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简述影响铜萃取剂选型的因素与选型方法

2020-11-20 09:50:18

近年来中国矿企积极响应国家“走出去”与“一带一路”战略,在海外进行了大量的铜矿投资,尤其是在刚果(金)与赞比亚。铜萃取剂既为当地建设注入了活力,促进了当地的经济发展,也为我国社会发展和国家建设提供了有利的资源后盾。目前在刚果(金)与赞比亚已建成的铜冶炼厂以湿法冶炼厂为主,在未来仍将有大量新矿场被开发,一大批湿法冶炼厂也正在建设中或在规划筹建之中。


  众所周知,铜湿法冶炼厂主要采取溶剂萃取电积方式生产高纯度阴极铜。要实现最优的萃取操作,获得经济效益就需要:1.选择最合适的萃取剂;2.选择最合适的稀释剂;3.采用合理配置的设备;4.选择最优化的萃取流程;5.不断优化操作参数。而这其中重中之重的便是最优萃取剂的选择。


  目前市场上使用的铜萃取剂主要有五类:1.醛肟类,如我司生产的Mextral 860H;2.酮肟类,如我司生产的Mextral 84H;3.酮肟醛肟复配类,如Mextral 984H,Mextral984NC,Mextral973H;4.醛肟加改质剂类,如Mextral5640H;5. β-二酮类,如Mextral 54-100。每种类型的萃取剂各有优缺点。简单来说:醛肟类萃取剂,萃取能力相对强,反萃性能相对弱,稳定性相对略差;酮肟萃取能力相对弱,反萃性能相对强,稳定性更好;酮醛肟复配类结合了酮醛肟的优点,有一定协同效应;醛肟加改质剂类萃取剂则通过改质剂的加入改善了醛肟的反萃性能;β-二酮类萃取剂目前主要用于氨性条件下的铜萃取,比如PCB电路板碱性蚀刻液中的铜回收,目前我司是全球少数生产54-100型萃取剂的厂商。


  可以看到铜萃取剂种类很多,要选择最合适的萃取剂(这一过程也叫“萃取剂选型”)则需要考虑诸多因素。萃取剂选型的常规方法就是,首先根据料液情况进行实验,选择出萃取性能与反萃性能俱佳、稳定性好、萃取率高的萃取剂。同时,考虑萃取工艺与经济效益的因素,选择最适合工艺流程与经济效益的萃取剂。


  目前在刚果(金)与赞比亚的铜湿法冶炼厂,含铜料液主要通过硫酸浸出所得,料液中除含有铜离子之外,还含有许多其他金属离子和非金属离子。不同的矿石浸出所得料液中所含离子都会或多或少有所差异。不同的料液对于萃取剂的类型也就有不同的要求。一般来说,锰、铁、氯、硝酸根、固体悬浮物和硅、pH和ORP对萃取剂选型都有影响。另外,温度对萃取反应的速度和萃取剂的稳定性也有一定影响。


  锰离子含量过高,被夹带到电积段并氧化成高价态高锰酸根后,其强氧化性能氧化萃取剂,生成表面活性物质,延长分相时间,导致乳化,加剧三相污物产生。铁含量如果比较高,在选择萃取剂时,需要考虑选择铜铁选择性更好的萃取剂,同时,铁离子在电积段也会降低电积效率,从而增加生产成本。硝酸根可导致萃取剂硝化,硝化后的萃取剂反萃能力减弱,萃取动力学变差,分相与铜铁选择性都会变差,而且硝化产物达到一定浓度会析出絮凝物,在与料液进行混合搅拌时易产生乳化,进一步降低分相性能。固体悬浮物和可溶性硅可以与萃取剂、改质剂相互作用,逐渐形成絮凝物在溶液中析出,形成相间污物。絮凝物不仅会延长分相时间,也会导致萃取剂在萃余液中的损失。ORP过高,萃取剂更容易降解消耗。适宜的温度有利于萃取反应的快速进行与萃取剂的稳定,不适宜的温度则起反作用。

铜萃取剂

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