十三醇對醛肟萃取銅性能的影響

季尚軍，徐志剛，鄒 潛，王朝華，湯啟明，張稱心，王金紅

(重慶浩康集團(tuán) 康普化學(xué)工業(yè)股份有限公司，重慶 401221)

十三醇對醛肟萃取銅性能的影響

季尚軍，徐志剛，鄒 潛，王朝華，湯啟明，張稱心，王金紅

(重慶浩康集團(tuán) 康普化學(xué)工業(yè)股份有限公司，重慶 401221)

研究了含有十三醇的Mextral860H有機(jī)溶劑萃取銅的性能。結(jié)果表明：Mextral860H有機(jī)相中含有一定體積分?jǐn)?shù)的十三醇時(shí)，其對銅的萃取容量會有所下降，十三醇會降低Mextral860H對銅的萃取能力，而負(fù)載銅的Mextral860H有機(jī)相的反萃取性能有大幅提升，凈銅轉(zhuǎn)移量提升；十三醇對抑制鐵的萃取很明顯，從而改善了Cu/Fe的萃取選擇性。

Mextral860H；銅萃?。皇?；醛肟

醛肟用作銅萃取劑具有較強(qiáng)的萃取能力，但反萃取性能較差，導(dǎo)致單一的醛肟萃取劑難以用于銅的萃取，需要添加改質(zhì)劑來提高其反萃取性能。改質(zhì)劑對醛肟萃取劑萃取性能的影響研究已有許多。有些改質(zhì)劑是用于改善分相性能，有些改質(zhì)劑則用于改善反萃取性能。對于醛肟萃取劑，改質(zhì)劑則能夠減弱醛肟與銅之間的結(jié)合力，從而改善反萃取性能，因此，在醛肟萃取劑中常常添加可調(diào)節(jié)萃取平衡的改質(zhì)劑。目前,常用的改質(zhì)劑多為長碳鏈的醇類、脂肪酯類等[1-2]。

早在20世紀(jì)80年代早期，有將壬基酚(NP)調(diào)節(jié)5-壬基水楊醛肟用于銅的萃取的研究，如用異十三醇(TDA)改性醛肟萃取劑并萃取銅[3]。之后，R.F.Dalton等研究了采用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯(TXIB)作改質(zhì)劑改善醛肟的萃取和反萃取性能[4-6]。

M.J.Virnig等[7-8]則研究了用二正丁基己二酸酯(DBA)作調(diào)節(jié)改質(zhì)劑，結(jié)果表明，改質(zhì)劑的添加能夠有效提高醛肟的反萃取性能，較大幅度提高萃取劑的凈銅轉(zhuǎn)移量。近年來，多種醚或聚醚平衡調(diào)節(jié)劑在銅萃取中作為改質(zhì)劑得到廣泛應(yīng)用。

基于前人研究結(jié)果，試驗(yàn)研究了以十三醇作改質(zhì)劑改善醛肟萃取劑Mextral860H對銅的萃取、反萃取性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑與原料

醛肟萃取劑Mextral860H、稀釋劑MextralDT100，重慶康普化學(xué)工業(yè)股份有限公司產(chǎn)品。

十三醇(TDA)、五水硫酸銅、硫酸鐵、硫酸、氫氧化鈉，均為分析純。

分析設(shè)備為pH計(jì)，原子吸收光譜儀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1有機(jī)相和溶液的配制

有機(jī)相組成：90 g/L Mextral860H、90 g/L Mextral860H+10 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+20 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+30 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+40 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+50 g/L TDA，其余部分為稀釋劑MextralDT100。

含銅料液：銅質(zhì)量濃度6 g/L(用五水硫酸銅配制)，鐵質(zhì)量濃度3 g/L(用硫酸鐵配制)。用20%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)含銅料液pH為2.0。

含銅反萃取液：銅質(zhì)量濃度35 g/L(用五水硫酸銅配制)，硫酸質(zhì)量濃度160 g/L(用濃硫酸配制)。由于在銅萃取-電積系統(tǒng)中，常常選用含銅電積貧液作為反萃取液，因此為模擬實(shí)際生產(chǎn)，試驗(yàn)配制類似模擬料液檢測有機(jī)相的反萃取性能。

1.2.2萃取性能測試方法

最大銅負(fù)載量：將等體積有機(jī)相和含銅料液置于分液漏斗中，充分振蕩并靜置分相后放出水相；繼續(xù)將有機(jī)相與等體積含銅料液混合。重復(fù)上述步驟4次，得到飽和負(fù)載有機(jī)相。有機(jī)相充分靜置后檢測銅質(zhì)量濃度，并記錄為最大銅負(fù)載量。

萃取等溫點(diǎn)：將等體積有機(jī)相與含銅料液置于分液漏斗中，充分混合并靜置分相后，放出水相。測定有機(jī)相中銅、鐵質(zhì)量濃度。

反萃取等溫點(diǎn)：取等體積新配有機(jī)相和料液放置于錐形瓶中，充分振蕩混合并靜置分相；按等體積取負(fù)載有機(jī)相和反萃取劑置于錐形瓶中，充分振蕩混合5 min，分相后取有機(jī)相測定其中銅質(zhì)量濃度。

萃取等溫點(diǎn)=ρe(Cu2+);
反萃取等溫點(diǎn)=ρs(Cu2+);
銅鐵選擇性=ρe(Cu2+)/ρe(Fe);
凈銅轉(zhuǎn)移量=ρe(Cu2+)-ρs(Cu2+)。

有機(jī)相中的銅、鐵質(zhì)量濃度采用原子吸收法測定。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H的最大銅負(fù)載量的影響

根據(jù)試驗(yàn)方法，十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H最大銅負(fù)載量的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H的最大銅負(fù)載量的影響

由圖1看出，隨有機(jī)相中十三醇質(zhì)量濃度提高，Mextral860H對銅的最大負(fù)載量下降。這主要是因?yàn)槭贾械牧u基與醛肟中的肟結(jié)合成氫鍵形成一種加合物，該加合物會隨有機(jī)相中十三醇體積分?jǐn)?shù)提高而增加，進(jìn)而降低醛肟活性[7]，從而造成醛肟對銅的最大負(fù)載量降低。當(dāng)有機(jī)相中十三醇質(zhì)量濃度達(dá)50 g/L時(shí)，Mextral860H對銅的最大負(fù)載量下降約2.3%。

2.2 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H萃取等溫點(diǎn)的影響

根據(jù)試驗(yàn)方法，十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H萃取等溫點(diǎn)的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H萃取等溫點(diǎn)的影響

由圖2看出：當(dāng)有機(jī)相中十三醇質(zhì)量濃度提高時(shí)，Mextral860H的萃取等溫點(diǎn)顯著下降，表明十三醇與醛肟所結(jié)合形成的化合物對醛肟的萃取能力有一定制約；當(dāng)有機(jī)相中十三醇質(zhì)量濃度為50 g/L時(shí)，Mextral860H的萃取等溫點(diǎn)下降約21.4%，即Mextral860H的單次萃取能力下降約21.4%。

2.3 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H反萃取等溫點(diǎn)的影響

根據(jù)試驗(yàn)方法，十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H反萃取等溫點(diǎn)的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H反萃取等溫點(diǎn)的影響

由圖3看出，十三醇會顯著降低醛肟萃取劑的反萃取等溫點(diǎn)。說明有機(jī)相中含有一定質(zhì)量濃度的十三醇，能夠顯著降低有機(jī)相中的銅質(zhì)量濃度，反萃取性能得到一定程度提升；有機(jī)相中未添加十三醇時(shí)，銅反萃取率僅為37.5%左右，添加十三醇達(dá)50 g/L時(shí)，銅反萃取率可達(dá)77%。這充分說明改質(zhì)劑十三醇的加入有利于銅的反萃取。

2.4 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H凈銅轉(zhuǎn)移量的影響

根據(jù)試驗(yàn)方法，十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H凈銅轉(zhuǎn)移量的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H凈銅轉(zhuǎn)移量的影響

由圖4看出：十三醇加入到有機(jī)相后，有機(jī)相的凈銅轉(zhuǎn)移量顯著提升；十三醇質(zhì)量濃度升至50 g/L時(shí)，有機(jī)相凈銅轉(zhuǎn)移量高達(dá)3.4 g/L,提高了約70%。十三醇對Mextral860H的反萃取性能的影響比對萃取性能的影響更大，因此當(dāng)有機(jī)相中加入一定量十三醇后醛肟的萃取能力受影響較小，而反萃取性能受影響較大，凈銅轉(zhuǎn)移量得以提高。

2.5 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H選擇性萃取Cu/Fe的影響

根據(jù)試驗(yàn)方法，十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H選擇性萃取Cu/Fe的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。可以看出：當(dāng)有機(jī)相中加入一定量十三醇后，有機(jī)相的Cu/Fe選擇性得到提高，說明十三醇在抑制醛肟萃取銅的同時(shí)也抑制對鐵的萃取，但對萃取鐵的抑制能力要顯著強(qiáng)于對萃取銅的抑制能力。

圖5 十三醇質(zhì)量濃度對Mextral860H選擇性萃取Cu/Fe的影響

3 結(jié)論

Mextral860H有機(jī)相中添加十三醇后，Mextral860H對銅的萃取性能受到較大影響，會使飽和容量下降，但反萃取性能得到改善，凈銅轉(zhuǎn)移量提高。十三醇的加入有利于Mextral860H對Cu/Fe的選擇性。有關(guān)十三醇對Mextral860H的穩(wěn)定性及萃取銅的動力學(xué)和分相性能的影響需要進(jìn)一步加以研究。

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EffectofTridecylAlcoholonExtractionPropertiesofAldoximeforCopper

JI Shangjun,XU Zhigang,ZOU Qian,WANG Chaohua,TANG Qiming, ZHANG Chenxin,WANG Jinhong

(ChongqingKopperChemicalIndustryCo.,Ltd.,Chongqing401221，China)

The extraction properties of Mextral860H with tridecyl alcohol for copper were investigated.The results show that at the condition of the organic phase containing a certain amount of tridecyl alcohol,the maximum extraction capacity of Mextral860H for copper decreases.Tridecyl alcohol can reduce the extraction ability of Mextral860H for copper,and the stripping performance of Mextral860H is greatly improved to result in a net copper transfer of organic phase improving.Tridecyl alcohol inhibites the extraction efficiency of Mextral860H for iron more than that for copper,so it can improve the Cu/Fe selectivity of the Mextral860H organic phase.

Mextral860H;copper;solvent extraction;tridecyl alcohols;aldoxime

TF804.2

A

1009-2617(2017)06-0498-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.06.012

2017-07-16

季尚軍(1988-)，男，安徽明光人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橛猩饘俜蛛x與提純。