钴、镍是重要的有色金属,我国钴镍资源匮乏,严重依赖进口,而每年产生数以亿计的废旧电池中含有大量的钴、镍金属,有些电池中的钴、镍含量甚至超过了原生矿中的品位。镍氢电池的储氢材料主要含有金属钴、镍、镁,经酸浸出后,金属在溶液中以离子形式稳定存在,生产上常采用酸性膦类萃取剂分离这些金属。为解决皂化带来的废水污染及酸性膦类萃取钴、镍离子时生成的氢离子抑制钴、镍的萃取问题,本文利用P204-N235复合萃取剂萃取分离钴镍镁。为探讨复合萃取剂对钴、镍、镁的最佳萃取条件,分别研究了N235的浓度、P204的浓度、振荡时间和初始水相pH对钴、镍、镁的萃取效果的影响。实验结果显示,随着P204的浓度、振荡时间的增大,有第三相出现,两相分相时间延长,综合考虑选定最佳萃取条件为20%的P204体积浓度,振荡10min,初始水相pH为5。在相同的萃取条件下,复合萃取剂对钴、镍、镁的萃取效果比单独的P204要更好。通过作lgD-lg[P204]的谱图,拟合得出斜率均为3,由此推断出复合萃取剂萃取钴、镍、镁的萃合物组成为CoA2(HA)、NiA2(HA)、MgA2(HA)。作lgD-pH的谱图得出斜率均为2,推出复合萃取剂萃取金属离子的机理为阳离子交换反应。为探究负载有机相的再生,研究了振荡时间、相比、盐酸浓度对反萃效果的影响。实验表明,当振荡14min、相比O/A=1:2时,5mol/L的盐酸反萃完全Co2+,4mol/L的盐酸反萃完全Ni2+,3mol/L的盐酸反萃完全Mg2+。反萃完全后的有机相经50℃的去离子水按相比O/A=1:2,洗涤7~9次即可将萃取的盐酸洗脱下来,此时放出的洗涤液酸度接近中性。对复合萃取剂萃取钴镍的热力学研究表明,在288.15~313.15k下,复合萃取剂萃取钴镍反应的吉布斯自由能和反应的焓均小于零,即萃取钴镍的反应为放热反应,在低温条件下更有利于复合萃取剂对钴镍的萃取,且萃取反应均能自发进行。最后论文研究了复合萃取剂对混合钴镍镁的分离效果,当P204浓度为30%、相比为O/A=1.5、振荡12min和初始水相pH为5时,βCo/Ni接近6,βCo/Mg接近50,能够实现钴与镍、钴与镁之间的有效分离。萃取完成后,分液漏斗中的负载有机相经4mol/L的盐酸反萃后,钴有少量被反萃下来,而镍和镁的反萃率均在99%以上,镍镁被完全反萃下来,此时的反萃液可做酸用来溶解废旧电池。