十三醇对醛肟萃取铜性能的影响

季尚军，徐志刚，邹 潜，王朝华，汤启明，张称心，王金红

(重庆浩康集团 康普化学工业股份有限公司，重庆 401221)

十三醇对醛肟萃取铜性能的影响

季尚军，徐志刚，邹 潜，王朝华，汤启明，张称心，王金红

(重庆浩康集团 康普化学工业股份有限公司，重庆 401221)

研究了含有十三醇的Mextral860H有机溶剂萃取铜的性能。结果表明：Mextral860H有机相中含有一定体积分数的十三醇时，其对铜的萃取容量会有所下降，十三醇会降低Mextral860H对铜的萃取能力，而负载铜的Mextral860H有机相的反萃取性能有大幅提升，净铜转移量提升；十三醇对抑制铁的萃取很明显，从而改善了Cu/Fe的萃取选择性。

Mextral860H；铜萃取；十三醇；醛肟

醛肟用作铜萃取剂具有较强的萃取能力，但反萃取性能较差，导致单一的醛肟萃取剂难以用于铜的萃取，需要添加改质剂来提高其反萃取性能。改质剂对醛肟萃取剂萃取性能的影响研究已有许多。有些改质剂是用于改善分相性能，有些改质剂则用于改善反萃取性能。对于醛肟萃取剂，改质剂则能够减弱醛肟与铜之间的结合力，从而改善反萃取性能，因此，在醛肟萃取剂中常常添加可调节萃取平衡的改质剂。目前,常用的改质剂多为长碳链的醇类、脂肪酯类等[1-2]。

早在20世纪80年代早期，有将壬基酚(NP)调节5-壬基水杨醛肟用于铜的萃取的研究，如用异十三醇(TDA)改性醛肟萃取剂并萃取铜[3]。之后，R.F.Dalton等研究了采用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯(TXIB)作改质剂改善醛肟的萃取和反萃取性能[4-6]。

M.J.Virnig等[7-8]则研究了用二正丁基己二酸酯(DBA)作调节改质剂，结果表明，改质剂的添加能够有效提高醛肟的反萃取性能，较大幅度提高萃取剂的净铜转移量。近年来，多种醚或聚醚平衡调节剂在铜萃取中作为改质剂得到广泛应用。

基于前人研究结果，试验研究了以十三醇作改质剂改善醛肟萃取剂Mextral860H对铜的萃取、反萃取性能。

1 试验部分

1.1 试剂与原料

醛肟萃取剂Mextral860H、稀释剂MextralDT100，重庆康普化学工业股份有限公司产品。

十三醇(TDA)、五水硫酸铜、硫酸铁、硫酸、氢氧化钠，均为分析纯。

分析设备为pH计，原子吸收光谱仪。

1.2 试验方法

1.2.1有机相和溶液的配制

有机相组成：90 g/L Mextral860H、90 g/L Mextral860H+10 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+20 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+30 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+40 g/L TDA、90 g/L Mextral860H+50 g/L TDA，其余部分为稀释剂MextralDT100。

含铜料液：铜质量浓度6 g/L(用五水硫酸铜配制)，铁质量浓度3 g/L(用硫酸铁配制)。用20%的氢氧化钠溶液调节含铜料液pH为2.0。

含铜反萃取液：铜质量浓度35 g/L(用五水硫酸铜配制)，硫酸质量浓度160 g/L(用浓硫酸配制)。由于在铜萃取-电积系统中，常常选用含铜电积贫液作为反萃取液，因此为模拟实际生产，试验配制类似模拟料液检测有机相的反萃取性能。

1.2.2萃取性能测试方法

最大铜负载量：将等体积有机相和含铜料液置于分液漏斗中，充分振荡并静置分相后放出水相；继续将有机相与等体积含铜料液混合。重复上述步骤4次，得到饱和负载有机相。有机相充分静置后检测铜质量浓度，并记录为最大铜负载量。

萃取等温点：将等体积有机相与含铜料液置于分液漏斗中，充分混合并静置分相后，放出水相。测定有机相中铜、铁质量浓度。

反萃取等温点：取等体积新配有机相和料液放置于锥形瓶中，充分振荡混合并静置分相；按等体积取负载有机相和反萃取剂置于锥形瓶中，充分振荡混合5 min，分相后取有机相测定其中铜质量浓度。

萃取等温点=ρe(Cu2+);
反萃取等温点=ρs(Cu2+);
铜铁选择性=ρe(Cu2+)/ρe(Fe);
净铜转移量=ρe(Cu2+)-ρs(Cu2+)。

有机相中的铜、铁质量浓度采用原子吸收法测定。

2 试验结果与讨论

2.1 十三醇质量浓度对Mextral860H的最大铜负载量的影响

根据试验方法，十三醇质量浓度对Mextral860H最大铜负载量的影响试验结果如图1所示。

图1 十三醇质量浓度对Mextral860H的最大铜负载量的影响

由图1看出，随有机相中十三醇质量浓度提高，Mextral860H对铜的最大负载量下降。这主要是因为十三醇中的羟基与醛肟中的肟结合成氢键形成一种加合物，该加合物会随有机相中十三醇体积分数提高而增加，进而降低醛肟活性[7]，从而造成醛肟对铜的最大负载量降低。当有机相中十三醇质量浓度达50 g/L时，Mextral860H对铜的最大负载量下降约2.3%。

2.2 十三醇质量浓度对Mextral860H萃取等温点的影响

根据试验方法，十三醇质量浓度对Mextral860H萃取等温点的影响试验结果如图2所示。

图2 十三醇质量浓度对Mextral860H萃取等温点的影响

由图2看出：当有机相中十三醇质量浓度提高时，Mextral860H的萃取等温点显著下降，表明十三醇与醛肟所结合形成的化合物对醛肟的萃取能力有一定制约；当有机相中十三醇质量浓度为50 g/L时，Mextral860H的萃取等温点下降约21.4%，即Mextral860H的单次萃取能力下降约21.4%。

2.3 十三醇质量浓度对Mextral860H反萃取等温点的影响

根据试验方法，十三醇质量浓度对Mextral860H反萃取等温点的影响试验结果如图3所示。

图3 十三醇质量浓度对Mextral860H反萃取等温点的影响

由图3看出，十三醇会显著降低醛肟萃取剂的反萃取等温点。说明有机相中含有一定质量浓度的十三醇，能够显著降低有机相中的铜质量浓度，反萃取性能得到一定程度提升；有机相中未添加十三醇时，铜反萃取率仅为37.5%左右，添加十三醇达50 g/L时，铜反萃取率可达77%。这充分说明改质剂十三醇的加入有利于铜的反萃取。

2.4 十三醇质量浓度对Mextral860H净铜转移量的影响

根据试验方法，十三醇质量浓度对Mextral860H净铜转移量的影响试验结果如图4所示。

图4 十三醇质量浓度对Mextral860H净铜转移量的影响

由图4看出：十三醇加入到有机相后，有机相的净铜转移量显著提升；十三醇质量浓度升至50 g/L时，有机相净铜转移量高达3.4 g/L,提高了约70%。十三醇对Mextral860H的反萃取性能的影响比对萃取性能的影响更大，因此当有机相中加入一定量十三醇后醛肟的萃取能力受影响较小，而反萃取性能受影响较大，净铜转移量得以提高。

2.5 十三醇质量浓度对Mextral860H选择性萃取Cu/Fe的影响

根据试验方法，十三醇质量浓度对Mextral860H选择性萃取Cu/Fe的影响试验结果如图5所示。可以看出：当有机相中加入一定量十三醇后，有机相的Cu/Fe选择性得到提高，说明十三醇在抑制醛肟萃取铜的同时也抑制对铁的萃取，但对萃取铁的抑制能力要显著强于对萃取铜的抑制能力。

图5 十三醇质量浓度对Mextral860H选择性萃取Cu/Fe的影响

3 结论

Mextral860H有机相中添加十三醇后，Mextral860H对铜的萃取性能受到较大影响，会使饱和容量下降，但反萃取性能得到改善，净铜转移量提高。十三醇的加入有利于Mextral860H对Cu/Fe的选择性。有关十三醇对Mextral860H的稳定性及萃取铜的动力学和分相性能的影响需要进一步加以研究。

[1] SZYMANOWSKI J,KRZYZANOWSKA E,CIERPISZEWSKI R,et al.Equilibrium and kinetics of copper extraction from acidic sulfate solutions with isomeric 1-(2′-hydroxy-5-alkyl-phenyl)-1 alkanone(E)-oximes[J].Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry,1991,150(2):335-350.

[2] 徐志刚，邹潜，李建，等.铜萃取剂的性能维护及品质保养[J].湿法冶金,2016,35(3):189-195.

[3] 朱屯．现代铜湿法冶金[M]．北京：冶金工业出版社，2002： 120．

[4] DALTON R F,LENG J L.Coposition and use of the composition for the extraction of metals from aqueous solution:US4978788[P].1990-12-18.

[5] DALTON R F,LENG J L.Coposition and use of the composition for the extraction of metals from aqueous solution:US5176843[P].1993-01-05.

[6] DALTON R F,LENG J L.Coposition and use of the composition for the extraction of metals from aqueous solution:US5281336[P].1994-01-25.

[7] VIRING M J,GRINSTEIN R,SUDDERTH B R,et al.Process for extracting and recovering copper:US6177055[P].2001-01-23.

[8] VIRING M J,MATTISON P L.Water insoluble composition of an aldoxime extractant and an equilibrium modifier:US6231784B1[P].2001-05-15.

EffectofTridecylAlcoholonExtractionPropertiesofAldoximeforCopper

JI Shangjun,XU Zhigang,ZOU Qian,WANG Chaohua,TANG Qiming, ZHANG Chenxin,WANG Jinhong

(ChongqingKopperChemicalIndustryCo.,Ltd.,Chongqing401221，China)

The extraction properties of Mextral860H with tridecyl alcohol for copper were investigated.The results show that at the condition of the organic phase containing a certain amount of tridecyl alcohol,the maximum extraction capacity of Mextral860H for copper decreases.Tridecyl alcohol can reduce the extraction ability of Mextral860H for copper,and the stripping performance of Mextral860H is greatly improved to result in a net copper transfer of organic phase improving.Tridecyl alcohol inhibites the extraction efficiency of Mextral860H for iron more than that for copper,so it can improve the Cu/Fe selectivity of the Mextral860H organic phase.

Mextral860H;copper;solvent extraction;tridecyl alcohols;aldoxime

TF804.2

A

1009-2617(2017)06-0498-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.06.012

2017-07-16

季尚军(1988-)，男，安徽明光人，硕士研究生，主要研究方向为有色金属分离与提纯。