“氨浸-萃取-電積”工藝是從低品位氧化鋅礦等非傳統(tǒng)資源中回收鋅的有效途徑之一,萃取是銜接該工藝的重要環(huán)節(jié)。針對傳統(tǒng)從氨性溶液中萃取鋅的方法存在鋅氨物種受溶液pH值及總氨濃度影響較大、氨的共萃嚴重、萃取效果不佳等難題,本文提出在二氧化碳協(xié)同下從氨性溶液中萃取鋅的新方法。研究了M5640(羥肟類)和Mextral54+Mextral84H(β-二酮+羥肟類)兩種萃取體系從氨-硫酸銨溶液中萃取鋅的規(guī)律,通過考察溫度、總氨、萃取劑濃度、二氧化碳壓力等因素對鋅萃取率的影響,研究二氧化碳協(xié)同萃取基本規(guī)律和原理,及分析“萃取-反萃”過程中氨的走向;通過對比兩種萃取體系的萃取效果以及萃取劑性能,選擇最佳萃取體系,開發(fā)從氨性浸出液中萃取鋅的新工藝,主要研究如下:(1)采用M5640為萃取劑,在二氧化碳協(xié)同作用下從鋅氨溶液萃取鋅的研究,結果表明,萃取過程中向溶液中加入CO_2可明顯提高M5640對鋅離子的萃取能力。在溫度25℃、35%vol M5640、相比O/A=2、鋅離子濃度18.02 g/L、總氨濃度3 mol/L、加入CO_2的條件下,鋅的單級萃取率由65.10%提升至97%以上,兩級錯流萃取鋅萃取率達99.99%。FT-IR顯示萃取得到的有機相不含氨,表明加入CO_2可避免氨的共萃。(2)開展了Mextral54-100+Metral84H+CO_2協(xié)同從鋅氨溶液中萃取鋅的行為研究。研究發(fā)現(xiàn)加入CO_2后,水相中鋅氨物種發(fā)生改變,鋅氨平均配位數m減小,溶液中NH_3與(NH_4)~+以碳酸鹽形式于溶液中,降低游離的NH_3與Zn~(2+)絡合的可能;通過FT-IR光譜表征,發(fā)現(xiàn)HR_1中的烯醇式與HR_2肟基均參與鋅的配位,二氧化碳協(xié)同作用下,有機相無氨的吸收峰,避免氨的共萃;在二氧化碳協(xié)同萃取中ΔH、ΔG和ΔS等三個熱力學數值的絕對值均升高,表明萃取反應更徹底,萃取效果更好,萃取平衡后,體系更齊整有序;通過“協(xié)同萃取-兩級逆流反萃”從鋅氨溶液中萃取富集鋅,反萃液的鋅濃度達117.20g/L,總氨濃度為2.70g/L。(3)通過對比兩種萃取體系萃取效果以及其萃取劑性能,最終選擇以M5640為萃取劑開展“兩級錯流萃取-兩級逆流反萃”從鋅氨溶液中提取鋅。結果表明鋅的萃取率為99.95%,反萃取率為99.98%,反萃液鋅濃度為100.5g/L~119.1g/L;觀察“萃取-反萃”循環(huán)過程中氨的走向,發(fā)現(xiàn)循環(huán)中負載和空載有機相的FT-IR表征無氨的特征吸收峰,說明二氧化碳協(xié)同萃取能有效避氨的共萃,而萃取-反萃過程中仍有少量夾帶的氨進入反萃液,但氨濃度滿足電積工序的要求。萃取得到的萃余液經補氨后返回浸出工序循環(huán)利用,鋅總浸出率為74.3%,浸出液中鋅濃度為16.75g/L。
【學位單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF813
【部分圖文】：

圖 2-1 Mextral54-100 中的酮式－烯醇式互變異構Fig. 2-1. Keto-enol tautomerism of Mextral54-100Mextral84H 是酮肟類螯合萃取劑，其結構式如圖 2-2 (a)所示。M5640 是醛類萃取劑，其結構如圖 2-2 (b)所示。在萃取時，羥肟類萃取劑酚羥基上的氫原被金屬離子替換，而肟基上氮原子與金屬離子配位，最終與金屬離子形成螯合構。(a) (b)

學碩士學位論文圖 2-1 Mextral54-100 中的酮式－烯醇式互變異構Fig. 2-1. Keto-enol tautomerism of Mextral54-100al84H 是酮肟類螯合萃取劑，其結構式如圖 2-2 (a)所示。M564其結構如圖 2-2 (b)所示。在萃取時，羥肟類萃取劑酚羥基上的替換，而肟基上氮原子與金屬離子配位，最終與金屬離子形成

)計算公式如下:×100%CVCVE%=A0×A0A1×A1中：VA0為初始有機相體積/(mL)；CA0為初始水相中鋅離子的濃度/(g/L)；VA1為兩次反萃液混合體積/(mL)；CA1為兩次反萃混合液中鋅離子的濃度/(g/L)。萃率 R%計算如下：×100%CCS%=OA中：CO為負載有機相鋅離子濃度/(g/L)；CA為反萃后水相中鋅離子濃度/(g/L)。
【參考文獻】

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本文編號：2840838