鎳和鈷廣泛用于電子、汽車、化工、材料等領(lǐng)域，是我國重要的關(guān)鍵戰(zhàn)略金屬。近日，過程工程所齊濤研究員團隊研發(fā)出新型氮雜環(huán)酰胺萃取劑N-2-乙基己基吡啶-3-甲酰胺，利用該萃取劑可實現(xiàn)氯化體系中鎳和鈷的無酸堿消耗提取。相關(guān)研究成果發(fā)表在Hydrometallurgy上（DOI: 10.1016/j.hydromet.2024.106337）。

濕法冶金溶劑萃取技術(shù)是目前提取鎳、鈷的重要手段，但提取過程中需要控制提取料液的酸堿度，常常消耗大量的酸和堿。同時，受尾液排放限制，蒸發(fā)尾液耗能高，廢鹽產(chǎn)量大，對環(huán)境造成嚴重影響。

研究團隊深入研究鎳、鈷離子在氯化體系中的配位機理，并結(jié)合分子設(shè)計原理，在實驗室成功研發(fā)新型氮雜環(huán)酰胺萃取劑N-2-乙基己基吡啶-3-甲酰胺。對鎳和鈷進行選擇性萃取，對鎂、鈣、鋁、鉻等大量共存雜質(zhì)離子進行高效分離，含大量雜質(zhì)的母液循環(huán)浸出并達到平衡，從而避免了尾液蒸發(fā)耗能高、廢鹽產(chǎn)量大、污染嚴重等問題。通過相似結(jié)構(gòu)單晶衍射證實，氯化鎳分子結(jié)合兩分子吡啶雜環(huán)上的氮配位，形成穩(wěn)定的八面體結(jié)構(gòu)，大分子酰胺官能團提供了配位所需要的電子云密度以及合適的空間結(jié)構(gòu)。

鎳鈷萃取-水反萃熱解后可得到高純鎳鈷產(chǎn)品。利用該萃取劑的特性，研發(fā)團隊又開發(fā)了紅土鎳礦全循環(huán)綠色鎳鈷提取新工藝。實驗顯示，通過礦浸出、鐵循環(huán)、鎳鈷萃取循環(huán)、母液循環(huán)等工序，在無酸堿消耗、無廢液排放條件下實現(xiàn)了純鎳鈷產(chǎn)品的生產(chǎn)，該項新工藝為各種類型的紅土鎳礦濕法氯化冶煉提供了新的方案與思路。

研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃的支持。