使用CWL-M型離心萃取機(jī)萃取電路板刻蝕液中的銅

1.?前言

1.1?研究背景

??? 如今，隨著社會的飛速發(fā)展，銅作為一種非可再生能源，其在地球上的儲量日益減少。而在銅的消費(fèi)和生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的含銅廢渣，如電鍍泥、電子廢料等，因此從各種含銅廢料中提取金屬銅的工藝越來越受到國內(nèi)外各個行業(yè)的重視[1]。尤其是電路板刻蝕液的廢水，該類廢水的含銅量通常都比較高，如果不對廢水進(jìn)行回收處理，刻蝕液中的金屬銅將會大量損失，并且生產(chǎn)成本也會明顯增加。另外，刻蝕液的水體也會對生態(tài)環(huán)境以及人類健康產(chǎn)生廣泛而嚴(yán)重的危害，所以電路板刻蝕液廢水的處理技術(shù)研究也日益重要。對電路板刻蝕液廢水實行銅回收，不僅能夠避免資源浪費(fèi)，而且能夠有效地降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境。因此，銅萃取是一個經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重友好型的項目。

????萃取技術(shù)具有選擇性好、金屬回收率高等優(yōu)點，因此該技術(shù)在濕法冶金和金屬回收行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。離心萃取機(jī)在設(shè)備構(gòu)造和運(yùn)行機(jī)制上做出了很多改進(jìn)，使之與傳統(tǒng)的萃取設(shè)備相比，具有功耗低、速度快、有機(jī)相損失少，連續(xù)化處理能力強(qiáng)等優(yōu)點。

1.2?銅萃取劑

??? 目前實驗和工業(yè)上所使用的銅萃取劑主要包括二酮類、肟類、醇類、三元胺類和酯類及其復(fù)配物。對于一些弱酸性萃取劑，為恒定溶液pH值，需要先對萃取劑進(jìn)行皂化處理。實際工業(yè)應(yīng)用中，肟類有機(jī)化合物及其復(fù)配物應(yīng)用得較多，其中主要是酮肟類和醛肟類。由于肟中氫原子能被金屬所置換，而氮原子具有未成對電子，因此可形成一定的螯合環(huán)結(jié)構(gòu)[2]，實際應(yīng)用中就是利用肟類萃取劑上的氧原子與氮原子實現(xiàn)螯合，從而實現(xiàn)對銅離子的萃取[3]。

2. 2.實驗部分

2.1?試劑及設(shè)備

濃H2SO4、自來水、銅萃取劑、蠕動泵、CWL50-M型離心萃取機(jī)、密度計、250ml量筒、分液漏斗。

2.2?實驗過程

2.2.1?原液萃取

??? 原液與萃取劑按照一定的相比進(jìn)料，在一定的相比條件下，采用逆流萃取方式，改變萃取級數(shù)，觀察離心萃取機(jī)的萃取效果；萃取級數(shù)一定的條件下，采用逆流萃取方式，通過泵調(diào)整進(jìn)料相比，觀察萃取效果；相比和萃取級數(shù)一定的條件下，改變萃取方式，觀察萃取效果。

2.2.2?水洗

??? 負(fù)載萃取劑與自來水按照1:1的相比進(jìn)料，采用單級萃取方式對萃取液進(jìn)行水洗，一定時間后，取樣置于分液漏斗中靜置，檢測水洗后樣品的pH值，觀察水洗效果。

2.2.3?反萃

??? 負(fù)載萃取劑與一定濃度的H2SO4按照一定的相比進(jìn)料，采用逆流萃取方式，改變萃取級數(shù)，觀察反萃效果；萃取級數(shù)一定的條件下，采用逆流萃取方式，改變進(jìn)料相比，觀察反萃效果。

2.2.4?離心萃取機(jī)與萃取槽的對比

??? 實驗中，在保證銅原液與萃取劑的相比，萃取級數(shù)，萃取方式，水洗方式以及反萃方式一致的條件，分別利用萃取槽和離心萃取機(jī)對電路板刻蝕液的廢水進(jìn)行處理，觀察兩種萃取設(shè)備的萃取效果。實驗結(jié)果如表1所示。

表1?萃取槽與離心萃取機(jī)對比實驗結(jié)果

?

3. 3.結(jié)果與討論

3.1?原液萃取

表2?萃取級數(shù)對分離效果的影響