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(zhǎng)仁，武金朋，李俊朝，張鵬，劉秀（江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)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(shí)間、反萃取相比等因素對(duì)萃取過程的影響。結(jié)果表明，當(dāng)有機(jī)相組成為60%TBP25%N19235%異辛醇10%磺化煤油，萃取相比OA=3時(shí)，砷、銻、鉍的單級(jí)萃取率分別為

2、58.01%，53.49%和68.97%。反萃相比OA=2時(shí)，用水反萃砷的單級(jí)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(shí)，銻、鉍的單級(jí)反萃率分別為58.63%和79.46%。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：銅電解液；溶劑萃取；TBP；N1923；砷；銻；鉍中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TF811文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：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(zhì)經(jīng)過富集之后會(huì)以機(jī)械夾雜和化學(xué)沉積的方式在陰極銅上聚集，從而導(dǎo)致陰極銅中雜質(zhì)含

7、量升高，品質(zhì)下降，又增加了漂浮陽(yáng)極泥形成的比率。因此，在電解精煉過程中，必須對(duì)電解液進(jìn)行凈化除雜，以除去As、Sb、Bi等有害雜質(zhì)。目前，國(guó)內(nèi)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(chǎn)。目前大多采用傳統(tǒng)的電積法脫除As、Sb、Bi等雜質(zhì)。該法只能在不溶陽(yáng)極電積脫銅的后期才能部分脫除雜質(zhì)，其中砷的脫除率只有30%左右，其余的砷富集于副產(chǎn)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(biāo)，對(duì)電解液進(jìn)行了TBP和N1923協(xié)同萃取砷、銻、鉍的研究。1試驗(yàn)原料及方法試驗(yàn)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(zhì)，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(zhì)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(jī)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(shí)間，靜置分相，分離下層水相。用ICP光譜儀測(cè)定水相中的金屬濃度，而有機(jī)相則先用一定體積的水進(jìn)行反萃，將負(fù)載有機(jī)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(duì)剩余負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行反萃，將銻、鉍反萃入水相，將反萃液送分析，以測(cè)定其中金屬濃度。2試驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)結(jié)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(shí)萃除電解液中的砷、銻、鉍。因此，在進(jìn)行協(xié)同萃取試驗(yàn)前，我們首先要對(duì)TBP萃砷進(jìn)行試驗(yàn)和研究。作者簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介：童長(zhǎng)仁（1954），男，江西贛州人，教授，碩士生導(dǎo)師.doi：10.3969j.issn.10077545.2012.05.00

11、6用不同濃度的硫酸對(duì)有機(jī)相進(jìn)行酸化。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1水相酸度對(duì)萃取率的影響水相酸度對(duì)萃取率的影響Table1Effectofaqueousphaseacidityonextractionrates序號(hào)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(jī)相未經(jīng)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(shì)，而銻、鉍的萃取率則先增加再下降。當(dāng)平衡水相酸度[H]為2.40molL時(shí)，銻、鉍的萃取率達(dá)到最大值，這是因?yàn)槠浞习奉愝腿∟1923）的基本規(guī)律，在低酸度下，胺類萃取劑與H配位生成陽(yáng)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(dāng)酸度達(dá)到一定程度后，絕大部

13、分胺類萃取劑都已經(jīng)與H配位，這時(shí)離子締合競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)成為影響萃取率的主要因素。此時(shí)酸度越高，硫酸第二級(jí)電離越困難，HSO4越多，又因N1923對(duì)HSO4的萃取能力大于SO42也就是說，HSO4的競(jìng)爭(zhēng)萃取能力比SO42更強(qiáng)，結(jié)果導(dǎo)致銻、鉍的萃取率下降。2.2.3萃取時(shí)間萃取時(shí)間萃取結(jié)果表明，兩相接觸時(shí)間1、2、4、6、8和10min時(shí)，砷萃取率基本相同，無實(shí)質(zhì)性變化，說明TBP萃砷時(shí)具有良好的動(dòng)力學(xué)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(dá)到平衡。因此我們選定適宜的萃取時(shí)間為4min。2.2.4多級(jí)逆流萃取多級(jí)逆流萃取經(jīng)過計(jì)算，采用3級(jí)逆流萃取，萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關(guān)系見圖2。圖23級(jí)逆流萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關(guān)系級(jí)逆流萃余液砷銻鉍濃度與萃取排數(shù)的關(guān)系Fig.2RelationshipbetweenconcentrationofAsSbBiinraffinatethreecountercurrentextractions’rownumbers