新型萃取劑提取銅的研究

黃淑芳，陳勇，王奉海

(金川集團有限公司鎳鹽廠，甘肅金昌 737100)

新型萃取劑提取銅的研究

黃淑芳，陳勇，王奉海

(金川集團有限公司鎳鹽廠，甘肅金昌 737100)

采用高效銅萃取劑AD－100對兩種復雜料液進行萃取除雜，反萃液銅可富集到約40g/L，雜質含量低，總萃取效率約95%，總反萃效率約97%，產出高品質的硫酸銅溶液可用于生產硫酸銅或銅粉產品，實現了銅的開路，增加了經濟效益。

銅萃取劑;復雜原料;萃取;高品質;P204;反萃

1 引言

目前，金川鎳鹽廠預凈化系統產出P204反萃液即銅錳液，錳含量約60g/L，銅約15g/L。原設計這部分溶液經沉淀后生成銅錳渣，堆放在渣料場，易使有價金屬浪費，對環境造成污染。另外，白煙灰處理車間產出的P204萃余液即硫酸銅溶液，溶液中鎘含量達到1.5－3g/L，付銅鹽廠后影響硫酸銅產品質量，導致產品中鎘含量超標，致使含銅溶液無法外付，嚴重影響生產組織。由于煙灰浸出液中含有少量砷，傳統鋅粉除鎘工藝不能采用，原因是在酸性溶液［1］中，鋅粉和砷化合物反應生成劇毒物質砷化氫［2］，生產作業極為不安全。另外，如果采用化學沉淀法［3］將銅轉變為堿式碳酸銅出售，利潤降低，車間勞動強度也加大。

為使現有兩種難處理溶液變現，本實驗采用高效銅萃取劑［4］AD－100對含銅溶液進行萃取，可實現銅與錳、鈷及銅與鋅、鎘的完全分離，產出高品質硫酸銅溶液，實現了銅的開路。

2 實驗原料及材料

(1)原料:高銅錳液、高銅鋅液、硫酸、磺化煤油、高效銅萃取劑AD－100(飽和萃銅量55.2g/L，工作容量15.58 g/L)。

(2)材料:小型萃取箱、分液漏斗、量筒、燒杯、pH試紙。

表1 溶液成份含量(g/L)

3 萃取工藝流程

圖1 高效銅萃取劑萃取工藝流程

4 實驗結果及分析

4.1 高銅錳液萃取［5］分離

4.1.1 錯流萃取

萃取段3級，相比O∶W=1∶1;洗滌段2級，相比O∶W=2∶1，洗滌酸H+濃度0.2N;反萃段3級，相比O∶W=3∶1，反萃［6］酸H+濃度4N。萃余液、洗滌后液和反萃液成份見表2、表3和表4。

由表2可知，萃取段3級，采用銅萃取劑AD－100可將銅從溶液中分離出來，其它金屬基本不被萃取到有機相中。由表3可知，洗滌級數增加，洗下的銅量增加。由表4可知，反萃段3級，銅徹底被反萃下來，硫酸銅溶液中雜質含量低。

表2 萃余液成份

表3 洗滌后液成份含量/(g/L)

表4 各級反萃液成份含量/(g/L)

4.1.2 逆流萃取

在錯流萃取的基礎上進行工藝參數的調整，逆流萃取段3級，相比O∶W=1∶1;洗滌段1級，相比O∶W=2∶1，洗滌酸H+濃度0.2N;反萃段3級，相比O∶W=3∶1，反萃酸H+濃度4N。逆流萃取萃余液、洗滌后液和反萃液成份見表5。

表5 逆流萃取、洗滌和反萃成份含量/(g/L)

由表5可知，萃取段穩定后，萃余液銅含量約2g/L;1級洗滌段滿足萃取要求，少量銅被反萃下來;反萃液中銅含量在40g/L左右，其它雜質含量較低。

4.2 高銅鋅液萃取分離

4.2.1 逆流萃取

逆流萃取相比O∶W=1∶1，萃取級數4級;2級洗滌，洗滌稀硫酸10g/L，相比O∶W=2∶1;反萃相比O∶W=2∶1，反萃硫酸濃度為200g/L，反萃級數4級。逆流萃取萃余液、洗滌后液和反萃液成份見表6。

表6 逆流萃取、洗滌和反萃成份含量/(g/L)

按照車間外付要求，硫酸銅溶液中主要的三個元素指標:Cu≥25g/L，Zn≤0.8g/L，Cd≤0.05g/L。由表6可知，反萃液成份完全符合要求，溶液雜質含量低，并且銅含量在40g/L左右。

4.2.2 進行逆流萃取擴大試驗

為驗證高效銅萃取劑AD－100的萃取效果，在小型實驗的基礎上進行擴大試驗，萃取工藝條件如下:①萃取相比O∶W=2∶1，pH=2.0～2.5，萃取級數4級;②飽和銅負載有機用10g/L稀硫酸洗滌，級數2級，相比O∶W=(1～2)∶1;③反萃相比O∶W=2∶1，反萃硫酸濃度為200g/L，反萃級數4級。試驗過程中，當萃取段、洗滌段和反萃段穩定后，連續進行15天的采樣分析，萃余液、反萃液和洗滌后液中各個元素含量，其成份含量見表7、表8和表9。

表7 萃余液成份含量/(g/L)

表8 反萃液成份含量/(g/L)

表9 洗滌后液成份含量/(g/L)

由表7、8和9可知，擴大試驗能夠產出合格的硫酸銅溶液，溶液雜質含量低，銅含量在45g/L左右，并且小型實驗所獲得的效果基本與擴大試驗情況相符，驗證了此高效銅萃取劑AD－100能夠從復雜料液中提純銅，效果較好。

5 結論

(1)通過小型實驗和擴大試驗研究可以看出，采用高效銅萃取劑AD－100處理復雜含銅料液的效果比較理想，工藝簡單易行，最終將溶液中的銅富集到約40g/L，雜質含量低，總萃取效率約95%，總反萃效率約97%，分相效果好。

(2)經小型實驗驗證，逆流萃取工藝要優于錯流萃取工藝，擴大試驗采用逆流萃取工藝產出的硫酸銅溶液可以達到公司生產硫酸銅或銅粉產品的原料的指標要求。

(3)萃余液中富集的雜質鈷、錳、鋅進入鈷系統進行鈷的分離。

［1］柳建設，葛玉鯽，邱冠周.從銅鐵鋅的酸性溶液中選擇萃取銅［J］.濕法冶金，2002(2):33－35.

［2］仇勇海，陳白珍.砷化氫的毒性及在銅凈化溶液中的防治［J］.有色冶煉，2001(2):41－43.

［3］許根福.處理高砷濃度工業廢水的化學沉淀法［J］.濕法冶煉，2009(1):13－18.

［4］雷吟春，劉云派，朱傳花.工業用銅萃取劑研制的新進展［J］.湖南有色冶金，2008(9):44－48.

［5］李淵.萃取串級的新排列－萃反交替多級逆流萃取過程［J］.化學工業報，1985(2):63－69.

［6］肖純，唐謨堂，楊聲海.用鐵粉和稀硫酸還原反萃P204中Fe3+［J］.中南大學學報(自然科學版)，2007(4):85－90.

Research on Copper Leaching Extraction Agents

HUANG Shu－fang，CHEN Yong，WANG Feng－hai

(Nickel Salt Factory of Jinchuan Group LTD，Jinchang，Gansu 737100，China)

Two kinds of complex liquid were extracted to remove the impurities by high efficient copper extract agents AD－100，re－extraction liquid copper can be enriched to about 40g/l with low impurities content，extraction efficiency was around 90%and 97%extraction efficiency of re－extraction.The high－quality copper sulfate solution can be used as copper sulfate or copper powders products，the copper＇s open circuit was realized and economic benefit was also increased.

copper extraction;complex material;extraction;copper sulfate;P204;reverse extraction

TF811

A

1009－3842(2012)05－0010－04

2012－08－06

黃淑芳(1963－)，女，四川安岳人，本科，工程師，主要從事鎳銅鈷有色金屬冶煉等方面的研究。E－mail:hsfhsfq@sina.com