tbp與n1923協(xié)同萃取銅電解液中的砷銻鉍

1、TBP與N1923協(xié)同萃取銅電解液中的砷銻鉍協(xié)同萃取銅電解液中的砷銻鉍童長仁，武金朋，李俊朝，張鵬，劉秀（江西理工大學冶金與化學工程學院，江西贛州341000）摘要：摘要：采用TBP和N1923協(xié)同萃取銅電解液中的砷、銻、鉍，考察TBP和N1923的濃度、電解液酸度、相比、時間、反萃取相比等因素對萃取過程的影響。結果表明，當有機相組成為60%TBP25%N19235%異辛醇10%磺化煤油，萃取相比OA=3時，砷、銻、鉍的單級萃取率分別為

2、58.01%，53.49%和68.97%。反萃相比OA=2時，用水反萃砷的單級反萃率為53.61%。在反萃液組成為反萃劑50gL、硫酸1molL，反萃相比OA=2時，銻、鉍的單級反萃率分別為58.63%和79.46%。關鍵詞：關鍵詞：銅電解液；溶劑萃??；TBP；N1923；砷；銻；鉍中圖分類號：中圖分類號：TF811文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）05000000SynergisticExtra

3、ctionofAsSbBiinCopperElectrolytewithTBPN1923TONGChangrenWUJinpengLIJunchaoZHANGPengLIUXiu(FacultyofMetallurgicalChemicalEngineeringJangxiUniversityofScienceTechnologyGanzhou341000JiangxiChina)Abstract:Synergisticextracti

4、ngofAsSbBifromCuelectrolytewithTBPN1923wascarriedout.TheeffectsofvariousfactssuchasconcentrationsofTBPN1923electrolyteacidityratioofganictoaqueousphase(OA)reactiontimestrippingphaseratiowereinvestigated.Theresultsshowtha

5、tthesinglestageextractionrateofAsSbBiare58.01%，53.49%68.97%respectivelywhentheganicphasecompositionis60%TBP25%N19235%isooctanol10%sulfonatedkeroseneOAis3reactiontimeis4minutes.ThesinglestagewaterstrippingrateofAsis53.61%

6、withOA=2.ThesinglestagestrippingrateofSbBiare58.63%79.46%respectivelywith50gLstrippingagent1molLH2SO4OA=2.Keywds:copperelectrolytesolventextractionTBPN1923AsSbBi在銅電解精煉過程中，砷、銻、鉍等有害雜質經過富集之后會以機械夾雜和化學沉積的方式在陰極銅上聚集，從而導致陰極銅中雜質含

7、量升高，品質下降，又增加了漂浮陽極泥形成的比率。因此，在電解精煉過程中，必須對電解液進行凈化除雜，以除去As、Sb、Bi等有害雜質。目前，國內外開發(fā)了多種凈化除雜方法，例如，離子交換法、吸附法、共沉淀法等，但是大多仍處于研究階段，并未用于工業(yè)生產。目前大多采用傳統(tǒng)的電積法脫除As、Sb、Bi等雜質。該法只能在不溶陽極電積脫銅的后期才能部分脫除雜質，其中砷的脫除率只有30%左右，其余的砷富集于副產品硫酸中，并最終返回電解液，造成砷的惡性循

8、環(huán)。除此之外，凈化除雜過程中的能耗太大。本文以節(jié)能減排為目標，對電解液進行了TBP和N1923協(xié)同萃取砷、銻、鉍的研究。1試驗原料及方法試驗原料及方法萃取劑選用TBP和N1923，磺化煤油為稀釋劑，異辛醇為改性劑。由于砷屬于有毒物質，需將砷與銻、鉍分開反萃。其中水作為砷的反萃劑；銻、鉍的反萃劑為物質A。料液分別取自金隆銅業(yè)有限公司PC電解車間（料液1）和凈液系統(tǒng)（料液2）。其主要成分如下。料液1(gL)：Cu47.13、Ni9.67、A

9、s5.74、Sb0.36、Bi0.24、H2SO4181.80；料液2(gL)：Cu29.31、Ni11.75、As6.43、Sb0.43、Bi0.29、H2SO4228.49。在室溫，將一定體積的有機相和水相混合加入125mL梨形分液漏斗中，放在康氏振蕩器上振蕩，使兩相充分混合一段時間，靜置分相，分離下層水相。用ICP光譜儀測定水相中的金屬濃度，而有機相則先用一定體積的水進行反萃，將負載有機相中的砷反萃入水相，反萃液送ICP光譜儀分析

10、。再用一定濃度的反萃劑A溶液對剩余負載有機相進行反萃，將銻、鉍反萃入水相，將反萃液送分析，以測定其中金屬濃度。2試驗結果與討論試驗結果與討論由于本文的主要目的是利用TBP和N1923的協(xié)同萃取作用同時萃除電解液中的砷、銻、鉍。因此，在進行協(xié)同萃取試驗前，我們首先要對TBP萃砷進行試驗和研究。作者簡介：作者簡介：童長仁（1954），男，江西贛州人，教授，碩士生導師.doi：10.3969j.issn.10077545.2012.05.00

11、6用不同濃度的硫酸對有機相進行酸化。試驗結果如表1所示。表1水相酸度對萃取率的影響水相酸度對萃取率的影響Table1Effectofaqueousphaseacidityonextractionrates序號平衡水相酸度(molL1)AsSbBi11.0468.7448.8462.0723.6658.0153.4968.9734.0958.1644.1962.0744.2560.6544.1958.6254.8462.9941.8648

12、.2866.9468.5839.5347.72注：有機相未經酸化處理由表1可知，隨著平衡水相酸度[H]的增加，砷萃取率一直呈增加趨勢，而銻、鉍的萃取率則先增加再下降。當平衡水相酸度[H]為2.40molL時，銻、鉍的萃取率達到最大值，這是因為其符合胺類萃取劑（N1923）的基本規(guī)律，在低酸度下，胺類萃取劑與H配位生成陽離子的程度是影響萃取率的主要因素，酸度增加，有利于胺類萃取劑與H配位，所以萃取率隨之上升；但當酸度達到一定程度后，絕大部

13、分胺類萃取劑都已經與H配位，這時離子締合競爭反應成為影響萃取率的主要因素。此時酸度越高，硫酸第二級電離越困難，HSO4越多，又因N1923對HSO4的萃取能力大于SO42也就是說，HSO4的競爭萃取能力比SO42更強，結果導致銻、鉍的萃取率下降。2.2.3萃取時間萃取時間萃取結果表明，兩相接觸時間1、2、4、6、8和10min時，砷萃取率基本相同，無實質性變化，說明TBP萃砷時具有良好的動力學性能，萃取速度很快。而銻、鉍的萃取率在4mi

14、n后不再上升，達到平衡。因此我們選定適宜的萃取時間為4min。2.2.4多級逆流萃取多級逆流萃取經過計算，采用3級逆流萃取，萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關系見圖2。圖23級逆流萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關系級逆流萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關系Fig.2RelationshipbetweenconcentrationofAsSbBiinraffinatethreecountercurrentextractions’rownumbers