DZ铜萃取性能及应用

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1、DZ 铜 萃 取 剂性能及应用目录1 DZ 系列铜萃取剂的组成2 DZ 系列铜萃取剂的性能3 浸出 - 萃取- 电积的概念4 溶剂萃取化学5 浸出系统的管理及如何改善萃取-电积系统6 第三相的存在及研究7 萃取系统黏土处理有机相8 消除萃取系统有机物杂质的其它途径9 夹带10 有机溶剂损失的主要形式及原因11 常用的系统配置12 混合室中连续相的选择13 电积14 粒子形成的原因和消除方法DZ 系列铜萃取剂的组成DZ988 是相同体积 5-十二烷基水杨醛肟与2-羟基-5-壬基苯乙酮肟混合后用溶 剂油作稀释剂的混合物DZ988N 是相同体积 5-壬基水杨醛肟与2-羟基-5-壬基苯乙酮混合后用溶剂

2、油 作稀释剂的混合物DZ973 是5-十二烷基水杨醛肟与2-羟基-5-壬基苯乙酮肟按体积7:3 混合后用 溶剂油作稀释剂的混合物DZ973N 是 5-壬基水杨醛肟与2-羟基-5-壬基苯乙酮肟按体积7:3混合后用溶 剂油作稀释剂的混合物DZ902 是 5-壬基水杨醛肟加入改质剂及专用抗氧剂后用溶剂油作稀释剂的 混合物二、DZ系列铜萃取剂的性能1、铜萃取剂的分子结构自上个世纪 90 年代开始，有两种萃取剂一直支撑着国内的铜萃取工业。一 种是改质后的醛肟萃取剂，如氰特公司生产的M5640；另一种为酮肟-醛肟混合 型萃取剂，这种萃取剂不含改质剂，如科宁公司生产的lix984（或lix984N） 和li

3、x973（或lix973N）。国内市场上的N902、CPT50、AD-100等，它们类似于 M5640，属于改质后的醛肟萃取剂。DZ系列和lix系列属于同类型的铜萃取剂， 是未加改质剂的酮肟-醛肟混合型铜萃取剂。它们的分子结构如下：0H0H.0H0H0HCCH3HHCgHiaC12H25CaHiaDZ988N 或 lix984N(1:1V/V)+改质剂=氰特 M5640DZ988 或 lix984(1:1V/V)或 N902、CP-150、AD100 等DZ973N 或 lix973N(7:3V/V)DZ973 或 lix973(7:3 V/V)2、几种铜萃取剂性能的比较：萃取剂名称M5640

4、Lix984 或 lix984NLix973 或Lix973NDZ988 或DZ988NDZ973 或DZ973N外观琥珀色液体琥珀色液体琥珀色液体棕色液体棕色液体比重（g/cm3）0.95 0.970.9 00.920.89 0.910.91 0.930.91 0.93铜饱和容量（g/L Cu）5.5 5.95.1 5.55.4 5.85.1 5.55.4 5.8分相时间（s）约70秒约60秒约60秒约60秒约60秒萃取最适宜 pH值1.5 2.01.8 2.51.2 2.01.8 2.51.2 2.0低pH值的萃 取率较咼较低较咼较低较咼反萃酸度要 求HSO24（g/L）200225160

5、180180200160180180200铜净传递量$2.4$2.7$2.7$2.7$2.73、稳定性醛肟和酮肟在萃取条件下几乎不水解，只有在反萃高酸、高铜的条件下才 发生水解，但与夹带损失相比微乎其微。当浸出液中有氧化性物质（如 NO3-、 MnO4-等）存在时，能够严重地破坏萃取剂。醛肟的化学稳定性不及酮肟。据 试验分析表明，在含Cu 35g/L、H2SO4 160g/L的模拟电解液中连续混合三周， 醛肟的降解速度比酮肟高一倍。4、DZ系列铜萃取剂动力学性质醛肟显著的特点是铜的萃取动力速度快、萃铜能力强。酮肟的特点化学性质稳定，反萃取容易，相分离性能好。酮肟-醛肟混合型萃取剂不但具有醛肟萃

6、德众萃取剂资料介绍5取动力速度快和萃取能力强的特点，并且兼顾了酮肟反萃取容易和优良的相分离性能等优点。下表为DZ988N萃取动力学性质：时间/ S1530萃取率/%8595反萃率/%95萃取分相时间/SW70W70反萃分相时间/SW70W705、DZ 系列萃取剂铜/铁的选择性肟类萃取剂对铜有特别好的选择性，可以从多种元素中优先萃取铜，由于在 实际浸出程中，Cu2+往往与Fe2+、Fe3+共存，因此Cu/Fe分离系数成为衡量铜 萃取剂性能的一项重要参数。下表为几种萃取剂的 Cu/Fe 分离系数：萃取剂名称Cu/Fe选择性M56402500DZ988 或 DZ988N2000DZ973 或 DZ9

7、73N2300Lix984 或 Lix984N2000Lix973 或 L1X973N2300三浸出萃取电积的概念简单的说就是用酸性或碱性溶剂从含铜的物料中浸出铜，浸出液经溶剂萃 取得到含铜富液，然后通过电解沉积产出金属铜。 浸出 就是在水溶液中利用浸出剂与固体原料作用，使有价金属变为可溶 性化合物进入溶液。含铜物料的浸出一般分为酸浸、氨浸和盐类浸出。 萃取 将铜的浸出液（水相）与不相溶的萃取剂（有机相）搅拌混合，水相 中的铜离子被萃取到有机相中，两相澄清分离后，留下负载有机相，水相即成 为萃余液返回浸出矿石循环使用。然后用电解贫液与负载有机相进行搅拌混合， 负载有机相中的铜离子转移到电解贫液

8、中，成为电解富液。反萃后的有机相（即 再生有机相）返回萃取，电解富液送往电积制取金属铜。 电积 电解精炼使用粗铜为阳极，在电解过程中铜不断溶解，铜离子扩散到 阴极还原为金属铜。电积则是使用不溶阳极，在电积过程中沉积在阴极上的铜 都来源于含铜溶液。 溶液中的铜浓度不断下降，为消除浓度差极化，保证电积 的正常进行，必须不断补充铜稳定溶液中铜离子浓度，才能获得高质量的阴极 铜。电积过程阴极反应可表示为：Cu2+ 十 2e = Cu阳极反应则是OH-离子释放电子生成氧气：2OH- 2e = H2O 1/2 O2四 溶剂萃取化学用肟类萃取剂萃取铜的方程式如下2R-H + Cu +S0? 毛R2CL1 +

9、 2H+ + SO上式中R-H代表萃取剂。铜的萃取是一个简单的化学平衡的过程，这个化学反应式是可逆的。萃取剂可以与浸出中的铜离子Cu2+作用生成R Cu，这是正反应，称为萃取过程。在Cu2+被2萃取时，会有两个H+同时被释放出，即每萃取lmol的铜，便会有lmol的硫酸产出。当用硫 酸与 R Cu 作用时又可以将铜离子释放出来，萃取剂获得再生，可以复用，这是逆反应，称为反萃过程。反萃过程提高了电解液内铜离子的浓度，使电解液中铜离子浓度达到电积要求的水平。五 浸出系统的管理及如何改善萃取 -电积系统现代湿法冶铜包括浸出-溶剂萃取-电积三部分，萃取则是承上启下的关键 部分。正是由于萃取技术的发展，

10、才开创了现代湿法冶铜的新局面。浸出时， 酸与含铜物料的反应使铜溶解进入溶液。萃取时，浸出液中的铜离子与萃取剂 的质子交换形成萃合物进入有机相，质子进入水溶液，萃余液酸度重新提高， 萃余液返回浸出。负载有机相的铜用电积贫液反萃得到电解富液,富液送电积制 取金属铜。就这样构成了湿法炼铜的三个循环。浸出液的成分浸出液的主要成分：铜，铁，酸，锰，钴，氯化物，硝酸盐，溶 解的硅和固体颗粒等。可溶硅和悬浮颗粒 可导致污染物形成，影响相接触及相分离，夹带量加大。一般要求悬浮物10mg/L，可溶硅1.0g/L为宜。铜 浸出液铜浓度的变化直接影响萃取过程的控制。酸度 浸出液酸度影响铜的萃取率，同时与萃取剂的使用

11、浓度及相比（流比） 也有一定的关系。铁和氯化物 铁和氯化物无论是化学方式还是物理方式都有可能被转移进 人电解液而影响电积作业。锰 可被夹带进入电积系统后生成高价锰，进而降解有机相，破 坏整个萃取系统。钻 二价的钻离子在酸性介质对萃取体系中无影响，少量Co2+会被 转移进入电解液，将有利于电积。硝酸盐 对有机相的危害非常严重，特别是对含改质剂的萃取剂的危害更加明显。悬浮固体颗粒悬浮的固体颗粒存在于所有浸出体系中。浸出液中的固体颗粒来自于浸出 系统中细粒矿石。固体悬浮颗粒含量高通常的原因是：(1) 浸出液过滤不彻底；(2) 进入浸出系统细粒矿石的量过多；(3) 浸出堆坡度未保持好，浸出堆中细粒矿石

12、被冲刷出来。当浸出液中固体颗粒含量超过 100mg/L 时容易生成稳定乳化物，一般要 求浸出液进入萃取段前固体颗粒的含量为10PPm以下。为了达到这一指标，许 多工厂设置了浸出液澄清池，然后再对澄清液进行压滤。还有一些工厂在浸出 系统中采用聚合物絮凝剂沉淀出固体颗粒。含有大量悬浮颗粒的浸出液会给萃 取系统带来很多困难，包括：(1) 增加污物生成，造成分相困难，加大了萃取剂的消耗，并导致转移进入 电积系统的杂质数量增高；(2) 只要混合室内进入空气，污物就会浮出有机相液面，杂质会从萃取段转 移进入反萃段；(3) 当混合室操作不稳定时可能会导致相连续操作不理想，若混合室内不能 保持有机相连续时，往

13、往会增加夹带量。大量污物还会限制萃取系统的处理能 力。在萃取工厂中，当混合室出现气泡时，污物必然转移到下一工序。此时必 须确定气泡的来源，并采取措施消除气泡使之不再出现。当固体颗粒造成混合 室操作不稳定时，为了保持有机相连续，需要加大有机相循环量来加大混合室 内有机相与水相的比率。情况严重时，要减少浸出液的流量，甚至停产来解决 浸出液中固体颗粒含量高这一问题。当固体颗粒含量高而导致过量污物形成时，建议采用非改性的萃取剂，这 种类型萃取剂可以承受固体颗粒含量相对较高的浸出液。可溶硅溶解的硅杂质来自于浸出过程中含硅质岩石的溶解，特别是片状硅酸盐和硅孔雀石，在酸浸时会被浸出。当浸出液中含硅达到1.0

14、g/L时，萃取系统就会 出现问题。尽管浸出液中溶解的硅不会被萃取，但硅会干扰有机相-水相界面， 与有机相中的活性组分进行物理交互作用，导致类似于出现悬浮固体颗粒一样 的情况，体系中会出现大量的悬浮物。此时若采用水相连续操作混合室，往往 会拉长两相分离时间，造成夹带量过高。在这种情况下，应采用有机相连续方 式操作混合室。也可采用含乙烯氧化物的高分子先将浸出液中溶解的硅沉淀出 来后再进入萃取系统。氯化物和硝酸盐虽然肟类萃取剂可以在氯化物体系中萃取铜，但介质中氯离子浓度不能太 高，以保证铜以阳离子状态存在，在高浓度氯化物介质中铜和其它一些金属离 子会形成含氯的络阴离子，例如：CuCl3-和CuCl4

15、2-，这种络阴离子是不能用肟 类萃取剂来萃取的。实践证明，在氯化物萃取体系中，氯离子浓度保持在70 g/L 以内最为合适。如果体系中氯离子浓度超过70g/L，由于铜氯络离子的形成， 萃取剂的萃取能力将会大大降低。浸出液中的氯离子在萃取系统中会随着夹带 进入到电解液，并逐渐在电解液中累积起来。当电解液中含有20-25 mg/L氯离 子对阴极铜沉积是有利的，但氯离子含量过高，将会导致阴极铜粘在不锈钢种 板上造成剥板困难，并且还会有氯气在阳极上生成，腐蚀阳极、设备和建筑物。多数萃取工厂设定电解液中氯离子最高含量是40-50mg/L,所以在萃取过程中要 考虑采取设置负载有机相洗涤段来减少有机相对氯离子的夹带。一些浸出液中含有硝酸盐，浸出液中的no3-能严重降解萃取剂，延长相分 离