金属萃取剂Mextral○R973H萃取铜的试验研究

李 建，徐志刚，邹 潜，汤启明，王朝华

（重庆康普化学工业有限公司，重庆 401221）

随着铜需求的日益增长及高品位矿石的日渐枯竭，对一些低品位铜矿、浮选尾矿、表外矿的开发利用成为关注的焦点［1］。湿法冶金工艺生产成本低、设备投资小且环境友好，已成为金属回收领域的重要手段［2］。在湿法处理含铜物料时，浸出—萃取—电积工艺为主流工艺，而廉价高效的萃取剂和先进的萃取技术是该工艺得以实现的关键［3］。重庆康普化学工业有限公司自主研发的Mextral系列金属萃取剂，目前已广泛应用于各种含铜料液的萃取与分离［4－5］。

1 试验部分

1．1 试剂与仪器

试验所用Mextral系列金属萃取剂包括Mextral○R973H、Mextral○R984H、Mextral○R5640H、Mextral○R622H，稀释剂为 Mextral○RDT100。试验所用含铜料液由某湿法炼铜企业提供，具体成分见表1。

表1 料液中主要化学成分的质量浓度 g／L

试验所用仪器有康氏振荡器（上海福玛实验设备有限公司）、雷磁PHS－3C型pH计（上海精科仪器厂）、756MC紫外可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）、9602B型原子吸收分光光度计（沈阳华光精密仪器有限公司）。

1．2 试验方法

1．2．1 萃取剂的选择

萃取：将Mextral系列萃取剂分别与稀释剂配制成体积分数为25%的有机相L0，并按相比Vo／Va＝2／1与含铜料液PLS混合，振荡3min，静置分相并观察分相情况（包括絮凝物和夹带产生情况），分液后得萃余液R1和负载有机相L1。将负载有机相L1和含铜料液PLS按相比Vo／Va＝2／1混合，振荡3min，静置分相并观察分相情况，分液后得萃余液R2和负载有机相L2。测定萃余液R1、R2和负载有机相L1、L2中的铜离子质量浓度，计算铜萃取率。

反萃取：将负载有机相L2与反萃取水相LE（铜质量浓度35．17g／L，硫酸质量浓度180g／L）按相比Vo／Va＝1／1混合，振荡混合后，静置分相并观察分相情况，分液后得反萃取液RE和再生有机相L3。

1．2．2 萃取工艺流程

先制备再生有机相（经2次萃取—反萃取循环后所得贫有机相），然后按一定相比将再生有机相和含铜料液混合振荡3min，静置分相后得萃余液和负载有机相。萃余液进入下一工序，有机相进入前一工序，如此进行E1、E2和E3共3级逆流萃取。E1级出口的负载有机相用洗水（铜质量浓度1g／L，硫酸质量浓度10g／L）进行2级逆流洗涤，洗涤后用贫铜溶液（铜质量浓度35．17g／L，硫酸质量浓度180g／L）进行3级逆流反萃取，得富铜溶液和再生有机相。萃取工艺流程如图1所示。

图1 萃取—洗涤—反萃取工艺流程

1．3 分析方法

反萃取液中铜离子质量浓度采用EDTA滴定法测定，萃余液中铜离子质量浓度采用2，9－二甲基－1，10－菲啰啉分光光度法测定［6］。

2 试验结果与讨论

2．1 萃取剂的选择

萃取条件：萃取剂体积分数25%，相比Vo／Va＝2／1，萃取试验在室温下进行，混合时间3 min；反萃取相比Vo／Va＝1／1，混合时间3min。试验结果见表2、3。

从表2看出：4种萃取剂在萃取和反萃取过程中均无絮凝物和夹带产生，且分相速度均较快，都在50s以内，其中Mextral○R973H在萃取和反萃取时分相速度最快，Mextral○R5640H次之。综合来看，Mextral○R973H的分相效果最好。

从表3看出：用Mextral○R973H作萃取剂，经过2级萃取和反萃取，萃余液R1和R2中铜离子质量浓度最低，负载有机相L1和L2中铜离子质量浓度最高，而反萃取液中铜离子质量浓度也最高，说明 Mextral○R973H萃取能力最强，铜净转移量最大。因此，下面试验均选择 Mextral○R973H作萃取剂。

表2 4种萃取剂的分相性能比较

表3 4种萃取剂的萃取能力比较 g／L

2．2 Mextral○R973H 萃取铜

有机相体积分数太高不利于分相，也会使夹带损失增多。不同工艺条件下 Mextral○R973H萃取铜的试验结果见表4。

从表4可以看出，随萃取剂体积分数和萃取相比增大，萃余液中铜质量浓度降低。用洗涤液稀释含铜料液可以进一步降低萃余液中铜质量浓度。适宜萃取条件为：萃取剂体积分数为25%，萃取相比Vo／Va为4／1，稀释倍数为1倍，反萃取相比Vo／Va为1．6／1。此条件下，萃余液中铜质量浓度可降至0．2g／L左右，铜萃取率高达99．22%，富铜液铜质量浓度达45g／L，达到铜电积要求。

表4 不同工艺条件下Mextral○R 973H萃取剂3级逆流萃取铜的试验结果

3 结论

Mextral系列萃取剂可用于从某含铜料液中萃取铜，其中萃取效果最好的为Mextral○R973H。以Mextral○R973H为萃取剂，经过3级逆流萃取，萃余液中铜质量浓度可降至0．2g／L左右，铜萃取率达99．22%；反萃取后，富铜液中铜质量浓度达45g／L，满足电积工艺要求。Mextral○R973H具有萃取效率高、选择性高等优点，可用于从含铜料液中高效萃取分离铜。Mextral系列金属萃取剂目前已规模化生产，价格较进口产品有较大优势，可以推广应用。

［1］侯新刚，哈敏，薛彩红．用溶剂萃取法铜铁分离的研究［J］．甘肃科技，2008，24（4）：37－39．

［2］胡学军，高亮．萃取技术处理低品位铜矿的设计实践［J］．有色金属设计，2005，24（3）：33－36．

［3］郑华均，郑云朋．铜萃取的研究进展［J］．浙江化工，2009，40（5）：19－22．

［4］徐志刚，邹潜，汤启明．金属萃取剂Mextral○R84H萃取铜的性能研究［J］．湿法冶金，2012，31（4）：1－4．

［5］汤启明，徐志刚，李建，等．金属萃取剂 Mextral○RCLX－50的合成和萃取铜的性能研究［J］．湿法冶金，2013，32（3）：181－183．

［6］GB7473—1987．中华人民共和国国家标准：水质铜的测定：2，9－二甲基1，10－菲啰啉分光光度法［S］．