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从酸浸液中萃取铜试验研究

2020-01-29 11:132520
   国内黄金冶炼企业采用Tn萃取工艺生产电解铜,取得了明显的经济效益,但由于萃取原料来自金精矿硫酸化焙烧一酸浸系统,因矿源复杂,酸浸液铜品位及酸度波动较大,为工业生产控制带来一定的难度。而Tn在料液酸度较低、萃取相比及萃取剂浓度较高的情况下,可获得较为满意的技术指标,但在酸度较高,萃取剂浓度较低的情况下,铜萃取综合回收率较低,为了提高铜的综合回收率,进一步降低成本,在较详细了解M5640特性的基础上,结合国内黄金冶炼企业生产工艺,本文着重考察了M5640对金精矿硫酸化焙烧酸浸液萃铜工艺的适应性,并同Tn进行同条件对比,结果表明,M5640在萃取效果、相分离、铜饱和容量、铜的净传递量方面显示了明显的优越性.
  1 M5640和Tn的特性及萃取原理
  M5640萃取剂为英国伦敦产并经过改质的更强的乙醛肟萃取剂,活性基的化学名为5一壬基水杨醛肟(P-50)。Tn萃取剂为乙醛肟和酮肟在高闪点260号煤油中的混合物。它们的结构式见图1,其中化学结构上的不同烷基如表1所示。
  由表1可以看出,酮肟类碳原子上接的是烷基基团,反萃容易,但负载能力较低,醛肟类碳原子上接的是氢原子,对铜负载能力很强,铜/铁选择性好,分相快,但反萃较难。为了改善这些不足,萃取剂产品Tn是将酮肟和十二烷基水杨醛肟混合而成以改善萃取性能。而M5640则是加入酯类改质剂(P-50)以改善反萃性能。它们均为琥珀色的纯净液体,密度为0.95~0.97,铜铁分离系数大于2000,它们的萃铜机理为:
  2实  验
  2.1实验原料与试剂
  2.1.1试样本试验
  试样为金精矿硫酸化焙烧酸浸液(pH=1.4),试样的主要成分见表2。
  2.1.2试剂萃
  取剂用新鲜M5640或Tn,稀释剂是260号煤油,水相用化学纯硫酸铜和蒸馏水配制,反萃剂采用190g/L浓度硫酸溶液。
  2.2试验方法
  将金精矿硫酸化焙烧酸浸液及试剂,根据需要配制为不同的试样,在室温下用500mL分液漏斗作两段逆流萃取一段反萃试验,研究对比了M5640及Tn的铜饱和容量、对铁的选择性、分相时间及对酸浸液酸度的适应性、铜的净传递量等。
  2.3萃取试验结果
  2.3.1  萃取剂的铜饱和容量
  试验条件:有机相分别为20%(V/V)M5640+煤油及20%(V/V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。每次萃取相比O/A=1,振混时间为5min,使萃取剂与酸浸液接触5次,直到萃余液中铜含量基本不变。然后反萃载铜M5640及Tn,分别分析反萃液中铜含量,计算其饱和容量。试验结果见表3。
  结果表明,M5640的铜饱和容量比Tn的铜饱和容量多1.130g/L,其铜的净传递量也较大,但M5640的反萃率较低。
  2.3.2萃取相比对萃铜影响
  试验条件:有机相分别为20%(V/V)M5640+煤油及20%(V/V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。调整相比,进行二级萃取一级反萃,振混时间为5min,试验结果见表4。
  结果表明,在同样条件下,相比越低,M5640比Tn的铜萃取能力越强,因而可减少萃取剂的用量,节省了一次投入的萃取剂成本。且M5640在相比为1.5时铜萃取率可达到99%以上。
  2.3.3  萃取料液酸度对萃铜的影响
  试验条件:有机相分别为20%(V/V)M5640+煤油及20%(V/V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。酸度通过硫酸和蒸馏水调整,每次萃取相比 O/A=l,进行二级萃取一级反萃,振混时间为5min,试验结果见表5。
  结果表明,M5640对酸浸液的酸度要求范围较宽,在pH值低至1.0时仍可以获得相当高的的铜萃取率,而Tn萃取原液的pH值对铜的影响甚为敏感,当 pH值为1.5以下时,萃余液就发生跑高现象。
  2.3.4萃取剂对铜/铁的选择性
  试验条件:有机相分别为20%(V/V)M5640+煤油及20%(V/V)Tn+煤油。萃取原液为表l所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。每次萃取相比O/A=1,进行一级萃取一级反萃,反萃剂酸度为190g/L,反萃液循环使用6次,振混时间5min,试验结果见表6。结果表明,M5640可获得较好的铜/铁分离效果。
  2.3.5 M5640与Tn的互容性
  试验条件:有机相分别为20%(V/V)M5640+煤油、20%(V/V)Tn+煤油及10%(V/V)M5640+10%(V/V)Tn+煤油(混合溶剂)。萃取原液成分见表l。以相比O/A为1:1进行二级萃取一级反萃,振混时间为5min,试验结果见表7。
  结果表明,M5640与Tn可以混合使用,且其萃取效果界于二者之间。
  2.3.6铜萃取分相时间
  萃取剂体积浓度为20%,萃取原液为如表1所示的酸浸液,以相比O/A=1进行二级萃取一级反萃,在相同条件下进行萃取及反萃分相时间纪录,试验结果见表8。
  结果表明,M5640萃取及反萃的分相时间快,所需时间约在50s。
  3结  论
  通过对M5640及Tn萃铜对比试验表明,M5640的总体性能优于Tn,包括铜的萃取率、分相时间、铜的饱和容量等方面都显出了优越性,一方面M5640的铜饱和容量比Tn的铜饱和容量多1.130g/L,且无论萃取还是反萃,分相时间均低于Tn的。另一方面,采用 Tn萃铜,在相比1.5,萃取剂浓度20%,料液pH值1.4时,铜萃取率才达到97.5l%;而采用M5640萃铜,在相比1.5,萃取剂浓度20%,料液pH值为1.0或1.4时,萃取率均可达到98%以上。对于金精矿硫酸化焙烧酸浸液酸度及铜品位波动较大的情况下,M5640的适应性更强。
 

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