從含有鎳、鈷和/或鈧的酸性溶液中分離雜質的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種從含有鎳、鈷、鈧等有價成分的氧化鎳礦的酸浸出液中去除雜質， 使有價成分與雜質分離的方法。
【背景技術】
[0002] 鎳、鈷作為有價金屬而為人所知，并以各種各樣的用途應用于產業中。特別是最近 被大量應用于鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池的正極材料等方面。
[0003] 鎳、鈷能夠通過將含有它們的礦石裝入爐內，采用在高溫下熔解的干式工藝處理 并對所得到的粗料（matte:不純金屬）等中間原料進行精制而獲得。但是，近年來，高品位 (高純度）的礦石日益枯竭，一種被稱為HPAL法的濕式工藝已得到了實用化，該HPAL法是， 將紅土礦等以往不太被利用的低品位（低純度）的氧化礦石與硫酸溶液一起放入耐壓容器 中而使其處于高溫高壓狀態，且從浸出了鎳、鈷的浸出液中回收鎳、鈷或含有它們的中間原 料的方法。該HPAL法具有如下特點：即使是從核酸方面考慮無法用干式法進行處理的鎳品 位（純度）為1~2%以下的低品位氧化鎳礦石，也能夠有效地進行處理。
[0004] 在上述礦石中，除了鎳、鈷、鈧等作為回收對象的貴重物（有價成分）之外，還存在 其它的錳、鋁、鋅、鐵、鉻、鎂、銅、鉛、鈉、鑭、釹、鉬、釩、錫、鎢、釤、錸、鉈、鈰、鈦、镥等各種各 樣的雜質。這些雜質，在上述干式工藝中，能夠作為爐渣比較容易地進行分離，然而，在濕式 法中多數情況下是與鎳、鈷、鈧等有價成分一起被包含于浸出液中。因此，當要從氧化鎳礦 中獲得鎳、鈷、鈧時，需要考慮雜質的分離。
[0005] 另外，還有從上述已使用過的二次電池或廢電子基板等中回收鎳、鈷加以再利用 的方法。在構成二次電池的正極材料中，除了鎳、鈷以外，還使用錳。另外，在容器、基材中 使用鋁、鐵等，因此，在回收再利用時，也存在對雜質和貴重物進行分離的課題。
[0006] 例如，已知作為最終回收鎳的方式，通常是通過電解沉積（electrowinning)獲得 金屬的方法，然而，當錳和鎳一起存在時，在電解沉積中使用的陽極的表面上會析出錳氧化 物，促進陽極的劣化。另外，還會導致如下結果：著色的微細錳氧化物懸浮于電解液中，使電 解沉積中使用的濾布發生堵塞，或者因錳氧化物對鎳金屬造成污染等，妨礙品質和穩定的 作業。因此，錳的去除成為重要的課題。
[0007] 作為去除錳的方法，沉淀法是廣為人知的方法（參照專利文獻1)。沉淀法是通過 調節含有鎳和/或鈷以及錳的溶液的PH，添加硫化劑而獲得鎳、鈷的硫化沉淀物的方法、或 者通過添加氧化劑而獲得錳的氧化物沉淀物的方法。
[0008] 并且，雖然知道在氧化鎳礦中還含有微量的作為有價金屬的鈧，但是鈧的回收并 不容易。對于回收鈧而言，例如，已知有如下方法：如專利文獻2所述，對用酸浸出氧化鎳礦 且回收鎳等后的溶液進行中和而以沉淀物的方式進行回收的方法，或者，如專利文獻3所 述，對溶液進行溶劑萃取而與其它雜質分離、濃縮的方法。
[0009] 現有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1 :日本特開2000-234130號公報
[0012] 專利文獻2 :日本特開平09-143589號公報
[0013] 專利文獻3 :日本特開平09-291320號公報
【發明內容】
[0014] 發明要解決的課題
[0015] 在專利文獻1所述的方法中，存在產生共沉淀等很多問題，難以分別將鎳和鈷和 錳徹底分離。并且，當除了錳以外的鋅等雜質與鎳、鈷一起共存于硫化沉淀物中時，作為硫 化物的純度降低，難以例如作為電池材料使用，從而存在再精制所需成本上升的課題。
[0016] 另外，當要使用溶劑萃取法回收鎳、鈷時，酸性萃取劑由于分離性好而得到廣泛應 用。但是，如前面所述，最近在鋰離子電池的正極劑中使用了大量的錳，因此電池的溶解液 中會存在高濃度的錳，所面臨的情況是尚無有效的萃取劑能夠從這種體系中選擇性地且有 效地萃取鎳和鈷。
[0017] 并且，在采用專利文獻2和3所述方法的情況下，無法忽略為了從稀薄的溶液中進 行回收而在中和時所需的中和劑、樹脂或者在溶劑萃取前用于調節pH的藥劑的成本等，并 且與其它元素的分離不那么明顯等，因此談不上能夠有效地回收鈧。
[0018] 除此以外，尚未發現一種能夠分離鋅和鋁、鐵、鉻等各種雜質的有效方法。如上所 述，當要通過氧化鎳礦或再生方式來回收鎳、鈷進而回收鈧時，尚未發現一種能夠在工業上 利用的有效方法。
[0019] 本發明的目的在于，提供一種能夠從含有錳、鐵、鋅、鋁等雜質的酸性溶液中有效 地將鎳、鈷、鈧等有價成分與雜質分離的方法。
[0020] 為了解決上述課題，本發明人等反復進行了精心的研究，結果發現通過使用由下 述通式（I)表示的酰胺衍生物構成的有價金屬萃取劑能夠實現上述目的，從而完成了本發 明。
[0021] 解決課題的方法
[0022] 具體而言，本發明中提供如下技術方案。
[0023] (1)本發明是一種將有價成分和雜質從酸性溶液中分離的方法，其中，采用由下述 通式（I)表示的酰胺衍生物構成的有價金屬萃取劑，對含有有價成分和雜質的酸性溶液進 行溶劑萃取，將有價成分和雜質從所述酸性溶液中分離，所述有價成分是選自鎳、鈷、鈧中 的至少一種以上，所述雜質是選自錳、鋅、鐵、鋁、鈣、鉻、鎂、銅、鉛、鈉、鑭、釹、鉬、釩、錫、鎢、 釤、錸、鉈、鈰、鈦、镥中的一種以上，
[0024]
[0025] 式⑴中，R1和R2分別表示相同或相異的烷基，所述烷基是直鏈或支鏈。R 3表示 氫原子或烷基。R4表示氫原子、或作為氨基酸與a碳進行鍵合的除氨基以外的任意的基。
[0026] (2)另外，如本發明（1)所述的方法，其中，前述酰胺衍生物是甘氨酰胺衍生物、組 氨酰胺衍生物、賴氨酰胺衍生物、天冬氨酰胺衍生物和N-甲基甘氨酸衍生物中的任意一種 以上。
[0027] (3)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鎳和鋅，在將 前述酸性溶液的pH調節為2. 0以上且4. 3以下范圍的同時，對前述酸性溶液進行前述溶劑 萃取。
[0028] (4)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鎳和鐵，當前 述鐵為3價時，在將前述酸性溶液的pH調節為1. 0以上且3. 2以下的范圍的同時，對前述 酸性溶液進行前述溶劑萃取；當前述鐵為2價時，在將前述酸性溶液的pH調節為2. 0以上 且4. 5以下的范圍的同時，對前述酸性溶液進行前述溶劑萃取。
[0029] (5)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鈷和鐵，當前 述鐵為3價時，在將前述酸性溶液的pH調節為1. 0以上且4. 0以下的范圍的同時，對前述 酸性溶液進行前述溶劑萃取；當前述鐵為2價時，在將前述酸性溶液的pH調節為2. 0以上 且4. 5以下的范圍的同時，對前述酸性溶液進行前述溶劑萃取。
[0030] (6)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鎳和錯，在將 前述酸性溶液的pH調節為2. 0以上且4. 5以下范圍的同時，對前述酸性溶液進行前述溶劑 萃取。
[0031] (7)另外，如本發明（1)或（2)所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鎳和/或鈷以 及鈣，在將前述酸性溶液的pH調節為2. 0以上且4. 0以下范圍的同時，對前述酸性溶液進 行前述溶劑萃取。
[0032] (8)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鈷和絡，在將 前述酸性溶液的pH調節為2. 8以上且3. 5以下范圍的同時，對前述酸性溶液進行前述溶劑 萃取。
[0033] (9)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鎳、鈷和/或 鈧以及鉬，在將前述酸性溶液的pH調節為0以上且2以下范圍的同時，對前述酸性溶液進 行前述溶劑萃取。
[0034] (10)另外，如本發明⑴或⑵所述的方法，其中，前述酸性溶液含有鈧以及二價 鐵和/或鋁，在將前述酸性溶液的pH調節為1. 2以上且4. 5以下范圍的同時，對前述酸性 溶液進行前述溶劑萃取。
[0035] (11)另外，