金屬萃取劑是濕法冶金的核心化學(xué)反應(yīng)助劑,可廣泛應(yīng)用于銅、鈷、鎳、鋰等各類金屬的萃取提純,全球產(chǎn)量大五種金屬中只有銅主要生產(chǎn)路線是用濕法冶金萃取得到,因此銅萃取劑是使用量大、運(yùn)用廣泛的金屬萃取劑,其余鈷、鎳、鋰等金屬則是新能源電池主要金屬成分。
利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作方法。例如,用四氯化碳從碘水中萃取碘,就是采用萃取的方法。
萃取分離物質(zhì)的操作步驟是:把用來萃?。ㄌ崛。┤苜|(zhì)的溶劑加入到盛有溶液的分液漏斗后,立即充分振蕩,使溶質(zhì)充分轉(zhuǎn)溶到加入的溶劑中,然后靜置分液漏斗。待液體分層后,再進(jìn)行分液.如要獲得溶質(zhì),可把溶劑蒸餾除去,就能得到純凈的溶質(zhì)。
利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取,將絕大部分的化合物提取出來。萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大,則分離效率越高、如果在水提取液中的有效成分是親脂性的物質(zhì),一般多用親脂性有機(jī)溶劑,如苯、氯仿或乙醚進(jìn)行兩相萃取,如果有效成分是偏于親水性的物質(zhì),在親脂性溶劑中難溶解,就需要改用弱親脂性的溶劑,例如乙酸乙酯、丁醇等。還可以在氯仿、乙醚中加入適量乙醇或甲醇以增大其親水性。提取黃酮類成分時,多用乙酸乙脂和水的兩相萃取。
一個萃取體系由有機(jī)相即有機(jī)溶液和水相即水溶液組成,在同一萃取體系中,兩相互不相溶或基本不相溶。有機(jī)通常由萃取劑和稀釋劑組成,水相通常是含有一種或多種被提取或分離的金屬水溶液,被萃物從有機(jī)轉(zhuǎn)移到水溶液的過程稱為反萃取。萃取是在萃取設(shè)備中進(jìn)行的,按水相料液是否含有固體懸浮物分為清液萃取和礦漿萃??;按兩種以上萃取劑在萃取過程中的作用,分為協(xié)同萃取和反協(xié)同萃取。主要參數(shù)有相比、分配比、分離系數(shù)、萃取率。
工業(yè)中的萃取劑,大多溶解于有機(jī)溶劑,常見的有機(jī)溶劑是磺化煤油、260號溶劑油、406#環(huán)保溶劑油。并且對萃取劑有協(xié)萃作用,因為里面含有少量的芳香烴。溶于有機(jī)溶劑還能提高萃取劑的萃取能力、增強(qiáng)其金屬萃合物的溶解性、降低粘度,降低其揮發(fā)性能、降低其在水中溶解性。
萃取劑主要在有色金屬濕法冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛,比如銅、鋅、鈷鎳、鎘、金銀、鉑系金屬、稀土等行業(yè)。
萃取劑的作用主要有:分離主金屬與雜質(zhì)金屬離子、富集主金屬離子的濃度、提屬離子、改變陰離子的種類等。
金屬萃取劑主要是一些常見的如磷酸、銨鹽、苯等七種的氫離子或者羥基被一些長鏈烷基給取代。金屬與這些萃取劑結(jié)合,就會變成金屬有機(jī)化合物,而溶解于有機(jī)溶劑中。由于各種金屬與這些萃取劑的結(jié)合能力不同,而導(dǎo)致這些萃取劑萃取金屬的順序不同,從而分離這些金屬離子。
萃取操作
一、調(diào)節(jié)料液pH。比如在鈷鎳冶金中,一般料液調(diào)節(jié)pH3.4-4.0.
二、萃取劑的配置,按萃取劑與有機(jī)溶劑V/V一定比例,來配置萃取劑。比如P204萃取劑,一般P204萃取劑與磺化煤油有機(jī)溶劑V/V=4:1來配置萃取劑。
三、皂化,主要對于酸性萃取劑。就是一定萃取劑與堿反應(yīng)。主要的目的是穩(wěn)定料液的pH、增強(qiáng)萃取劑萃取能力。
四、萃取金屬離子。工業(yè)一般應(yīng)用逆流萃取工藝。就是有機(jī)與水相按相反的方向流動。一般都會有萃取級數(shù)。這樣可以萃取的效率。
五、洗滌,這主要是從除雜方面考慮,把萃取順序在后的雜質(zhì)金屬離子洗滌到水相,有機(jī)金屬離子的純度。
六、水洗,主要考慮萃取分相夾帶的問題。
七、反萃。用一定的酸把金屬從有機(jī)中再次反萃到水相。
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