鎳和鈷廣泛用于電子、汽車、化工、材料等領(lǐng)域，是我國(guó)重要的關(guān)鍵戰(zhàn)略金屬。近日，過(guò)程工程所齊濤研究員團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)氯化體系中鎳和鈷的無(wú)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(guò)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(shí)，受尾液排放限制，蒸發(fā)尾液耗能高，廢鹽產(chǎn)量大，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

研究團(tuán)隊(duì)深入研究鎳、鈷離子在氯化體系中的配位機(jī)理，并結(jié)合分子設(shè)計(jì)原理，在實(shí)驗(yàn)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(duì)鎳和鈷進(jìn)行選擇性萃取，對(duì)鎂、鈣、鋁、鉻等大量共存雜質(zhì)離子進(jìn)行高效分離，含大量雜質(zhì)的母液循環(huán)浸出并達(dá)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(yán)重等問(wèn)題。通過(guò)相似結(jié)構(gòu)單晶衍射證實(shí)，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(tuán)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(tuán)隊(duì)又開發(fā)了紅土鎳礦全循環(huán)綠色鎳鈷提取新工藝。實(shí)驗(yàn)顯示，通過(guò)礦浸出、鐵循環(huán)、鎳鈷萃取循環(huán)、母液循環(huán)等工序，在無(wú)酸堿消耗、無(wú)廢液排放條件下實(shí)現(xiàn)了純鎳鈷產(chǎn)品的生產(chǎn)，該項(xiàng)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(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。