从酸浸液中萃取铜试验研究

 　　国内黄金冶炼企业采用Tn萃取工艺生产电解铜，取得了明显的经济效益，但由于萃取原料来自金精矿硫酸化焙烧一酸浸系统，因矿源复杂，酸浸液铜品位及酸度波动较大，为工业生产控制带来一定的难度。而Tn在料液酸度较低、萃取相比及萃取剂浓度较高的情况下，可获得较为满意的技术指标，但在酸度较高，萃取剂浓度较低的情况下，铜萃取综合回收率较低，为了提高铜的综合回收率，进一步降低成本，在较详细了解M5640特性的基础上，结合国内黄金冶炼企业生产工艺，本文着重考察了M5640对金精矿硫酸化焙烧酸浸液萃铜工艺的适应性，并同Tn进行同条件对比，结果表明，M5640在萃取效果、相分离、铜饱和容量、铜的净传递量方面显示了明显的优越性.　　1 M5640和Tn的特性及萃取原理　　M5640萃取剂为英国伦敦产并经过改质的更强的乙醛肟萃取剂，活性基的化学名为5一壬基水杨醛肟(P-50)。Tn萃取剂为乙醛肟和酮肟在高闪点260号煤油中的混合物。它们的结构式见图1，其中化学结构上的不同烷基如表1所示。　　由表1可以看出，酮肟类碳原子上接的是烷基基团，反萃容易，但负载能力较低，醛肟类碳原子上接的是氢原子，对铜负载能力很强，铜／铁选择性好，分相快，但反萃较难。为了改善这些不足，萃取剂产品Tn是将酮肟和十二烷基水杨醛肟混合而成以改善萃取性能。而M5640则是加入酯类改质剂(P-50)以改善反萃性能。它们均为琥珀色的纯净液体，密度为0．95～0．97，铜铁分离系数大于2000，它们的萃铜机理为：　　2实  验　　2．1实验原料与试剂　　2．1．1试样本试验　　试样为金精矿硫酸化焙烧酸浸液(pH=1．4)，试样的主要成分见表2。　　2．1．2试剂萃　　取剂用新鲜M5640或Tn，稀释剂是260号煤油，水相用化学纯硫酸铜和蒸馏水配制，反萃剂采用190g/L浓度硫酸溶液。　　2．2试验方法　　将金精矿硫酸化焙烧酸浸液及试剂，根据需要配制为不同的试样，在室温下用500mL分液漏斗作两段逆流萃取一段反萃试验，研究对比了M5640及Tn的铜饱和容量、对铁的选择性、分相时间及对酸浸液酸度的适应性、铜的净传递量等。　　2．3萃取试验结果　　2．3．1  萃取剂的铜饱和容量　　试验条件：有机相分别为20％(V/V)M5640+煤油及20％(V／V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。每次萃取相比O/A=1，振混时间为5min，使萃取剂与酸浸液接触5次，直到萃余液中铜含量基本不变。然后反萃载铜M5640及Tn，分别分析反萃液中铜含量，计算其饱和容量。试验结果见表3。　　结果表明，M5640的铜饱和容量比Tn的铜饱和容量多1．130g／L，其铜的净传递量也较大，但M5640的反萃率较低。　　2．3．2萃取相比对萃铜影响　　试验条件：有机相分别为20％(V／V)M5640+煤油及20％(V／V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。调整相比，进行二级萃取一级反萃，振混时间为5min，试验结果见表4。　　结果表明，在同样条件下，相比越低，M5640比Tn的铜萃取能力越强，因而可减少萃取剂的用量，节省了一次投入的萃取剂成本。且M5640在相比为1．5时铜萃取率可达到99％以上。　　2．3．3  萃取料液酸度对萃铜的影响　　试验条件：有机相分别为20％(V／V)M5640+煤油及20％(V／V)Tn+煤油。萃取原液为表1所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。酸度通过硫酸和蒸馏水调整，每次萃取相比 O／A=l，进行二级萃取一级反萃，振混时间为5min，试验结果见表5。　　结果表明，M5640对酸浸液的酸度要求范围较宽，在pH值低至1．0时仍可以获得相当高的的铜萃取率，而Tn萃取原液的pH值对铜的影响甚为敏感，当 pH值为1．5以下时，萃余液就发生跑高现象。　　2．3．4萃取剂对铜／铁的选择性　　试验条件：有机相分别为20％(V/V)M5640+煤油及20％(V／V)Tn+煤油。萃取原液为表l所示的金精矿硫酸化焙烧酸浸液。每次萃取相比O／A=1，进行一级萃取一级反萃，反萃剂酸度为190g／L，反萃液循环使用6次，振混时间5min，试验结果见表6。结果表明，M5640可获得较好的铜／铁分离效果。　　2．3．5 M5640与Tn的互容性　　试验条件：有机相分别为20％(V／V)M5640+煤油、20％(V／V)Tn+煤油及10％(V／V)M5640+10％(V／V)Tn+煤油(混合溶剂)。萃取原液成分见表l。以相比O／A为1：1进行二级萃取一级反萃，振混时间为5min，试验结果见表7。　　结果表明，M5640与Tn可以混合使用，且其萃取效果界于二者之间。　　2．3．6铜萃取分相时间　　萃取剂体积浓度为20％，萃取原液为如表1所示的酸浸液，以相比O／A=1进行二级萃取一级反萃，在相同条件下进行萃取及反萃分相时间纪录，试验结果见表8。　　结果表明，M5640萃取及反萃的分相时间快，所需时间约在50s。　　3结  论　　通过对M5640及Tn萃铜对比试验表明，M5640的总体性能优于Tn，包括铜的萃取率、分相时间、铜的饱和容量等方面都显出了优越性，一方面M5640的铜饱和容量比Tn的铜饱和容量多1．130g／L，且无论萃取还是反萃，分相时间均低于Tn的。另一方面，采用 Tn萃铜，在相比1．5，萃取剂浓度20％，料液pH值1．4时，铜萃取率才达到97．5l％；而采用M5640萃铜，在相比1．5，萃取剂浓度20％，料液pH值为1．0或1．4时，萃取率均可达到98％以上。对于金精矿硫酸化焙烧酸浸液酸度及铜品位波动较大的情况下，M5640的适应性更强。