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威尼斯注册送28溶剂萃取技术处理铜的发展过程

编辑:管理员    发布时间:2016/8/8 11:22:35

威尼斯注册送28溶剂萃取技术处理铜的发展过程

1968产生了现代铜湿法冶金工业至今,世界上己设计、建设并运转了约50家大型湿法冶铜工厂。目前这些工厂使用的萃取剂主要有经肪、7一取代一8-羟基喹啉、β-二酮、三元胺和季钱盐等。

1.羟肟萃取剂

    Cu2+通过dsp2杂化倾向于生成平面四方构型的配合物。这种结构具有一定的特殊性,正是这种特殊性导致了铜与其它金属离子在性质上有重大差异,从而构成它的鳌合萃取分离化学基础

    羟肟萃取剂为湿法冶铜工业上使用最广的鳌合萃取剂。经肪与苯环相连的经基上的氢能被Cu2+所置换,而氮原子能提供一对孤对电子与Cu2+配位,因此能与Cu2+形成鳌合结构。最早生产的羟肟萃取剂为a-烷基羟肟,但目前工业上使用的羟肟萃取剂主要为芳香族羟肟萃取剂。

    早期开发的芳香族羟肟萃取剂只具有单一的取代基,经过改进目前工业使用的芳香族羟肟萃取剂具有多个取代基,比只具有单一的取代基的经肪在疏水性稀释剂中溶解度更大,更不易氧化分解,分相性更好,夹带损失降低,更易反萃。

    羟肟萃取剂主要运用在酸性硫酸盐铜溶液萃取中,在酸性含氯量少的铜溶液中也有应用。羟肟也可用于氨-铵盐溶液中铜的萃取,但其萃取性能不及β-二酮,故未大量应用于工业生产。

近几年我国某研究院开发的羟肟萃取剂BK系列运用于工业实验,效果比较理想。某研究院研究了美国开发的新羟肟萃取剂MOC-100TD对铜的萃取效果,结果也比较理想。

2. 7-取代-8-羟基喹啉

在广谱萃取剂8-羟基喹啉7位引入C12支链或直链烯基或C8-25支链或直链烷基后或吸电子基生成7-取代-8-羟基喹啉,其适应酸性高氯铜浸出液的萃取。7-取代-8-羟基喹啉的酸性十分弱,水溶性极小、油溶性好,在高酸高氯条件下萃铜;也可从氨一钱盐溶液萃铜,但目前研究人员对它还只是进行实验室研究,并未用于氨一钱盐溶液中萃铜生产。工业上用的7-取代-8-羟基喹啉主要是某化学企业生产的Kelex系列。

3.β-二酮

    β-二酮易互变异构为烯醇结构,其烯醇式经基上的H可以和C u2+交换,碳基上的O可以和Cu2+配位,从而形成鳌合物。早期的β-二酮是直链脂肪结构,位阻小。配位体的空间效应对反应有很大的影响,利用具有空间位阻的配体可以形成具有刚性的配合物,使反应底物按一定的方向与金属配位,有利于提高反应的选择性,故目前市售的β-二酮都具有高位阻结构。β-二酮酸性很弱,在碱性溶液中溶解度很小,故可从碱性溶液或氨水溶液中萃铜。其在硫酸铜溶液中也具有很好的选择性,pH>4时,萃取率一般高于80% .

目前工业上在氨溶液中萃铜,主要应用的β-二酮是汉高企业的LIX54(4-对十二烷基苯-2,  4-丁二酮)。其饱和容量达100g·L-1,可从高浓度的氨溶液中萃取铜,用硫酸易反萃。但研究发现该萃取剂存在一定的弊端,会与氨反应生成的酮亚氨=C=NH,导致铜的提取容量和提取效率降低。

4.三元胺和季铵盐

    三元胺即叔胺适宜在酸性高氯化物溶液中萃取铜。最大的优点是可以用水反萃,得到氯化铜溶液。但电积氯化铜溶液只能生成铜粉,而不能生成高质量的阴极铜,因此需对氯化铜溶液进行再次萃取、反萃获得硫酸铜溶液。这就使工序复杂繁琐。工业上用的三元胺主要N235, Adogen283等及其盐。通常冶炼厂先购入三元胺,再根据需要自行将其季铵盐化。

    随着铜工业发展的需要,各国研究机构近几年纷纷研制和开发了适用于湿法冶铜的新型铜萃取剂。

    我国某冶金研究院新开发了一代号为KM的性能优良的铜萃取剂。KM用煤油稀释至体积分数为10%时,其饱和容量达6.18g}L-1,较相同体积分数的LIX984的萃取容量高,萃取分相时间小于30s,反萃分相时间小于25s,铜萃取率不低于92%,反萃取率不低于95%,铜铁分离系数不低2000

    某大学新合成了改性硫脲类铜萃取剂Mac 10Mac 12。 Mac10有较强的抗氧化能力,耐强酸强碱。Mac10Mac 12性能相似,有良好萃取性能,最佳萃取条件也一样:当萃取剂用量为5%,相比(O/A)75%,萃取平衡pH=3 ,萃取时间为3min,萃取温度为298K,反萃取时间为2min,反萃取剂酸度为硫酸浓度180L时,萃取率不小于93%,反萃率不小于96%,且水相中C u2+浓度愈高,对铜的萃取性能愈好。

    某有机化学研究所合成了仲辛基苯氧乙酸(CA-12)N902。CA-12是由一种新型梭酸类萃取剂,它的化学结构式为S-C8H17-C6H4OCH2COOH。其萃铜时分配比随平衡水相酸度的增大而减小,随萃取剂初始浓度的减小而减小,随温度升高而增大。N902主要成分为2-羟基-5-壬基-水杨醛肟,在硫酸介质中萃取效果好于硝酸和盐酸,控制水相pH值为3、硫酸根离子浓度O.5moI·L-1、相比O/A=1:1时,铜铁分离系数最大,用4mol·L-1的硫酸反萃,反萃率大于93% .

    杜某等研究的N,N’-二(十二烷基)乙二胺二乙酸在pH≥6条件下对C u2+有很高的萃取率,且在一定范围内随萃取剂浓度增大和温度升高萃取率均增大。

    某矿冶研究总院新研制的BK992为经酮肪和经醛肪复配物,其用煤油稀释至体积分数为10%时,萃取率为85.5%~98.8%,反萃率为53.2%~64.0%}铜的净传递量为2.44~3.77g·L-1,能克服萃取生产运行中絮凝物的影响,没有降解,稳定可靠。

    在湿法冶铜工业中曾出现过众多萃取剂,但大多数萃取剂在工业生产中被逐渐淘汰。一种萃取剂是否能够在工业中推广应用首要取决于其性能是否适宜工业应用、是否适宜工艺参数的波动,再者也需考虑其成本。目前使用的这些类型的铜萃取剂合成工艺都较繁,成本难以降低,因此开发新型铜萃取剂、对现有铜萃取剂的合成工艺进行改进日益成为萃取剂研究工编辑关注的问题。

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