最新铜选冶车间萃取知识培训
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第一章 萃取培训资料1.1 萃取简介萃取车间建立在海拔四千多米的平台上,年产纯阴极铜15000吨,采用的萃取剂是M5640,采用两反萃,高铜一萃,低铜两萃取的工艺流程。
溶剂萃取所起的作用与浓密机相似,它通常处理低品位、不纯的料液而产出一个高纯、高含量的产品。
萃取的目标是: 净化将铜从浸出液中提取出来而不萃取其它的阴离子和阳离子,特别是铁、氯和锰。
富集将铜浓度从浸出液中一般含铜为1~10 g/L 富集到电解液中含铜50 g/L ,这样的浓度条件对铜电积是最优化的。
要实现这些目标,萃取必须做到: ∙ 采用最合适的萃取剂; ∙ 采用最合适的稀释剂; ∙ 采用经过合理配置的设备;∙ 采用最优化的流程结构,如2级萃取加1级反萃,2级萃取加2级反萃,2级萃取1级沉清加1级反萃,3级萃取加2级反萃, 2级萃取1级洗涤加1级反萃;∙ 操作时需要进行优化的参数如下: 有机相的厚度;混合室的相比(有机相/水相)和相连续性; 浸出液的流量;电解车间的流量和电解液的铜浓度;萃取剂浓度;1.2 萃取和反萃的化学原理铜的萃取剂是羟肟类化合物。
它可以螯合机理萃取铜和其它的金属阳离子。
螯合在拉丁和希腊语的词根中是一个钳子的意思。
萃取剂从两边与金属成化学键,就象将金属抓在一个螃蟹的一对钳子中。
用羟肟萃取剂萃取二价金属离子的反应方程式入下:AqSO M OrgH R -+++-2422AqSO H OrgM R -+++2422对该方程式有以下几点要说明:当M 2+被萃取时,要释放出两个氢离子,因此每萃取1.0 g/L 铜会产出1.5 g/L H 2SO 4。
萃取和反萃是平衡和可逆的反应,其平衡态取决于反应方程式左边和右边的反应物种的相对活度。
在萃取反应中, 羟肟或有机相负载铜而变为负载有机相;在反萃中, 铜从羟肟中被反萃下来,所以变为再生有机相。
提高H +的浓度或降低pH 使反应向左移动。
提高萃取剂或Cu 2+的浓度使反应向右移动。
2024年萃取操作过程安全运行技术内容摘要萃取操作过程系由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等所需的一系列的过程及设备完成,这些设备的合理组合就构成了萃取操作流程。
根据分离的工艺要求、原溶液与萃取剂的性质等具体条件,工业生产中所采用的萃取流程有多种,主要有单级和多级之分。
一、单级萃取流程单级接触萃取的流程较简单,这种过程特别应该注意产生的静电积累,若是搪瓷反应釜,液体表层积累的静电很难被消散,会在物料放出时产生放电火花。
其过程如图151所示。
原料液F与萃取剂S一起加入到混合器1内,借助搅拌器的搅拌作用,使其充分混合接触,经过一定时间的萃取后(假设萃取达到平衡),将混合液M送人澄清器2,经静置分离为萃取相正和萃余相R两层,再将萃取相与萃余相分别送入溶剂回收设备以回收溶剂(萃取剂),相应地得到萃取液E和萃余液R,回收得的萃取剂可循环使用。
2024年萃取操作过程安全运行技术(2)引言:随着科技的发展,萃取工艺在很多领域得到广泛应用,包括食品、医药、化工等行业。
萃取操作过程安全运行技术的发展至关重要,不仅可以确保生产的高效进行,还能最大程度地保障操作人员的人身安全。
本文将从设备安全、操作规范、应急预案等方面,对2024年萃取操作过程安全运行技术进行详细探讨。
一、设备安全技术1. 设备选型与设计在2024年,萃取操作过程设备的选型和设计将更加注重安全性能。
首先,根据不同的行业特点和萃取物性,选择适合的设备和材料,避免使用易燃、易爆、有毒或有害的物质。
同时,设备的设计应考虑到操作人员的操作便捷性和安全性,例如设置人机工程学界面,减少操作人员受伤的风险。
2. 安全检测与监控安全检测与监控技术的发展将为萃取操作过程提供更多的保障。
例如,安装气体检测仪和温度监测仪等设备,实时监测操作现场的气体浓度、温度等参数,及时发现异常情况并采取相应措施。
此外,配备精密的仪器设备,实现对操作参数的自动控制,降低人为操作的风险。
萃取、电积岗位安全操作规程1. 个人防护- 所有从事萃取岗位的人员都必须佩戴个人防护设备,包括防护眼镜、防护口罩、防护手套和防护服等。
- 在操作过程中确保个人防护设备的完好,如有损坏或失效应及时更换。
- 遵循正确的佩戴方式,如正确戴口罩并紧贴面部,保持防护服系紧,不得留下裸露的皮肤。
- 定期对个人防护设备进行清洗和消毒。
2. 实验室安全- 所有实验室设施和设备必须定期检查和维护,确保其正常运行和安全性。
- 在实验室内明确标示有害物质和危险区域,使用明确的警示标识。
- 实验室内应保持良好的通风条件,确保有害气体及时排除。
- 禁止在实验室内吸烟、饮食或储存易燃易爆物品。
- 遵循实验室的安全操作流程和操作要求,不得违规操作。
3. 萃取液的制备- 对于有毒有害物质的萃取液,必须在安全操作柜内进行制备,防止溅溢和吸入。
- 萃取液的制备应确保溶液浓度适宜,避免因浓度过高或过低导致的意外事故。
- 在制备过程中要小心操作,避免液体飞溅和跌落。
萃取、电积岗位安全操作规程(二)- 严格遵守电积相关的操作规程和安全要求,确保个人安全和设备的正常运行。
- 在进行电积操作时,必须确保设备的可靠接地,防止静电产生和积聚。
- 在操作过程中应保持环境干燥,避免水分进入电积设备和电源线路,防止电击和设备损坏。
- 不得将未经授权的物体或工具接触电积设备和电源线路。
- 在进行电积操作前,必须对设备和线路进行检查和测试,确保其正常工作。
5. 废液处置- 废液必须按照相关规定进行正确的分类、分装和储存。
- 废液的集中储存必须采用专门的容器,并密闭、标识明确。
- 废液应按照环境保护要求进行合规处理,不得随意倒入下水道或自然环境中。
以上是萃取岗位和电积岗位的安全操作规程,员工在进行相关操作时必须严格遵守,并加强对操作规程的培训和教育。
同时,也需要定期进行安全检查和隐患排查,及时解决和处理发现的安全问题,保障工作场所的安全环境。
提取前处理车间培训教材目录第一章药剂卫生 (2)第二章中药炮炙基础知识 (4)第一节前言 (4)第二节净选与切制 (6)第三节炮制方法介绍 (7)第三章提取基础知识 (12)第一节浸提及药材所含成份 (12)第二节溶媒、溶剂 (13)第三节浸出原理 (13)第四节浸出方法 (14)第五节蒸发与干燥 (16)第六节纯化 (17)第一章药剂卫生一、药品卫生标准1、口服药品:1g或1ml不得检出大肠杆菌,含动物及脏器的药品同时不得检出沙门菌,不得检出活螨。
2、外用药品:1g或1ml不得检出绿脓杆菌金黄色葡萄菌,其中创伤、溃疡用制剂不得检出破伤风杆菌,不得检出活螨。
3、其它药品:(1)膜剂:细菌数及霉菌数每10cm2不得超过100个。
(2)气雾剂:细菌数及霉菌数每1ml不得超过100个。
4、各类制剂:检出大肠杆菌或其它致命菌时,按一次检出结果为准,不再抽样复验,该产品作不合格论,细菌数、霉菌数不合格者应从同一批产品中随机抽样复试两次,以三次检验结果的平均质报告细菌数,霉菌数任意一项不合格时均作不合格论,凡外观发霉、生虫、生活螨药品作不合格论,液体制剂瓶盖周围有发霉或活螨者,作不合格论,不合格无需复验。
二、药剂可能被微生物污染的途径1、原料药材:主要指植物类、动物类药材直接携带多种微生物和螨。
2、辅助材料:加水、蜂蜜、淀粉与常用辅料均存在一定数量微生物。
3、制药设备:如粉碎机、混合机及各种盛装物料的容器具,可能带入微生物。
4、环境空气:空气中有多种微生物存在。
5、操作人员:工人的手、皮肤及穿戴的鞋、帽和衣服有带有微生物。
6、包装材料:如玻璃瓶、塑料带等可能带入微生物。
三、常用净化设备1、非层流型洁净空调系统缺点:不易将尘粒除掉,净化设备稍差。
2、层流型洁净净化系统。
五、物理灭菌法分为加热灭菌法、滤过除菌法、紫外线照射法、微波灭菌法、辐射灭菌法。
物理灭菌法:指采用加热、辐射等物理手段达到灭菌目的的方法。
1、加热灭菌法:(分为干热灭菌法、湿热灭菌法)加热可破坏微生物中霉、蛋白质和核酸导致微生物死亡。
第一章萃取第一节萃取的基本概念和原理一,基本概念1,萃取: 就是水相中的被萃取组分与有机相接触后,通过物理和化学作用,使被萃取物部分或者几乎全部进入有机相,以实现萃取组分的富集和分离的过程.2,相比: 在萃取过程中,有机相与水相体积的比例.3,萃取率: 萃入有机相中的元素离子总量占两相中元素离子总量的百分比.4,萃取剂: M5640酮肟类高分子有机物.主要物理性质:比重0.95着火点:92.2ºC毒性:低毒,对个别动物皮肤有中等刺激.外观:琥珀色液体闪点:>73ºC铜络合物溶解度:(g·L-1)Cu >30(25ºC)萃取性能指标(萃取剂10%体积百分比,PH=2的CuSO4溶液):最大铜负载/(g.L-1) Cu 5.3∽5.9萃取铜/铁选择性≥ 2000萃取相分离时间/S≤ 70S铜的净传递量/(g.L-1) Cu≥ 2.75反萃取相分离时间/S≤ 80S5.260#溶剂油,作用为萃取剂的稀释剂.6.有机相,为萃取剂和260#溶剂油的混合物.二,铜的溶剂萃取化学羟肪萃取铜的化学反应为:(2RH)org+(Cu2+ +SO2-)aq=====(R2Cu)org+(2H++SO42-)aq这个反应式说明;1.每萃取1g/L的铜会产生1.54g/L的硫酸2.萃取和反萃是一个平衡反应.3.增加氢离子的活度会使反应从右向左运动;4.增加萃取剂的活度会使反应从左向右运动;三,混合室效率铜的回收率,取决于混合室效率,对于一个设计和操作都很好的萃取车间,混合室的效率应为:萃取:90—93%,反萃:98—100%混合室效率=在混合室中实现的金属传递质量/达到平衡时间的金属传递质量×100%在达到平衡时的金属传质量可通过从混合室中取乳液的样品并进一步将其混合6—10分钟,以使体系达到平衡.Q p-O f A f-A p萃取效率=____________×100= ___________×100Q e-O p A f-A eO f-Q p A p-A f反萃效率=___________×100 = __________________×100O f-Q e A p-A eA f: 料液Cu, O f空载有机相 Cu A p萃余液CuO e平衡后水相Cu A e平衡后水相CuOe平衡后有机相Cu四,萃取系统中铜的质量平衡在铜的萃取中,需要定期进行铜的质量平衡考查.(F-R)A f =(Lo-So)Q f或 Af/Q f=(F-R)/(Lo-So)=O/AF: 料液Cu.g/L R:萃余液Cu.g/L, Lo负载有机相Cug/LSo:空载有机相Cug/L A f料液流量m3/h O f:有机相流量m3/h从分析数据计算出来的化学反应的相比,应于由流量计读出的物理相比是相等的,如果这两个相比不相等,则或者分析数据或者流量计读数有误,则需要进行核对,对反萃系统也有相似的质量平衡.这些数据应该定期核对,通过铜的质量平衡方程式可以计算出一些未知的数值.如你没有有机相的流量计,可以计算有机相的流量.五, 澄清室中的有机相厚度太小,有机相厚度低会导致:1.增加有机相的位移速度:2.减少有机相在澄清室中的停留时间;3.增大两相界面区的速度;4.这会导致相夹带水平提高;六, 混合澄清槽中的空气混合澄清槽中的空气有造成不良影响。
萃取知识点培训总结一、培训背景随着信息化技术的不断发展,知识积累和更新的速度越来越快。
企业需要通过不断的学习和培训来提高员工的知识水平和技能,保持竞争力。
但是现实中,很多培训活动效果不明显,员工学习热情不高,培训资源浪费严重。
因此,本次培训旨在探讨如何萃取知识点,提高培训效果。
二、培训目的1.了解知识点的本质和特点,能够正确理解和界定知识点。
2.掌握萃取知识点的方法和技巧,能够快速准确地从大量信息中提取关键知识点。
3.能够应用所学知识,提高在工作中的知识整合和应用能力。
三、培训内容本次培训内容主要包括以下几个方面:1.知识点的本质和特点2.萃取知识点的方法和技巧3.知识点的应用四、培训形式本次培训采取理论讲解、案例分析、小组讨论、角色扮演等形式,注重培训与实践相结合,通过实例分析和互动讨论,引导学员深入理解知识点的重要性和应用方法。
五、培训效果1.学员对知识点的本质和特点有了更深入的理解。
2.学员掌握了一些萃取知识点的方法和技巧,能够更快速地从大量信息中提取关键知识点。
3.学员对知识点的应用有了一定的认识,并且能够在工作中灵活运用。
4.企业对培训效果满意,培训资源得到有效的利用。
六、培训总结本次培训重点围绕知识点的本质和特点展开,通过理论讲解和案例分析,引导学员深入理解知识点的重要性和应用方法。
在培训过程中,我们充分利用小组讨论和角色扮演等形式,加强了学员之间的交流和互动,促进了对知识点的深入理解和掌握。
通过培训,学员对知识点的萃取方法和技巧有了一定的了解,能够更好地运用到实际工作中。
在今后的工作中,我们将继续加强知识点的应用能力培训,引导员工灵活运用所学知识,提高工作效率和水准。
希望通过培训,能够提升企业员工的整体素质和竞争力,为企业的长远发展打下坚实的基础。
七、培训反馈在本次培训结束后,我们进行了问卷调查,了解了学员对本次培训的反馈和建议。
通过分析调查结果,学员对本次培训普遍给予了较高的评价,认为培训内容丰富、形式多样,培训效果明显。
絮凝物絮凝物的产生是所有萃取工厂都遇到的问题。
大多数工厂絮凝物均由料液带进的细微固体悬浮物或料液中杂质离子(主要是钙、镁、铁)在萃取过程中析出沉淀物所造成。
这类絮凝物通常存在两相界面,比较容易清除并不影响分相。
但是,有些工厂曾出现过絮凝物充斥澄清室,影响分相。
这种情况主要是料液含有胶体物质,如SiO2 、Fe(OH)3胶体,CaSO4沉淀、降解有机物或腐植质等。
有些工厂购买的劣质煤油也会带来非常恶劣的影响。
此外,有些工厂对萃取剂、稀释剂的性质知的甚少,使有机相与浓酸接触导致有机相降解,不仅造成分相困难,甚至使萃取剂的活性也受破坏。
锰离子对有机相氧化破坏作用也有发生。
这是由于有机相夹带含锰料液将锰带入反萃富铜液。
在电解槽内低价锰在电极作用下氧化为高价锰,这种高价猛有强的氧化性。
含高价锰反萃液与有机相混合时,使有机相氧化。
一旦反萃液被夹带进锰离子,这种作用是连续的。
即在与有机相混合氧化有机相的同时高价锰离子被还原为低价离子。
而低价锰离子供进电解槽后,又为电极过程氧化,形成高价锰,如此反复进行。
因此在处理含锰等有害杂质料液,如何减少负载有机相对水相的夹带,不仅是减少有害杂质对有机相的降解作用,同时也是保证电解液纯度和较高电流效率。
现在许多工厂已将萃取管道走向作些改进,使负载有机相返回贮槽,然后再泵进反萃。
目的是增加有机相澄清时间,减少对水相料液夹带。
这在一般情况下对减少夹带是有效的。
但如果料液含有更多有害杂质时,负载有机相就需要增加洗涤级。
只有经过洗涤的负载有机相进入反萃,才能保证料液中有害杂质离子,(锰、氯、铁等)不被带进电解液。
萃取设备长期以来我国在萃取设备的研究工作比较薄弱,多沿用旧式萃取箱,这种萃取箱萃取效率较低,级间水力学影响大,且澄清室为深池型,有机溶剂一次投入量大、有机相夹带损失也比较高。
多年来我公司在萃取设备方面作了一些研究工作,新的萃取设备的特点主要可以归纳如下:①带有顶板的方形混合室,混合室上有顶板,中心开孔,混合相由此溢出,避免两相短路。
萃取分离技术培训课件萃取分离技术培训课件萃取分离技术是一种广泛应用于化学、生物、制药等领域的重要技术。
它通过利用不同物质在溶剂中的溶解度差异,将混合物中的目标物质与其他成分分离开来。
本文将介绍萃取分离技术的基本原理、常见的应用领域以及操作注意事项。
一、基本原理萃取分离技术基于“溶解度差异原理”,即不同物质在溶剂中的溶解度不同。
根据这一原理,我们可以选择合适的溶剂,将混合物中的目标物质与其他成分分离开来。
在萃取分离过程中,通常会使用两种溶剂:有机溶剂和水。
有机溶剂通常具有较低的极性,如乙醚、石油醚等;而水则具有较高的极性。
通过选择合适的有机溶剂和水,我们可以实现对目标物质的选择性提取。
二、应用领域1. 化学领域在化学合成中,常常需要对反应产物进行分离和纯化。
萃取分离技术可以帮助化学工作者从反应混合物中提取出目标产物,并去除其他杂质。
这对于合成有机化合物、药物研发等具有重要意义。
2. 生物领域在生物学研究中,常常需要从生物样品中提取出特定的生物分子,如蛋白质、核酸等。
萃取分离技术可以帮助研究人员从复杂的生物样品中纯化目标分子,以便进行后续的分析和研究。
3. 制药领域在制药工业中,药物的纯度和质量是至关重要的。
萃取分离技术可以帮助制药企业从药物合成中提取出纯净的药物,并去除其他有害物质。
这有助于提高药物的纯度和质量,确保药物的安全性和疗效。
三、操作注意事项1. 选择合适的溶剂在进行萃取分离实验时,选择合适的溶剂是至关重要的。
溶剂的选择应基于目标物质的溶解度特性和目标物质与其他成分之间的相互作用。
通过合理选择溶剂,可以提高分离效果和纯化程度。
2. 控制操作条件在进行萃取分离实验时,需要控制好操作条件,如温度、pH值等。
这些操作条件对于目标物质的溶解度和分离效果有重要影响。
因此,需要仔细调节操作条件,以获得最佳的分离效果。
3. 注意安全问题在进行萃取分离实验时,需要注意实验室安全问题。
有机溶剂通常具有较高的挥发性和易燃性,因此需要在通风良好的实验室中进行操作,并采取必要的安全措施,如佩戴防护眼镜、手套等。
铜选冶车间萃取知识培训溶剂萃取概述物质由一相转移到另一相,是一个从溶液中或其它共存组分中分离有用组分的最基本过程。
溶剂萃取是物质在两个液相之间的传质过程,它也是从溶液中分离各种组分的有效方法。
溶剂萃取法利用物质在互不混溶的两相(有机相和水溶液相)中溶解度的不同,依据分配定律,达到提取和分离物质的目的。
溶剂萃取法采用的有机相由有机萃取剂、稀释剂和其他添加剂组成,有机相与水不混溶,它和水相一起组成溶剂萃取体系。
溶剂萃取的过程是两相混合然后分离的过程,由于两相互不混溶,必须通过搅拌才能达到两相均匀混合,使物质能在两相之间达到分配平衡的目的;一旦停止搅拌,由于不相混溶和密度差,两相就自然分离。
因此,溶剂萃取过程是很容易实现的。
溶剂萃取的发展十九世纪初,W. Nernst总结了大量液-液两相平衡的实验结果,提出了有名的分配定律,为萃取化学打下了最早的理论基础。
1842年,E. Peligot发现某些金属的硫氰酸盐可溶于乙醚,并建议用乙醚萃取法分离钴和镍、金和铂、铁和碱土金属等,在无机化学领域最早使用了溶剂萃取。
1880年,Soxlet发明抽提器,使萃取技术得到提高。
1892年,J. W. Rothe发现可以用乙醚从盐酸溶液中萃取三氯化铁。
但是,直至二十世纪二十年代,溶剂萃取法仅限于研究乙醚萃取。
1925年,发现打萨棕可以作为萃取剂并在定量分析中应用以后,才打开了探索螯合萃取剂在分析化学中应用的道路,但是在很长的一段时间内没有获得具有实际价值的成果二十世纪四十年代以后,美国开始开发提取核燃料的工艺方法,虽然可以用离子交换法从含杂质元素很多的矿石浸出液中提取和纯化铀,但是得到的铀化合物还需要进一步纯化。
为了探寻纯化方法,从文献中人们发现一个世纪以前 E. Peligot提出的乙醚萃取法可以用于铀化合物的纯化。
但是,乙醚容易挥发着火,操作很不安全。
1945年,开始研究使用磷酸三丁酯(TBP)作为萃取剂[9.1]。
由于TBP的闪点高又无毒性,而且还具有高度的化学稳定性,能耐强酸、强碱和辐射作用,因此在铀化合物的精制(纯化)工艺中成为广泛使用的萃取剂。
虽然溶剂萃取法在铀化合物的精制和从磷酸溶液中回收铀的工艺中早有应用,但是用溶剂萃取法从矿石浸出液中回收铀是从1955年开始的,并于1956年在美国建立了第一个应用溶剂萃取法的铀矿加工厂1957年以后发现胺类萃取剂,尤其是叔胺,能够在溶液中存在铁、钒、稀土等杂质元素时,选择性地萃取铀, 由于选择性好,叔胺很快就成为普遍采用的萃取剂.1963 通用矿业公司向铜萃取工业界推出LIX®63萃取剂1968 在兰彻斯的蓝鸟矿建立了第一家采用LIX®64的铜萃取厂2001 世界上已有50多家湿法炼铜厂,总产量超过了230万吨电铜应用领域在有色重金属的铜、镍、钴;稀有高熔点金属的锆铪、铌钽、钨、钼、钒;稀有轻金属的铍、铷、铯;贵金属的铂、钯、锇、铱、钌;稀散金属的铟、锗、镓、铊、铼以及稀土金属的分离提纯;化工产品的分离与提纯;核燃料的前后处理上均有应用,而且在工业应用中获得了非常好的效果。
萃取的基本原理溶剂萃取的基本过程包括两个方面:1)在水溶液中的金属离子(或金属的配位离子)与有机相中的有机萃取剂,通过接触,两者形成一定组成和结构的萃合物。
萃合物的生成反应就是该溶剂萃取体系的萃取反应,通过萃取反应实现萃合物的生成和解离的可逆平衡,也就是萃取平衡。
萃取平衡常数决定了形成萃合物的可能性。
2)在溶剂萃取体系中生成的萃合物必须是不带电荷的分子,并在水相和有机相之间按照溶解度规律实现分配平衡。
分配平衡是溶剂萃取体系的基本特点,表明溶剂萃取的效率不仅由质量作用定律决定,更主要是由分配定律所决定。
只有萃合物在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度时,才能实现萃取。
分配比(distribution ratio)D:是金属M在有机相中的总浓度与在水相中的总浓度的比值D = Σ[M]有/Σ[M]水分配比D用实验测定,它不是常数,它与金属M在两相中不同形式或状态(组分)的浓度有关,也与有机相中萃取剂浓度有关。
萃取率E是达到萃取平衡时,萃入有机相的金属M总量与原始水溶液中金属M总量的百分比萃取率E的大小决定于分配比D和两相的体积比。
溶剂萃取体系的分类a 简单分子萃取体系(如用己烷从水中萃取汞)。
b 中性配位化合物萃取体系(金属以中性化合物分子形式被萃取;有机萃取剂和有机溶剂都以中性分子形式存在;由中性的金属化合物与中性的有机萃取剂组成中性的配位化合物(萃合物))。
c 螯合物萃取体系A),既可以溶解在有机相中,也可以溶解在水相①萃取剂本身是弱酸(HA或H2中,一般在有机相中溶解度较大。
萃取剂在两相之间存在分配平衡,分配比主要由水相组成决定,尤其是水相的pH值。
②水相中的金属以阳离子或与其它配位体形成金属配合阳离子形式存在。
A)形成中性螯合③水相中的金属M(阳离子或配合阳离子)与萃取剂(HA或H2物(萃合物)MAn。
萃合物形成的过程,可以看成是阳离子交换的过程。
④中性螯合物(萃合物)MAn不含亲水基团,难溶于水而易溶于有机相。
在中性螯合物形成过程中,通常存在一系列化学平衡:M n+ + nHA = MAn+ nH+d离子缔合物萃取体系e其它萃取体系,如混合或过渡型萃取体系、胶体萃取和高温液液萃取铜的溶剂萃取表1 湿法炼铜厂家及产量的变化年份厂家数(不含中国)5万t/a以上厂家数10万t/a以上厂家数总产量(万吨)1971 2 0 0 1.51981 9 1 0 251991 26 5 0 752001 53 16 7 266表2 湿法炼铜产量及所占比例的变化情况项目单位1993 1995 1997 1999 2001矿产铜量万吨937.4 1027.8 1107.2 1154.7 1194.6SX-EW产量万吨83.8 111.4 178.5 199 266SX-EW的比例% 8.94 10.84 16.12 17.23 22.27湿法炼铜的原则工艺湿法炼铜一般是由浸出、萃取反萃和电沉积三个工序组成,其原则流程见图5。
其中萃取和反萃工序是该工艺能否经济有效运行的关键,其它的作用如下:(1)富集铜---将浸出液中的低品位铜富集成含铜30~50g/l的富铜液。
(2)分离杂质---通过萃取和反萃,使Cu与进出液中的Fe、Mn、Co、Zn、Ca和Al等杂质分离,从而产出适合于电沉积用的富铜液。
含铜料液萃取和反萃的原理羟肟类萃取剂萃取和反萃铜的化学反应图5 湿法炼铜的原则流程图溶剂萃取(SX)和反萃(S)是一个可逆的化学过程。
在萃取过程中,萃取剂分子中的H+离子与溶液中的金属离子Cu2+,通过有机相/水相界面进行交换;有机相与水相之间的这种交换的速度、方向和数量取决于萃取剂的浓度、溶液中Cu2+的浓度以及溶液中的硫酸浓度。
当溶液中酸度较低(如pH≧1.5)时,萃取剂释放出H +离子,并将Cu 2+从溶液中提取上来,这种交换称为萃取;反之,当溶液中酸度较高(如H 2SO 4180g/l )时,萃取剂释放出Cu 2+离子,并将H +从溶液中提取上来,这种交换称为反萃,其化学反应方程式如下:从该化学反应式来看,在相比为1:1时,每从溶液中萃取1g/lCu ,就会向溶液中释放1.54g/l 的H 2SO 4。
铜萃取剂的分类及化学结构早期的高效铜萃取剂属于酮肟类,1970年代初期,英国的帝国化学工业公司(ICI )研制出萃取能力极强的铜萃取剂P50,由于其萃取能力太强,因而极难反萃,用通常的废电解液(含H 2SO 4150-180g/l )不能有效地将负载有机相上的铜反萃下来。
现有的铜萃取剂是将P50改质或与酮肟类萃取剂混配而得。
常用的改质剂有壬基酚、十三(烷)醇和酯类,常用的萃取能力较弱的混配萃取剂以2-羟基乙酮肟为基础,这几种萃取剂的结构见图1、2和3,其萃取铜的机理见图4。
各种常用萃取剂的主要成分见表3。
萃 取 反萃(2R-H)org+(Cu 2++SO 42-)aq (R 2Cu)org+(2H ++SO 42-)aq (1)图2 2-羟基-5-壬基苯乙醛肟(P50)表3 当今各种常用萃取剂及其主要成分萃取剂主要成分或结构LIX84 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和高闪点煤油的混合物LIX84-I 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和高闪点煤油的混合物LIX860 5-十二烷基水杨醛肟LIX984 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和5-十二烷基水杨醛肟1:1混合LIX984N 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和5-壬基水杨醛肟1:1混合LIX973 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和5-十二烷基水杨醛肟3:7混合LIX973N 2-羟基-5-十二烷基二苯乙酮肟和5-壬基水杨醛肟3:7混合LIX622 5-十二烷基水杨醛肟和十三烷基醇以高闪点煤油稀释的混合物LIX622N 5-壬基水杨醛肟和十三烷基醇以高闪点煤油稀释的混合物LIX664 5-十二烷基水杨醛肟和一种专利酯产品以高闪点煤油稀释的混合物LIX664N 5-壬基水杨醛肟和一种专利酯产品以高闪点煤油稀释的混合物LIX54-100 ß-二酮与高闪点煤油的混合物P50 5-壬基水杨醛肟LIX54-100 ß-双酮与高闪点煤油的混合物(回收氨性浸出液中的铜)M5640 P50+2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酯铜萃取工厂常用萃取剂及其性质目前,在铜的浸出-萃取-电沉积工艺中经常应用的萃取剂主要有LIX984、LIX984N、 LIX973、LIX973N、 LIX622、 LIX622N、 LIX664、 LIX664N和M5640。
前四种是醛肟与酮肟的混合物,其区别在于在LIX984和LIX984N中醛肟与酮肟比例为1:1,而在LIX973 和LIX973N中醛肟与酮肟的比例为7:3。
有字母N的萃取剂其醛肟的烷基为壬基,无字母N的萃取剂其醛肟的烷基为12烷基,前者的萃取动力学略快一些,铜/铁的选择性也略高一些,但其化学稳定性略低一些。
后五种萃取剂均为水杨醛肟的改质产物,其中LIX622的改质剂为十三烷基醇,而LIX664和M5640的改质剂均为酯类。
总体来看,醛肟的萃取容量略高一些,适用于铜浓度和酸度略高一些的原料液,但其反萃取和相分离性质不如酮肟;酮肟的特点是萃取容量略低,但反萃容易,适用于低酸低铜溶液的萃取。
酮肟与醛肟的混合物则兼顾了二者的优点,同时又没有改质剂带来的容易形成污物的弊病。
从以上几种萃取剂的对比来看,对于低酸低铜的原料液选择LIX984和LIX984N是比较合适的;而对于铜和酸浓度均较高的原料液来说,LIX973、LIX973N、 LIX622、 LIX622N、 LIX664、 LIX664N和M5640均可选用,只不过前两种是醛肟与酮肟的混合物,其萃取能力较强,但反萃取比较困难,需要两级;而后五种均为水杨醛肟加改质剂的产物,反萃取比较容易,但容易形成污物及夹带损失,因此每吨铜消耗的萃取剂量略高。