新型萃取剂提取铜的研究

黄淑芳，陈勇，王奉海

(金川集团有限公司镍盐厂，甘肃金昌 737100)

新型萃取剂提取铜的研究

黄淑芳，陈勇，王奉海

(金川集团有限公司镍盐厂，甘肃金昌 737100)

采用高效铜萃取剂AD－100对两种复杂料液进行萃取除杂，反萃液铜可富集到约40g/L，杂质含量低，总萃取效率约95%，总反萃效率约97%，产出高品质的硫酸铜溶液可用于生产硫酸铜或铜粉产品，实现了铜的开路，增加了经济效益。

铜萃取剂;复杂原料;萃取;高品质;P204;反萃

1 引言

目前，金川镍盐厂预净化系统产出P204反萃液即铜锰液，锰含量约60g/L，铜约15g/L。原设计这部分溶液经沉淀后生成铜锰渣，堆放在渣料场，易使有价金属浪费，对环境造成污染。另外，白烟灰处理车间产出的P204萃余液即硫酸铜溶液，溶液中镉含量达到1.5－3g/L，付铜盐厂后影响硫酸铜产品质量，导致产品中镉含量超标，致使含铜溶液无法外付，严重影响生产组织。由于烟灰浸出液中含有少量砷，传统锌粉除镉工艺不能采用，原因是在酸性溶液［1］中，锌粉和砷化合物反应生成剧毒物质砷化氢［2］，生产作业极为不安全。另外，如果采用化学沉淀法［3］将铜转变为碱式碳酸铜出售，利润降低，车间劳动强度也加大。

为使现有两种难处理溶液变现，本实验采用高效铜萃取剂［4］AD－100对含铜溶液进行萃取，可实现铜与锰、钴及铜与锌、镉的完全分离，产出高品质硫酸铜溶液，实现了铜的开路。

2 实验原料及材料

(1)原料:高铜锰液、高铜锌液、硫酸、磺化煤油、高效铜萃取剂AD－100(饱和萃铜量55.2g/L，工作容量15.58 g/L)。

(2)材料:小型萃取箱、分液漏斗、量筒、烧杯、pH试纸。

表1 溶液成份含量(g/L)

3 萃取工艺流程

图1 高效铜萃取剂萃取工艺流程

4 实验结果及分析

4.1 高铜锰液萃取［5］分离

4.1.1 错流萃取

萃取段3级，相比O∶W=1∶1;洗涤段2级，相比O∶W=2∶1，洗涤酸H+浓度0.2N;反萃段3级，相比O∶W=3∶1，反萃［6］酸H+浓度4N。萃余液、洗涤后液和反萃液成份见表2、表3和表4。

由表2可知，萃取段3级，采用铜萃取剂AD－100可将铜从溶液中分离出来，其它金属基本不被萃取到有机相中。由表3可知，洗涤级数增加，洗下的铜量增加。由表4可知，反萃段3级，铜彻底被反萃下来，硫酸铜溶液中杂质含量低。

表2 萃余液成份

表3 洗涤后液成份含量/(g/L)

表4 各级反萃液成份含量/(g/L)

4.1.2 逆流萃取

在错流萃取的基础上进行工艺参数的调整，逆流萃取段3级，相比O∶W=1∶1;洗涤段1级，相比O∶W=2∶1，洗涤酸H+浓度0.2N;反萃段3级，相比O∶W=3∶1，反萃酸H+浓度4N。逆流萃取萃余液、洗涤后液和反萃液成份见表5。

表5 逆流萃取、洗涤和反萃成份含量/(g/L)

由表5可知，萃取段稳定后，萃余液铜含量约2g/L;1级洗涤段满足萃取要求，少量铜被反萃下来;反萃液中铜含量在40g/L左右，其它杂质含量较低。

4.2 高铜锌液萃取分离

4.2.1 逆流萃取

逆流萃取相比O∶W=1∶1，萃取级数4级;2级洗涤，洗涤稀硫酸10g/L，相比O∶W=2∶1;反萃相比O∶W=2∶1，反萃硫酸浓度为200g/L，反萃级数4级。逆流萃取萃余液、洗涤后液和反萃液成份见表6。

表6 逆流萃取、洗涤和反萃成份含量/(g/L)

按照车间外付要求，硫酸铜溶液中主要的三个元素指标:Cu≥25g/L，Zn≤0.8g/L，Cd≤0.05g/L。由表6可知，反萃液成份完全符合要求，溶液杂质含量低，并且铜含量在40g/L左右。

4.2.2 进行逆流萃取扩大试验

为验证高效铜萃取剂AD－100的萃取效果，在小型实验的基础上进行扩大试验，萃取工艺条件如下:①萃取相比O∶W=2∶1，pH=2.0～2.5，萃取级数4级;②饱和铜负载有机用10g/L稀硫酸洗涤，级数2级，相比O∶W=(1～2)∶1;③反萃相比O∶W=2∶1，反萃硫酸浓度为200g/L，反萃级数4级。试验过程中，当萃取段、洗涤段和反萃段稳定后，连续进行15天的采样分析，萃余液、反萃液和洗涤后液中各个元素含量，其成份含量见表7、表8和表9。

表7 萃余液成份含量/(g/L)

表8 反萃液成份含量/(g/L)

表9 洗涤后液成份含量/(g/L)

由表7、8和9可知，扩大试验能够产出合格的硫酸铜溶液，溶液杂质含量低，铜含量在45g/L左右，并且小型实验所获得的效果基本与扩大试验情况相符，验证了此高效铜萃取剂AD－100能够从复杂料液中提纯铜，效果较好。

5 结论

(1)通过小型实验和扩大试验研究可以看出，采用高效铜萃取剂AD－100处理复杂含铜料液的效果比较理想，工艺简单易行，最终将溶液中的铜富集到约40g/L，杂质含量低，总萃取效率约95%，总反萃效率约97%，分相效果好。

(2)经小型实验验证，逆流萃取工艺要优于错流萃取工艺，扩大试验采用逆流萃取工艺产出的硫酸铜溶液可以达到公司生产硫酸铜或铜粉产品的原料的指标要求。

(3)萃余液中富集的杂质钴、锰、锌进入钴系统进行钴的分离。

［1］柳建设，葛玉鲫，邱冠周.从铜铁锌的酸性溶液中选择萃取铜［J］.湿法冶金，2002(2):33－35.

［2］仇勇海，陈白珍.砷化氢的毒性及在铜净化溶液中的防治［J］.有色冶炼，2001(2):41－43.

［3］许根福.处理高砷浓度工业废水的化学沉淀法［J］.湿法冶炼，2009(1):13－18.

［4］雷吟春，刘云派，朱传花.工业用铜萃取剂研制的新进展［J］.湖南有色冶金，2008(9):44－48.

［5］李渊.萃取串级的新排列－萃反交替多级逆流萃取过程［J］.化学工业报，1985(2):63－69.

［6］肖纯，唐谟堂，杨声海.用铁粉和稀硫酸还原反萃P204中Fe3+［J］.中南大学学报(自然科学版)，2007(4):85－90.

Research on Copper Leaching Extraction Agents

HUANG Shu－fang，CHEN Yong，WANG Feng－hai

(Nickel Salt Factory of Jinchuan Group LTD，Jinchang，Gansu 737100，China)

Two kinds of complex liquid were extracted to remove the impurities by high efficient copper extract agents AD－100，re－extraction liquid copper can be enriched to about 40g/l with low impurities content，extraction efficiency was around 90%and 97%extraction efficiency of re－extraction.The high－quality copper sulfate solution can be used as copper sulfate or copper powders products，the copper＇s open circuit was realized and economic benefit was also increased.

copper extraction;complex material;extraction;copper sulfate;P204;reverse extraction

TF811

A

1009－3842(2012)05－0010－04

2012－08－06

黄淑芳(1963－)，女，四川安岳人，本科，工程师，主要从事镍铜钴有色金属冶炼等方面的研究。E－mail:hsfhsfq@sina.com