérieure d'une phase aqueuse inférieure (raffinat), de manière à obtenir une phase organique chargée.
(4) Un lavage à contre-courant en trois étapes a été effectué avec de l'eau pure comme liquide de lavage selon un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée de 1: 20, de manière à obtenir une phase organique lavée.
(5) Une extraction inverse à contre-courant en trois étapes a été réalisée avec une solution d'acide sulfurique présentant une concentration de 2,0 moles/L selon un rapport volumique de la solution d'acide sulfurique à la phase organique lavée de 1: 20, et une solution de sulfate de manganèse de qualité batterie a été obtenue après enrichissement cyclique.
(6) Une extraction inverse à contre-courant en deux étapes a été réalisée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 1 mole/L selon un rapport volumique de la solution d'hydroxyde de sodium à la phase organique chargée après avoir été soumise à une extraction inverse de première étape au moyen de l'acide de 1: 20, et une solution de fluorure de sodium a été obtenue après enrichissement cyclique.
Exemple comparatif 2
Un procédé de recyclage du manganèse et du fluor à partir d'une solution de sel de manganèse a été fourni, qui était différent de celui de l'exemple 1 en ce sens que le phosphate de trioctyle n'a pas été ajouté dans la phase organique pour une extraction, comprenant les étapes spécifiques suivantes.
(1) Un agent d'extraction BC196 et un diluant Escaid110 ont été préparés dans une phase organique pour une extraction selon un rapport volumique de 20%: 80 %.
(2) La phase organique pour une extraction préparée à l'étape (1) a été saponifiée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 moles/L et un degré de saponification de 40 %.
(3) Une valeur de pH d'une solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium a été ajustée à 6,0, une extraction à contre-courant en quatre étapes a été effectuée selon un rapport volumique de la solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium (fluor : 2,6 g/l, manganèse : 30 g/l, sodium : 25 g/l, et fer et aluminium : 0,004 g/l) à la phase organique pour une extraction après avoir été soumis à la saponification de 1: 3, et la solution extraite a été laissée au repos pendant 5 minutes, puis soumise à une séparation de phase pour séparer une phase organique supérieure d'une phase aqueuse inférieure (raffinat), de manière à obtenir une phase organique chargée.
(4) Un lavage à contre-courant en trois étapes a été effectué avec de l'eau pure comme liquide de lavage selon un rapport volumique du liquide de lavage à la phase organique chargée de 1: 20, de manière à obtenir une phase organique lavée.
(5) Une extraction inverse à contre-courant en trois étapes a été réalisée avec une solution d'acide sulfurique présentant une concentration de 2,0 moles/L selon un rapport volumique de la solution d'acide sulfurique à la phase organique lavée de 1: 20, et une solution de sulfate de manganèse de qualité batterie a été obtenue après enrichissement cyclique.
(6) Une extraction inverse à contre-courant en deux étapes a été réalisée avec une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 1 mole/L selon un rapport volumique de la solution d'hydroxyde de sodium à la phase organique chargée après avoir été soumise à une extraction inverse de première étape au moyen de l'acide de 1: 20, et une solution de fluorure de sodium a été obtenue après enrichissement cyclique.
Les teneurs des éléments principaux dans les solutions de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium, les solutions de sulfate de manganèse de qualité batterie et les solutions de fluorure de sodium dans les exemples 1 à 3 et les exemples comparatifs 1 à 2 ont été détectées, et les résultats ont été présentés dans le tableau 1.
| Échantillon | pH | Mn | F | Na | |
| Solution de lixiviation de sulfate de manganèse contenant du fluor et du sodium g/l | 6,0 | 30 | 2,6 | 25 | |
| Exemple 1 | Raffinat g/l | 8,5 | 0,5 | 0,04 | |
| Solution de sulfate de manganèse g/l | 3,0 | 102 | 0,026 | 0,08 | |
| Solution de fluorure de sodium g/l | 22 | ||||
| Taux de recyclage % | 98,3 | 98,5 | |||
| Exemple 2 | Raffinat g/l | 8,9 | 0,45 | 0,03 | |
| Solution de sulfate de manganèse g/l | 3,0 | 105 | 0,035 | 0,06 | |
| Solution de fluorure de sodium g/l | 23 | ||||
| Taux de recyclage % | 98,5 | 98,8 | |||
| Exemple 3 | Raffinat g/l | 9,0 | 0,30 | 0,020 | |
| Solution de sulfate de manganèse g/l | 3,0 | 110 | 0,048 | 0,08 | |
| Solution de fluorure de sodium g/l | 28 | ||||
| Taux de recyclage % | 99 | 99,2 | |||
| Exemple comparatif 1 | Raffinat g/l | 7,6 | 0,65 | 2,5 | |
| Exemple comparatif 2 | Raffinat g/l | 7,2 | 0,75 | 1,8 |
Il ressort du tableau 1 que puisque l'agent d'extraction est remplacé par C272 dans l'exemple comparatif 1, le manganèse et le fluor sont séparés, et la phase organique pour une extraction ne peut être utilisée que pour extraire le manganèse, mais ne peut pas réaliser une co-extraction. Le fluor existe dans les eaux usées de sulfate de sodium, le fluor doit être éliminé par un procédé de précipitation par la suite, et le fluor ne peut pas être soumis à une utilisation des ressources, ce qui entraîne beaucoup de déchets solides. Dans l'exemple comparatif 2, comme l'agent de co-extraction de phosphate de trioctyle n'est pas contenu, l'effet d'extraction du fluor est moindre.
Les exemples de la présente divulgation sont décrits en détail en référence aux dessins ci-dessus, la présente divulgation n'est pas limitée aux exemples ci-dessus, et divers changements peuvent également être apportés au champ des connaissances de l’homme du métier sans sortir du but de la présente divulgation. En outre, les exemples de la présente divulgation et les caractéristiques dans les exemples peuvent être combinés les uns avec les autres sans conflit.
Claims (10)
- Procédé de recyclage de manganèse et de fluor à partir d'une solution de sel de manganèse, comprenant les étapes suivantes consistant à :
S1 : mélanger un agent d'extraction, un agent de co-extraction et un diluant pour préparer une phase organique pour une extraction, l'agent de co-extraction étant le phosphate de trioctyle et l'agent d'extraction étant un composé d'acide carboxylique, avec une structure qui suit :
, m et n sont choisis indépendamment parmi des nombres entiers de 1 à 21, respectivement, et 10≤m+n≤22 ;
S2 : extraire une solution de sel de manganèse contenant du fluor avec la phase organique pour une extraction à une valeur de pH de 5 à 10 afin d’obtenir une phase organique chargée et une phase aqueuse de raffinat ;
S3 : laver la phase organique chargée avec un liquide de lavage ; et
S4 : effectuer une extraction inverse de première étape sur la phase organique chargée après qu’elle ait été lavée avec un agent d'extraction inverse acide pour obtenir une solution de sel de manganèse de qualité batterie, et effectuer une extraction inverse de seconde étape sur la phase organique chargée après qu’elle ait été soumise à l'extraction inverse de première étape avec un agent d'extraction inverse alcalin pour obtenir une solution de sel de fluorure. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S1, en termes de volume de la phase organique pour une extraction de 100 %, un volume de l'agent d'extraction est de 20 % à 30 %, et un volume de l'agent de co-extraction est de 5 % à 10 %.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S1, le diluant est au moins l'un du kérosène sulfoné, de l'Escaid110, de l'heptane, de l'hexane, du dodécane, du sec-octanol ou de l'isooctanol.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, la phase organique pour une extraction est en outre soumise à un traitement de saponification avant d'être utilisée pour une extraction, et un degré de saponification du traitement de saponification est de 0 % à 50 %.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, la solution de sel de manganèse contenant du fluor présente une concentration en fluor de 2,5 g/l à 5 g/l, une concentration en manganèse de 20 g/l à 60 g/l, une concentration en sodium de 20 g/l à 35 g/l, et une concentration en fer et en aluminium de 0,002 g/l à 0,005 g/l.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, un rapport volumique de la phase organique pour une extraction à la solution de sel de manganèse contenant du fluor dans une opération d'extraction est de 1: (0,2 à 1).
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S3, le liquide de lavage présente une concentration en H+de 0 mole/L à 1 mole/L.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S4, l'agent d'extraction inverse acide présente une concentration en H+de 3 moles/L à 5 moles/L ; et l'agent d'extraction inverse acide est au moins l'une d'une solution d'acide sulfurique ou d'une solution d'acide chlorhydrique.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel dans l'étape S4, un rapport volumique de l'agent d'extraction inverse acide à la phase organique chargée après lavage est de (0,05 à 0,5): 1.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S4, l'agent d'extraction inverse alcalin est au moins une parmi une solution d'hydroxyde de sodium, de l'eau ammoniacale ou une solution de carbonate de sodium ; et une concentration de l'agent d'extraction inverse alcalin est de 0,5 moles/L à 2,0 moles/L.
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