有色冶金中萃取新技术的应用分析

郝文彬

(陕西五洲矿业有限公司,陕西商洛 726403)

有色冶金中萃取新技术的应用分析

郝文彬

(陕西五洲矿业有限公司,陕西商洛 726403)

社会生产多样化发展,对有色冶金提存的要求越发严格,随着科学技术的快速发展,现在已经由更多新型技术被应用到有色冶金中。其中萃取新技术是现在比较常用的一种,从总体上来看虽然取得了一定的效果,但是仍存在一定的问题,为了能够提高其在有色冶金中起到的效用,必须要对萃取新技术进行全面的分析,对各项技术进行优化改善。本文针对几种萃取新技术在有色冶金中的应用进行了分析。

有色冶金 萃取 冶金技术

萃取技术在有色冶金提存中的应用已经取得了一定的效果，但是从实际需求来看，常规萃取技术已经不能完全满足有色冶金提纯的需求，需要进一步加强对萃取新技术的研究，使其不断完善，争取更好的促进有色冶金行业的发展。

1 萃取新技术在有色冶金中应用现状

萃取技术在较早的时间就已经得到了广泛的应用，如轻工业、化工业、食品行业以及药品行业等，其在有色冶金行业中的应用相对较晚，并且是应用在核燃料富集与提纯上。随着有色冶金行业的快速发展，传统的萃取技术已经不能满足生产需求，处了核燃料富集与提纯外，有色冶金的其他领域对萃取技术的需求越来越大。萃取新技术的发展，以及其在有色冶金中的应用，与传统萃取技术相比效率更高，但是部分新技术在应用过程中还存在一定的缺陷与不足，需要对其做进一步的研究与改进。很多萃取新技术并没有工业化，想要有效解决此类技术在工业化中应用的障碍，需要结合有色冶金提存生产的特点来进行分析，探寻萃取方法的机理，对萃取新技术的应用不断进行优化。

2 萃取新技术在有色冶金中的应用

2.1 膜萃取技术

膜萃取是应用比较早的一种萃取技术，将膜分离与液液萃取相结合的一种新型分离技术，在进行萃取时，萃取剂并不会与料液直接接触，萃取相与料液相分别在膜两侧流动，整个传质过程可以分为简单的溶解扩散过程与化学位差推动传质两步。其中，流动载体的能量主要由化学反应来提供，使其能够由低浓度向高浓度区域输送溶质，这对于有色冶金生产中具有重要意义。膜萃取技术的应用，可以同时发生界面化学反应与扩散反应，并且即使被迁移物质浓度比较低，只要反应中存在溶质，就会存有很大的推动力。此将膜萃取技术应用在有色冶金中，可以有效减少萃取剂在物料相中存在的夹带损失，在萃取过程中不会受到“液泛”的限制，同时受到“返混”的影响比较小，可以有效提高单位体积传质的速率[1]。

2.2 双水相萃取技术

双水相萃取原理与水-有机相萃取原理相近，利用物质在两相间选择性分配来完成物质的分离，但是双水相萃取体系具有更大的优势。在双水相萃取体系中，物质受到电荷作用、表面性质以及氢键、离子键等影响，使得上下相浓度不同完成物质的分离。基于双水相萃取原理近年来逐渐有多种萃取新技术被应用到有色冶金中，如基于水溶性高聚物的双水相萃取，主要是利用水溶性高聚物在无机盐存在情况下可以分解为两相的性质，在完成主族元素、第一过渡系元素萃取分离的基础上，实现了对第二、三过渡洗元素以及稀有元素离子的萃取。例如对Th(Ⅳ)、U(Ⅵ)、La(Ⅲ)、V(Ⅴ)、Mo(Ⅵ)等金属离子在PEC-(NH4)2SO4-Ar-senazoI体系中的萃取，通过对相应条件的控制，完成了Th(Ⅳ)与U(Ⅵ)，La(Ⅲ)、V(Ⅴ)混合离子之间的萃取分离[2]。

2.3 离心萃取技术

离心萃取技术在有色冶金中的应用也比较早，对其的研究与优化主要体现在设备的创新，在溶剂萃取生产主要应用设备包括箱式设备、塔式设备以及离心萃取器等，不同的设备装置所起到的作用不同。其中，箱式设备与塔式设备主要用于实现两相混合与分相，离心萃取器则主要是在离心力场中实现两相混合与分相。离心萃取器与箱式、塔式设备相比，在实际应用上分相性能更佳，可操作流比范围相对较宽，并且达到传质平衡时间短，传质效率相对较高。并且在对部分化学性质比较相近的元素进行萃取分离，离心萃取器所具有的效果更好。例如对含铟、锌以及铁等组分组的硫酸溶液中铟元素的萃取，其中料液中铁含量远远大于铟含量，如果是选择用平衡萃取，最终铁与铟很难得到有效分离。基于铟传质速度远大于铁的特点，可以选择用费平衡萃取方法实现铁与铟的分离。非平衡萃取要求带分离的两种物质在传质速度上应有足够大的差别，并且必须要选择合适的萃取设备，保证设备可以满足两相液体迅速葱粉混合接触，同时又可以使得混合液及时分相，控制好两相接触时间，在所有萃取设备中，离心萃取器具有的效果最好[3]。

2.4 物力场强化萃取技术

利用微波、电场、超声波以及磁场对萃取过程进行强化，可以有效提高萃取效率，缩短萃取时间，并且可以实现环保萃取，降低对环境的影响。第一，超声波对萃取分离强化作用，主要是因为超声空化，现在已经被广泛的应用到有色冶金中，能够提高生产效率并降低生产成本。例如利用超声波对锌矿进行萃取，可以加快提取速度，并且超声空化引起的声冲流与微辐射流使得传质边界厚度变小，进而能够促进固体内微空扩散得到强化。第二，磁场强化可以改变物质的微观结构，对其物理性质造成影响。抗磁性物质性质在经过磁场处理后，分子势垒会降低，内聚力减小，组紫红引起宏观物性发生变化。例如物体表面张力减小，增加扩散系数，使得溶解速度加快，渗透压得到提高，最终可以达到提高萃取效率的目的。

3 结语

为满足社会生产需求，传统的萃取技术已经不能完全满足有色冶金的需求，必须要在原有基础上进行更进一步的研究，争取不断完善各类萃取技术，提高有色冶金生产的效率。现在已经有更多新型萃取技术被用于有色冶金生产中，企业应结合自身实际情况来合理选择萃取技术，并配置优质的萃取设备，争取更好的促进行业发展。

[1]赵万军.萃取新技术在有色冶金中的运用研究[J].科技资讯, 2012,18:6.

[2]卢友中.萃取新技术在有色冶金中的应用[J].上海有色金属,2007, 03:137-140.

[3]陈明丽.固相萃取新技术与痕量金属分离富集及形态分析研究[D].东北大学,2010.

郝文彬(1974—),男,陕西延安人,大专,工作单位:陕西五洲矿业有限公司,厂长。