试论有色冶金中萃取新技术的相关应用

秦 晶

（开曼铝业（三门峡）有限公司，河南 三门峡 472100）

目前，双水萃取、物理萃取等技术已经广泛地应用到了有色冶金行业，这些技术的发展在很大程度上促进了有色冶金行业的发展，但这些技术在实际应用中还是存在很多不足之处，需要我们对其进行相应的研究。如何把萃取新技术更加科学、有效地运用到有色冶金中，是目前相关专业技术人员值得思考的问题。

1 萃取新技术在有色冶金中的实际应用

1.1 双水萃取技术在有色冶金中的应用

当某些高性能高分子水溶液达到一定浓度时，会形成两相，当两相较高时，就会形成两相性质。在双水相体系的形成过程中，两种聚合物之间会产生强烈的吸引力，聚合物之间会产生排斥作用，在一定的分子周围会有相同的分子。平衡后形成两相，将两种聚合物分离为一相。当聚合物相互排斥时，其分子量会增加，形成相互排斥的多相分子，使聚合物不相容。为了使该提取工艺在有色冶金提纯中发挥更好的作用，有必要在提高有色冶金体积比的基础上，对其进行提取和提高体积比效率。该技术广泛应用于生物活性物质的提取。近年来，它已被应用于有色冶金的萃取。水溶性聚合物作为一种有色冶金新技术，在无机盐存在下实现了两相萃取。它们不仅可以提取主要的族元素和过量元素，而且可以分离纯化相应的金属。对过量元素和稀土元素的提取分离进行了研究，得出了相应的结论。在实际研究中，铱与氯化亚锡反应生成三氯化亚锡络合物阴离子。在动力学效率的影响下，铂和金的差别很大。在此基础上，用丙醇-氯化钠水体系萃取分离铂、金、铱，得到高纯度的铂、金。

1.2 离心萃取技术在有色冶金中的应用

离心萃取技术主要对设备进行创新与改造的一种技术，溶剂萃取过程中主要使用的是箱式的设备，主要包括混合澄清槽与传统萃取釜、塔式设备与离心式提取器。前两者主要是在重力场的环境下实现混合与分相的，但是离心式提取器则依靠的是离心立场，达到混合与分相的目的，与前两者对比起来，离心式提取器有着比较明显的优势 ：它具有良好的相分离性能、宽的操作流量比、快速的传质平衡和较高的传质效率。离心提取器是分离某些化学性质非常相似的元素的最佳选择。铟作为一种单一或主要的组分，在矿石中几乎不存在，多数与锌、铅、铜、锡共生，性质相似。萃取是分离、富集和回收铟的重要方法之一。常用的萃取剂是d2ehpa。对于含有铟、铁和锌的硫酸溶液，铟和铁的分配比都较大，并且投料液中铁的含量往往是铟的几倍甚至几百倍。用常规的“平衡萃取法”分离铟和铁是困难的。然而，铟的传质速率比铁快得多。因此，非平衡萃取可用于分离铟和铁。对于“平衡萃取”过程中难以分离的两种物质，只要处于“平衡萃取”过程中，其分配比接近或分离系数接近1。由于传质速率存在较大差异，采用“非平衡萃取”方法可以获得较好的分离效果。

1.3 物理萃取技术在有色冶金中的应用

物理萃取主要的组成部分就是微波、电磁波、电场与超声波所组成的，这些方法最直接的特点就是可以有效地缩短提取时间，并且使生产效率得到很大程度地提升，其生产的过程也是没有任何污染的。物理萃取新技术是目前有色冶金的一种新技术，因为其明显的优势而得到整个冶金行业的大力支持与青睐，并被广泛地运用到了目前的有色冶金应用中。

微波技术作为一种电磁波，不仅具有波动和热的特性，而且具有高频和非热的特性。由于介质的介电常数不同，微波能量吸收和热能的程度也不同。利用微波技术提取有色金属的过程中，需要进行选择性加热，才能有效地分离有色金属体系与基体。电场能有效地提高萃取设备的效率，将萃取能耗降低到最低水平，加强系数和两相的分散澄清，使得分离效率大幅度提升。在实际的铜萃取实验中，直流电功率为4kw，电极间距为5cm，可以把萃取的效果提升到212倍。事实上，电磁是一种具有特殊能量的场，它可以在物质中起作用，改变物质的微观结构，进而使得物质的物理化学性质发生变化。磁场处理后，抗磁材料的分子势垒和粘聚力降低，宏观物理性质发生改变。电磁技术在有色冶金中的应用主要是用来提取铜。萃取时，可先对稀土液进行相应处理，再进行萃取。此方法可以改变稀土的两相分布比，磁化可以提高稀土元素的分离系数。超声波提取技术主要来源于超声波，其机械和热效应对提取源有一个影响。明确的效果。目前，超声波提取技术作为一种新技术，已在有色冶金领域得到应用。它的实际应用不仅可以提高有色冶金的产量，而且可以节约液体成本。在提取镍时，选择合适的萃取剂、波速和功率，用这个该方法提取率为原方法的4倍，两相的接触面积也增加。

1.4 泡沫浮选萃取技术在有色冶金中的应用

泡沫分离是基于表面吸附原理，借助鼓泡作用，将水溶液中的表面活性物质聚集在气液界面上。气泡浮至溶液体顶部形成泡沫层，将泡沫与液相分离，达到浓缩表面活性剂（泡沫层）和净化液相的目的。泡沫浮选萃取结合了溶剂萃取和泡沫浮选的有机特性。同时，表面活性剂和金属萃取剂作为浮选萃取剂的有机物在废水的选择性分离和回收方面得到了很好的分离效果。

最终结果表明以皂化环烷酸为浮选萃取剂，采用两段浮选法可完全去除锌离子，剩余废水达到排放标准。最终确定了通过泡沫浮沉法进行铜、锌的回收，以此制备硫酸铁与纯铜等产品。

1.5 膜萃取技术在有色冶金中的应用

膜萃取技术相比较于加压溶剂萃取、微波萃取以及超临界流体萃取等传统萃取技术来讲，其具有独特的优势并在实际应用中显示了很好的发展前景。膜萃取技术是依托非孔膜技术发展起来的一种样品前处理方法，也是通过膜过程和液液萃取过程相结合的一种新的分离技术。膜萃取过程和传统萃取过程中的传质、反萃取过程基本一样，故又称做微孔膜液液萃取，但与传统的液液萃取过程也有所不同，膜萃取技术在传质过程中是分离物料液相和溶剂相的微孔膜表面进行的，也就是在有相溶剂和水溶液相接触的固定界面层上完成的，因此，又叫做固定界面层膜萃取技术，简称膜基溶剂萃取或膜萃取。经大量试验表明，膜萃取的方法可以大大减少溶剂的夹带损失，几十年来，我国的科技研究者们也围绕中空纤维膜萃取器的传质性能，高分子浸润性及溶胀等对膜萃取的影响进行了大量的研究并取得了十分有益的进展。

膜萃取在工业分离中的主要运用于金属方面的萃取，但在有机物及农药萃取方面也有很多成功的应用案例。膜萃取是一种推广前景很广泛的新型分离技术，但膜萃取过程在有色冶金行业的应用基础研究仍有待进一步探索，特别要针对膜萃取过程的特点，在实际工业中进行应用。主要原因为在膜萃取过程中可能会发生水相互渗透、膜的溶涨等问题，所以会直接影响到膜装置的寿命，这也是影响膜萃取技术在有色冶金行业工业化推广的难点所在。

2 结语

综上所述，萃取技术因为其分离效果好、可供选择多的特点，已经被有色冶金行业广泛推广应用。但是社会的不断发展，我国经济与科技水平都在不断地进步，原有的萃取技术已经不能满足现代冶金行业的需求。因此，相关部门与人员要加强对萃取技术的研究力度，目前我国的双水萃取技术、物理萃取技术和离心萃取等技术已经逐渐地运用开来并取得很好的效果。但是在未来的发展中，有色冶金行业对萃取技术的需求一定会越来越高，为了进一步满足有色冶金行业的需求，我们还需要对萃取新技术进行不断地摸索与研究。