劉 宏,魏德貴
(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠,江西 貴溪 335424)
江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠新材料車間錸酸銨生產(chǎn)線利用貴冶亞砷酸車間產(chǎn)出的還原終液,回收其中的金屬錸。錸酸銨生產(chǎn)工藝是通過“萃取、洗滌和反萃、濃縮結(jié)晶”等工序,萃取還原終液中的金屬錸,后經(jīng)分離、提取、除雜,生產(chǎn)錸酸銨產(chǎn)品,進行稀貴稀散金屬錸的綜合回收。在萃取生產(chǎn)過程中,當(dāng)萃取體系達到平衡時,被萃取物在有機相中的總濃度與水相中的總濃度之比稱為分配比。
本文對萃取工藝進行研究,通過預(yù)防和消除乳化,提高金屬錸的分配比,對于提高金屬錸的萃取率和綜合回收率有至關(guān)重要的作用。
原料采用貴冶亞砷酸車間還原終液,按照實驗要求取濃度及酸度不同的還原終液,按照萃取劑濃度要求配制實驗要求的有機相,可供實驗選擇的稀釋劑若干種。通過單因素實驗確定提高金屬錸的分配比最佳工藝條件。
以ReO4-陰離子形態(tài)溶解于還原終液中的錸能被萃取劑選擇萃取,而與含大量雜質(zhì)的還原終液分離。萃取反應(yīng)式如下:
實驗考察了萃取過程的反應(yīng)條件:金屬離子濃度、還原終液酸度、萃取劑濃度、稀釋劑種類、反應(yīng)溫度五個因素[2-3],對錸的分配比的影響。
還原終液酸度160g/l、萃取劑濃度20%、稀釋劑選擇試劑A、反應(yīng)溫度25℃,考察金屬離子錸在還原終液中的濃度對其分配比的影響,結(jié)果如表1所示。
表1 金屬離子濃度對錸分配比的影響
由表1可以看出,隨著金屬離子Re在還原終液中的濃度由610mg/l降至180mg/l,Re的分配比也由85.03%增加至99.20%,提高了17%。萃取原液即還原終液中金屬離子濃度過高,使得有機相中的金屬離子濃度提高,從而使兩相粘度增加,容易引起乳化,不利于錸在有機相中的分配,降低了錸在有機相中的平衡濃度。結(jié)合條件實驗結(jié)果,確定最佳的萃取原液濃度為180mg/l。
金屬離子濃度180mg/l、萃取劑濃度20%、稀釋劑選擇試劑A、反應(yīng)溫度25℃,考察還原終液酸度對Re的分配比的影響,結(jié)果如表2所示。
表2 還原終液酸度對錸的分配比的影響
由表2可以看出,還原終液的酸度越高,Re的分配比也越高。溶液pH值升高,堿性增強,某些金屬離子會水解生產(chǎn)氫氧化物沉淀——良好的乳化劑,引起乳化[2],降低了金屬錸的分配比。結(jié)合條件實驗結(jié)果,以及生產(chǎn)實際,確定最佳的萃取原液酸度為160g/l。
還原終液酸度160g/l、金屬離子濃度180mg/l、稀釋劑選擇試劑A、反應(yīng)溫度25℃,考察萃取劑濃度對Re的分配比的影響,結(jié)果如表3所示。
表3 萃取劑濃度對錸的分配比的影響
由表3可以看出,萃取劑濃度的提高有利于提高金屬Re的分配比,但濃度過高,會使其他雜質(zhì)元素一并被萃取[5],影響到目標(biāo)金屬元素Re的萃取。結(jié)合條件實驗結(jié)果,確定最佳的萃取劑濃度為20%。
還原終液酸度160g/l、金屬離子濃度180mg/l、萃取劑濃度20%、反應(yīng)溫度25℃,考察稀釋劑的選擇對Re的分配比的影響,結(jié)果如表4所示。
表4 稀釋劑種類對錸的分配比的影響
稀釋劑在萃取過程中用于改善有機相的物理性能,如減小比重、降低粘度、利于兩相的分離和流動,以及控制萃取劑萃取能力等[6]。選擇合適的稀釋劑,直接影響到待萃取金屬元素在萃取原液中的分配比。由表4可以看出,選擇稀釋劑A,有利于提高分配比。同時,在有機相中添加適量的高碳醇做為協(xié)萃劑,更有利于提高萃取劑在有機相中的溶解度以及錸的分配比[1]。
還原終液酸度160g/l、金屬離子濃度180mg/l、萃取劑濃度20%、稀釋劑選擇試劑A,考察反應(yīng)溫度對Re的分配比的影響,結(jié)果如表5所示。
表5 反應(yīng)溫度對錸的分配比的影響
溫度的改變可使萃取平衡發(fā)生移動,改變萃取平衡,因此,隨著溫度的變化,金屬的分配比會發(fā)生改變。由表5可以看出,反應(yīng)溫度的提高有利于提高Re的分配比。提高操作溫度,可以降低粘度,從而有利于破除乳化。但溫度過高,對生產(chǎn)工藝提出了更高的要求[4-7],同時增加了有機相的揮發(fā)損失,不利于元素Re的萃取。結(jié)合條件實驗結(jié)果,確定最佳的反應(yīng)溫度為25℃。
根據(jù)錸酸銨生產(chǎn)實際,通過加大還原終液日處理量等措施,降低還原終液中金屬離子濃度,使其含量控制在120~200mg/l之間,同時,控制還原終液的酸度在150~180之間,有利于提高錸的分配比;
萃取劑濃度20%、反應(yīng)溫度25℃,采用稀釋劑A,能很好的預(yù)防和消除萃取過程中產(chǎn)生的乳化現(xiàn)象,提高金屬錸的分配比;
實驗結(jié)果提高了錸的分配比,優(yōu)化了萃取生產(chǎn)工藝,有利于稀貴稀散金屬錸的綜合回收。
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