【摘要】：工業(yè)廢棄物中含有大量重金屬如銅、鎘、鋅、鈷、鎳等,這些重金屬的過量排放會對環(huán)境造成極大的危害。與此同時,工業(yè)生產對高純度金屬的需求也日益增加。所以,尋找一種高效的分離提純回收重金屬離子的方法是必要的。溶劑萃取法具有高效、適應性強、設備簡單和易于實現大規(guī)模生產的特點,已經成為分離提純單一金屬的重要手段,也是近年來金屬提純領域的研究熱點。本文采用了α-氨基膦酸酯萃取劑在鹽酸介質中萃取銅(II)和鎘(II),初步研究了萃取機理,為溶劑萃取的發(fā)展豐富理論基礎。主要工作內容如下:1.通過比較兩種萃取劑對銅(II)的萃取能力,選擇了2-乙基己基氨基甲基膦酸二(2-乙基己基)酯(簡稱Cextrant 230)在鹽酸介質中對銅(II)進行萃取�？疾炝怂嗨岫�、萃取劑濃度、鹽析劑以及溫度對萃取實驗的影響。結果表明在鹽析劑存在的條件下,該萃取劑對銅(II)有很強的萃取能力。采用了斜率法推測出萃合物的組分,萃取機理為溶劑化機理。研究了該萃取劑對銅(II)的負載能力和反萃性能。將該萃取劑用于釹鐵硼磁體回收稀土后得到的萃余液中回收銅,得到的銅產品純度達到99.5%,產率為98.0%。2.研究了Cextrant 230在鹽酸介質中對鎘(II)的萃取能力、反應機理、負載能力和反萃效果。結果表明該萃取劑對鎘(II)具有很強的萃取能力,30%(v/v)該萃取劑對鎘(II)的飽和容量為26.42 g/L。硝酸能有效的將鎘(II)從有機相中反萃下來,反萃率達到95.63%。探討了溫度對實驗的影響,計算得到相應的熱力學常數,發(fā)現該萃取過程為放熱過程。將該萃取劑用于模擬廢水料液中,經過3級錯流萃取可將鎘(II)完全富集。3.將Cextrant 230進行水解得到酸性萃取劑2-乙基己基氨基甲基膦酸單(2-乙基己基)酯,研究了該酸性萃取劑在鹽酸介質中對銅(II)和鎘(II)的萃取能力,通過對比實驗,結果表明Cextrant 230更有利于銅(II)和鎘(II)的萃取。在此基礎上,為拓展該酸性萃取劑的應用,將該萃取劑分別在硫酸、鹽酸和硝酸介質中對鈷鎳混合溶液進行萃取,計算得到分離系數。當平衡pH值大于4.5時,發(fā)現該萃取劑在三種體系中,都可以對鈷鎳進行分離。
【圖文】：

第三相、易于反萃取分離、操作安全和成本低等條件[8]。萃取劑的分類方法有很多種，本小節(jié)主要對以下幾類萃取劑進行介紹：中性磷（、酸性磷（膦）類、羧酸類、有機胺類萃取劑、螯合萃取劑以及 α-氨基膦酸酯萃。1.2.1 中性磷（膦）類萃取劑中性磷（膦）類萃取劑都含有 P=O，可以看做是磷酸的 H 或 OH 被完全取代[類萃取劑的結構式如圖 1.1 所示。該類萃取劑具有化學穩(wěn)定性較高，是最重要的類中性萃取劑，同樣也是研究最多，應用最廣的一類萃取劑。在此類萃取反應中萃取物與萃取劑形成的萃合物必須是中性的，即萃取機理為溶劑化機理，其中 P=萃取劑與金屬離子配位的主要官能團。萃取劑的萃取能力很大一部分是由于取代電負性的高低，取代基電負性越高，P=O 的給電子能力和形成氫鍵的能力越強。四種結構的中性磷（膦）萃取劑的萃取能力順序為：R3PO > R2(RO)PO > (RO)2RPORO)3PO。

性磷（膦）類萃取劑磷酸萃取劑從結構可以看出，是正磷酸分子的 H 或 OH 被有機基團基容易釋放出 H+，使分子顯出酸性的萃取劑。結構式如圖 1.2 所示基、烷氧基、芳基及其他取代基，可以相同也可以不同。一般情況金屬離子與 H+發(fā)生置換反應，，從而被萃取到有機相中，萃取反應機不過在某些情況下，可以通過膦酰氧發(fā)生配位，形成螯合物，這時3]。該類萃取劑萃取金屬離子的性能與被萃取金屬的性質相關，通常萃取的能力隨著電荷的增加而增大，即 M4+> M3+> M2+> M+，具離子，萃取劑更容易萃取半徑小的金屬離子。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O652.62;X70

【參考文獻】

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本文編號：2698620