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氨-铵盐溶液中铜的湿法冶金及萃取

编辑:管理员    发布时间:2016/2/15 8:48:48

-铵盐是重要的湿法冶金体系。当矿石中含有较多的碱性成分时,即使是氧化矿也不宜用酸进行浸取。由于铜、钴、镍等有色金属离子可以与氨形成稳定的配位化合物而溶解在氨-铵盐溶液中,这个体系非常适合用于含碱脉石较多的铜矿石。另外,在高温、高压条件下硫化矿可以用空气氧化溶于氨-铵盐体系。有的含铜合金也宜于用氨浸回收。氨浸在工业上应用已有几十年的历史。浸取之后,溶液中的游离氨及能够热分解的铵盐,如碳铵可经由蒸馏回收,而返回使用。硫化矿的硫在碱性溶液中氧化为硫酸根及一些低价硫化合物,它们与氨生成不能热分解的铵盐,需加碱蒸馏才能回收这部分氨。也可在回收金属后,蒸发结晶回收铵盐。蒸氨时铜以水合氧化物及碱式盐形成沉淀。

在氨溶液中的金属离子为阳离子状态,虽可以用一般酸性萃取剂萃取,但在高pH下这类萃取剂溶解损失大。从氨性溶液中萃取金属离子包括多个反应平衡,主要有:

氨加合质子:NH3+H+=NH4+

金属离子形成氨配合物:nNH3+Cu2+=Cu(NH3)n2+

萃取平衡:(m+2HR(0)+Cu2+=CuR2.mHR(0)+2H+

氨的萃取及分配,离解平衡:HR(0)+NH3=NH4R(0)        NH4 R(0) =NH4R=NH4++R-

pH7溶液中游离氨浓度很低,萃取反应类似在一般盐溶液中的过程。随着pH升高,萃取率提高。但是,pH7之后,随着pH升高,溶液中游离NH3增加,可萃的游离Cu2+浓度下降,而被萃入有机相的NH3增加,萃取剂溶入水相的量也随之增加。这些因素都不利于铜的萃取。因此,酸性萃取剂在氨性溶液中萃取铜多呈现一个Ⅱ形曲线,萃取率在低pH下随pH升高而升高。在高pH下,随pH升高而下降。中间有一平段。萃取剂酸性越弱,平段越宽。图1-1是水杨醛肟萃取不同金属随pH变化的情况。值得注意的是虽然在低pH下水杨醛肟对Cu2+,有很好的选择性,但在高pHCu2+的萃取反而滞后于Co2+等离子。造成这种变化的原因是由于的稳定性高于。因此,羧肟萃取剂在高pH下对铜的选择性低于在pH下。LIX64N在氨性条件下萃取速度很快,负荷高于在酸性下萃取。铜萃取率随氨-铵盐溶液中的铵盐浓度升高而降低。

20~4000kPa443~488K下用氢气可以直接从负荷的喹啉中还原沉淀铜粉。反应先有离解的萃合物开始,产生的金属状铜粉有自催化作用,从而使反应速度加快。甲苯氨也可以从氨-铵盐溶液中萃取铜、钴、镍,并可用硫酸反萃。

 

 

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