黃金冶煉廠中萃取法提銅研究

楊武帥

（青海西豫有色金屬有限公司，青海 格爾木 816000）

萃取法是濕法冶金中常用的方法，在黃金冶煉廠，應(yīng)用萃取+電積法，比傳統(tǒng)粗放式的熔煉工藝，可大幅度提升銅的回收率，而且不會(huì)影響金的品質(zhì)和回收率，在經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益方面都有良好的應(yīng)用價(jià)值，基于此，開展黃金冶煉廠中萃取法提銅的研究就顯得尤為必要。

1 實(shí)驗(yàn)研究

目前在黃金冶煉廠中萃取法提銅中主要采取的萃取劑為L(zhǎng)iX系列產(chǎn)品，稀釋劑則主要為煤油。在萃取過程中，有機(jī)相的濃度為20%，水相則為AR級(jí)試劑配制的水溶液，有機(jī)相和水相之比為1:1，在實(shí)驗(yàn)室溫度下，混合振蕩10min～15min?；旌喜鄢叽鐬?0mmx60mmx70mm，底部進(jìn)料?；旌舷鄬Ｓ玫耐ǖ垒斔偷讲畚?，盡量避免對(duì)澄清室造成的沖擊，以保證分相效果，水相出口的靜壓平衡裝置可自動(dòng)控制相界面位置，降低操作難度。萃取過程包括：3級(jí)萃取，2級(jí)反萃取，萃取時(shí)保證持續(xù)流動(dòng)時(shí)間超過100h。

2 合理選擇萃取劑和稀釋劑

在黃金冶煉廠中萃取法提銅之前，需要進(jìn)行預(yù)處理，在預(yù)處理過程中，既要合理降低氰的消耗量，也要不影響金的品質(zhì)和回收率，并保證部分銅能夠回收再利用。從含銅浸出液中獲得銅之后，要及時(shí)開展除油處理。但此時(shí)萃取液中仍然含有一定量的有機(jī)物，為避免一些后期萃取銅的質(zhì)量，需要將萃取液全部排出。但為更好的降低萃取液中銅含量，需要選擇萃取效率比較高的萃取劑。不同萃取劑的萃取性能如下：LiX84萃取劑的最大負(fù)荷超過4.75g/L·Cu，操作負(fù)荷為3.75g/L·Cu，殘余銅大約為0.30g/L·Cu，傳遞量為3.45g/L·Cu～4.20g/L·Cu，反萃取酸濃度為150g/LH3SO4；LiX894萃取劑的最大負(fù)荷超過5.20g/L·Cu，操作負(fù)荷為4.20g/L·Cu，殘余銅大約為1.45g/L·Cu，傳遞量為2.8g/L·Cu～3.10g/L·Cu，反萃取酸濃度為160g/LH3SO4；LiX622萃取劑的最大負(fù)荷超過5.50g/L·Cu，操作負(fù)荷為5.00g/L·Cu，殘余銅大約為2.30g/L·Cu，傳遞量為2.90～3.20g/L·Cu，反萃取酸濃度為170g/LH3SO4。

從上述數(shù)據(jù)中可以看出LiX84萃取劑的能力略低于LiX860和LiX622，主要原因是LiX84萃取劑和二價(jià)銅離子化學(xué)反應(yīng)后會(huì)形成的螯合物穩(wěn)定性比較差，因此，反萃取所需濃度也比較低，金屬凈傳遞量比較大。如果在相同條件下，反萃取之后有機(jī)相中殘留銅量小于同類萃取劑的20%，LiX對(duì)銅的選擇性比較大，分相速度更快，對(duì)應(yīng)用在含銅量低，含鐵量較高的體系中[1]。

稀釋劑對(duì)萃取劑的性能影響非常大。在銅萃取中，稀釋劑的介電常數(shù)越大，則萃取率越低，這四種稀釋劑，甲苯介電常數(shù)最大達(dá)到2.2，因此，萃取率也就越低，磺化煤油的萃取率高于普通煤油，主要原因是煤油經(jīng)過磺化之后，極性降低。

3 萃取法提銅的主要思路

萃取劑LiX84能夠在比較低的pH下進(jìn)行萃取銅，但在整個(gè)萃取過程中，會(huì)持續(xù)釋放出氫離子，因此，在銅萃取過程中需要嚴(yán)格控制pH值[2]。當(dāng)pH值低于2時(shí)，銅萃取率隨著初始pH的提升而不斷上升。當(dāng)pH值超過2時(shí)，銅萃取率逐步呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)，主要原因是在整個(gè)萃取過程中，有機(jī)相基本已經(jīng)達(dá)到了平衡濃度。但在黃金冶煉廠料液中鐵的含量仍然比較高，鐵在水解時(shí)會(huì)發(fā)生沉淀，從而影響銅的萃取率。因此，黃金冶煉廠萃取銅提取中，促使pH值盡量控制在2.0±0.2左右。

在恒溫振蕩器中振蕩時(shí)，要綜合考慮溫度對(duì)銅萃取率的影響，因?yàn)闇囟仍?6℃～46℃之間時(shí)，銅萃取的反應(yīng)機(jī)理基本相同，如果萃取劑的初始濃度和促使pH值保持相同，則萃取劑分配比的對(duì)數(shù)和熱力學(xué)溫度的倒數(shù)呈線性關(guān)系。

如果在黃金冶煉廠萃取通提取中，保持其他條件不變，銅的萃取率會(huì)隨著萃取劑濃度和二價(jià)銅離子的增加而增加。一旦萃取劑濃度超過15%，二價(jià)銅離子濃度超過10g/L，則萃取劑的增加幅度會(huì)逐漸減少，在質(zhì)量作用下，萃取反應(yīng)向生成萃取化合物的方向不斷移動(dòng)，移動(dòng)大小和濃度對(duì)反應(yīng)推力的強(qiáng)弱有關(guān)。在黃金冶煉廠料液中通常情況下，二價(jià)銅離子的濃度在7.25g/L左右，鐵離子濃度在7.10g/L左右，pH在1.5左右，按照相比法可繪制出平衡等溫先，大致和純銅體系的等溫線基本相同。理論級(jí)數(shù)為3級(jí)，含銅為7g/L的料液經(jīng)過3級(jí)逆流萃取后，萃取液中銅的含量可降低到0.1g/L以下，再經(jīng)過鐵粉置換伐相比，銅回收率可提升3%～5%。

4 雜質(zhì)對(duì)銅萃取的影響分析

圖1 不同濃度下三價(jià)鐵的萃取結(jié)果對(duì)銅萃取的影響

在黃金冶煉廠料液中主要成份包括：銅7.16g/L，鐵3.00g/L，鋅1.63g/L，錳0.12g/L，硅0.12g/L，鋁0.48g/L，鈣0.55g/L，鎂0.69g/L等。對(duì)銅萃取提取影響因素包括以下幾點(diǎn)：①三價(jià)鐵離子。如果黃金冶煉廠料液的pH值為2.0，不同濃度下三價(jià)鐵的萃取結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出，水相中三價(jià)鐵的濃為20g/L，但有機(jī)相中鐵的含量仍然低于60ppm，銅萃取提取量隨著水相中三價(jià)鐵濃度的增加而不斷提升，但當(dāng)三價(jià)鐵濃度達(dá)到30g/L時(shí)，銅萃取率就達(dá)到95%。而在相同條件下純銅的萃取率僅為75%，從中可以看出，三價(jià)鐵的存在有利于銅萃取。但有機(jī)相中負(fù)荷鐵在5ppm～11ppm之間變化，表明有機(jī)相負(fù)荷銅對(duì)三價(jià)鐵對(duì)萃取有一定的抑制作用。②二價(jià)鐵對(duì)銅萃取的影響。通過水相中二價(jià)鐵的濃度低于15g/L，銅萃取率在83%～85%之間，在此種條件下，純銅銅的萃取率大約為82%，此種可以看出，二價(jià)鐵對(duì)銅萃取影響效果不太明顯。如果在料液中同時(shí)含有二價(jià)銅離子、二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子。如果二價(jià)鐵離子的濃度在9.3g/L以內(nèi)，則銅萃取率在92%～94%之間變化。相同條件下純銅的萃取率為84%，表明二價(jià)鐵對(duì)銅萃取的影響比較小，可滿足工業(yè)對(duì)銅鐵分離的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，研究了黃金冶煉廠中萃取法提銅，研究結(jié)果表明，通過萃取法可有效提取出黃金冶煉廠生產(chǎn)料液中的金屬銅，從而實(shí)現(xiàn)回收再利用，提升經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以降低金屬銅污染，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有非常重要的作用。黃金冶煉廠中萃取法提銅中，需要合理選擇萃取劑和稀釋劑，嚴(yán)格控制萃取提銅過程，才能提升效率。