試論有色冶金中萃取新技術的相關應用

秦 晶

（開曼鋁業（三門峽）有限公司，河南 三門峽 472100）

目前，雙水萃取、物理萃取等技術已經廣泛地應用到了有色冶金行業，這些技術的發展在很大程度上促進了有色冶金行業的發展，但這些技術在實際應用中還是存在很多不足之處，需要我們對其進行相應的研究。如何把萃取新技術更加科學、有效地運用到有色冶金中，是目前相關專業技術人員值得思考的問題。

1 萃取新技術在有色冶金中的實際應用

1.1 雙水萃取技術在有色冶金中的應用

當某些高性能高分子水溶液達到一定濃度時，會形成兩相，當兩相較高時，就會形成兩相性質。在雙水相體系的形成過程中，兩種聚合物之間會產生強烈的吸引力，聚合物之間會產生排斥作用，在一定的分子周圍會有相同的分子。平衡后形成兩相，將兩種聚合物分離為一相。當聚合物相互排斥時，其分子量會增加，形成相互排斥的多相分子，使聚合物不相容。為了使該提取工藝在有色冶金提純中發揮更好的作用，有必要在提高有色冶金體積比的基礎上，對其進行提取和提高體積比效率。該技術廣泛應用于生物活性物質的提取。近年來，它已被應用于有色冶金的萃取。水溶性聚合物作為一種有色冶金新技術，在無機鹽存在下實現了兩相萃取。它們不僅可以提取主要的族元素和過量元素，而且可以分離純化相應的金屬。對過量元素和稀土元素的提取分離進行了研究，得出了相應的結論。在實際研究中，銥與氯化亞錫反應生成三氯化亞錫絡合物陰離子。在動力學效率的影響下，鉑和金的差別很大。在此基礎上，用丙醇-氯化鈉水體系萃取分離鉑、金、銥，得到高純度的鉑、金。

1.2 離心萃取技術在有色冶金中的應用

離心萃取技術主要對設備進行創新與改造的一種技術，溶劑萃取過程中主要使用的是箱式的設備，主要包括混合澄清槽與傳統萃取釜、塔式設備與離心式提取器。前兩者主要是在重力場的環境下實現混合與分相的，但是離心式提取器則依靠的是離心立場，達到混合與分相的目的，與前兩者對比起來，離心式提取器有著比較明顯的優勢 ：它具有良好的相分離性能、寬的操作流量比、快速的傳質平衡和較高的傳質效率。離心提取器是分離某些化學性質非常相似的元素的最佳選擇。銦作為一種單一或主要的組分，在礦石中幾乎不存在，多數與鋅、鉛、銅、錫共生，性質相似。萃取是分離、富集和回收銦的重要方法之一。常用的萃取劑是d2ehpa。對于含有銦、鐵和鋅的硫酸溶液，銦和鐵的分配比都較大，并且投料液中鐵的含量往往是銦的幾倍甚至幾百倍。用常規的“平衡萃取法”分離銦和鐵是困難的。然而，銦的傳質速率比鐵快得多。因此，非平衡萃取可用于分離銦和鐵。對于“平衡萃取”過程中難以分離的兩種物質，只要處于“平衡萃取”過程中，其分配比接近或分離系數接近1。由于傳質速率存在較大差異，采用“非平衡萃取”方法可以獲得較好的分離效果。

1.3 物理萃取技術在有色冶金中的應用

物理萃取主要的組成部分就是微波、電磁波、電場與超聲波所組成的，這些方法最直接的特點就是可以有效地縮短提取時間，并且使生產效率得到很大程度地提升，其生產的過程也是沒有任何污染的。物理萃取新技術是目前有色冶金的一種新技術，因為其明顯的優勢而得到整個冶金行業的大力支持與青睞，并被廣泛地運用到了目前的有色冶金應用中。

微波技術作為一種電磁波，不僅具有波動和熱的特性，而且具有高頻和非熱的特性。由于介質的介電常數不同，微波能量吸收和熱能的程度也不同。利用微波技術提取有色金屬的過程中，需要進行選擇性加熱，才能有效地分離有色金屬體系與基體。電場能有效地提高萃取設備的效率，將萃取能耗降低到最低水平，加強系數和兩相的分散澄清，使得分離效率大幅度提升。在實際的銅萃取實驗中，直流電功率為4kw，電極間距為5cm，可以把萃取的效果提升到212倍。事實上，電磁是一種具有特殊能量的場，它可以在物質中起作用，改變物質的微觀結構，進而使得物質的物理化學性質發生變化。磁場處理后，抗磁材料的分子勢壘和粘聚力降低，宏觀物理性質發生改變。電磁技術在有色冶金中的應用主要是用來提取銅。萃取時，可先對稀土液進行相應處理，再進行萃取。此方法可以改變稀土的兩相分布比，磁化可以提高稀土元素的分離系數。超聲波提取技術主要來源于超聲波，其機械和熱效應對提取源有一個影響。明確的效果。目前，超聲波提取技術作為一種新技術，已在有色冶金領域得到應用。它的實際應用不僅可以提高有色冶金的產量，而且可以節約液體成本。在提取鎳時，選擇合適的萃取劑、波速和功率，用這個該方法提取率為原方法的4倍，兩相的接觸面積也增加。

1.4 泡沫浮選萃取技術在有色冶金中的應用

泡沫分離是基于表面吸附原理，借助鼓泡作用，將水溶液中的表面活性物質聚集在氣液界面上。氣泡浮至溶液體頂部形成泡沫層，將泡沫與液相分離，達到濃縮表面活性劑（泡沫層）和凈化液相的目的。泡沫浮選萃取結合了溶劑萃取和泡沫浮選的有機特性。同時，表面活性劑和金屬萃取劑作為浮選萃取劑的有機物在廢水的選擇性分離和回收方面得到了很好的分離效果。

最終結果表明以皂化環烷酸為浮選萃取劑，采用兩段浮選法可完全去除鋅離子，剩余廢水達到排放標準。最終確定了通過泡沫浮沉法進行銅、鋅的回收，以此制備硫酸鐵與純銅等產品。

1.5 膜萃取技術在有色冶金中的應用

膜萃取技術相比較于加壓溶劑萃取、微波萃取以及超臨界流體萃取等傳統萃取技術來講，其具有獨特的優勢并在實際應用中顯示了很好的發展前景。膜萃取技術是依托非孔膜技術發展起來的一種樣品前處理方法，也是通過膜過程和液液萃取過程相結合的一種新的分離技術。膜萃取過程和傳統萃取過程中的傳質、反萃取過程基本一樣，故又稱做微孔膜液液萃取，但與傳統的液液萃取過程也有所不同，膜萃取技術在傳質過程中是分離物料液相和溶劑相的微孔膜表面進行的，也就是在有相溶劑和水溶液相接觸的固定界面層上完成的，因此，又叫做固定界面層膜萃取技術，簡稱膜基溶劑萃取或膜萃取。經大量試驗表明，膜萃取的方法可以大大減少溶劑的夾帶損失，幾十年來，我國的科技研究者們也圍繞中空纖維膜萃取器的傳質性能，高分子浸潤性及溶脹等對膜萃取的影響進行了大量的研究并取得了十分有益的進展。

膜萃取在工業分離中的主要運用于金屬方面的萃取，但在有機物及農藥萃取方面也有很多成功的應用案例。膜萃取是一種推廣前景很廣泛的新型分離技術，但膜萃取過程在有色冶金行業的應用基礎研究仍有待進一步探索，特別要針對膜萃取過程的特點，在實際工業中進行應用。主要原因為在膜萃取過程中可能會發生水相互滲透、膜的溶漲等問題，所以會直接影響到膜裝置的壽命，這也是影響膜萃取技術在有色冶金行業工業化推廣的難點所在。

2 結語

綜上所述，萃取技術因為其分離效果好、可供選擇多的特點，已經被有色冶金行業廣泛推廣應用。但是社會的不斷發展，我國經濟與科技水平都在不斷地進步，原有的萃取技術已經不能滿足現代冶金行業的需求。因此，相關部門與人員要加強對萃取技術的研究力度，目前我國的雙水萃取技術、物理萃取技術和離心萃取等技術已經逐漸地運用開來并取得很好的效果。但是在未來的發展中，有色冶金行業對萃取技術的需求一定會越來越高，為了進一步滿足有色冶金行業的需求，我們還需要對萃取新技術進行不斷地摸索與研究。