我國為全球第二大鈦白粉生產(chǎn)國,全行業(yè)共產(chǎn)出廢酸量約8000kt/a。其中鈧平均質(zhì)量濃度約10~20 mg/l,是良好的富鈧二次資源。
從提取方法上看主要有溶劑萃取法、固體材料吸附法、液膜萃取法、沉淀法等,其中溶劑萃取法具有操作簡便、成本低、分離效果好等優(yōu)點,廣泛地應(yīng)用于稀土和稀有金屬分離。
目前,在各類溶劑萃取提鈧技術(shù)或工藝中,p204-tbp-煤油萃取體系占主要地位。常用的從鈦白廢酸中萃取鈧的萃取劑為p204(二(2-乙基己基磷酸))、p507(2-乙基己基磷酸單2-乙基己酯)、tbp(磷酸三丁酯)均為單官能團萃取劑,普遍存在選擇性不強、易乳化、三相等問題,這在很大程度上限制了其在工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。今天給大家介紹n,n-正辛胺二(亞甲基苯次磷酸)萃取劑在鈦白廢酸中萃取微量鈧的方法,該萃取劑含有兩個p(o)oh基團,能與鈧形成螯合結(jié)構(gòu),萃取能力遠遠高于常用萃取劑,且對鈧有較好選擇性,且該萃取劑不需要預(yù)處理皂化,萃取劑用量較少、萃取速度較快。通過改變萃取條件,發(fā)現(xiàn)該萃取劑在鈦白廢酸母液中對鈧有較好的萃取效果,在最優(yōu)萃取條件下,萃取率能達到99.9%。
一、從鈦白廢酸中提取鈧的流程為:
(1)水相。以鈦白廢酸母液為水相。
(2)有機相。以稀釋劑配制的雙膦酸萃取劑為有機相。雙膦酸萃取劑為n,n-正辛胺二(亞甲基苯次磷酸),稀釋劑為二氯甲烷。
(3)混合與分離。將水相與有機相混合萃取,萃取后的混合溶液經(jīng)分相,得到負載鈧的有機相以及含有其他金屬元素的萃余液?;旌吓c分離工藝段,可采用CWL-M系列離心萃取工藝系統(tǒng)來完成生產(chǎn),水相和有機相進入離心萃取設(shè)備內(nèi),先進行混合,然后在離心力的作用下進行分離,從而完成傳質(zhì)——分離過程。CWL-M離心萃取機配有強化傳質(zhì)-分離裝置,可進一步提高萃取效率和分離效果。
二、以上從鈦白廢酸中提取鈧的工藝優(yōu)勢有:
(1)萃取率高達99.39%。該萃取劑在有機溶劑中溶解性好且對鈧有很好的萃取能力和選擇性,對鈧的萃取率高達99.9%。
(2)萃取劑循環(huán)使用,投入量少。萃取劑低價易得且投入量少,節(jié)約成本。
(3)降低溶劑損耗。沒有乳化現(xiàn)象,與水互不相溶,減少了有機相損耗。
(4)廢水排放少,對環(huán)境友好。與常見的磷(膦)酸類萃取劑相比,本發(fā)明采用的萃取劑不需要皂化,可以直接用于萃取,不產(chǎn)生大量的含鹽、含氨廢水,屬于環(huán)境友好型萃取劑。
鈧在自然界難以富集,形成獨立鈧礦物,常與其他礦物伴生,其回收工藝復(fù)雜、回收率低、成本高,導(dǎo)致鈧成為世界上最昂貴的金屬之一,且缺乏可靠的供應(yīng)和高昂的生產(chǎn)成本在一定程度上阻礙了鈧在高端技術(shù)的應(yīng)用。利用以上溶劑萃取法從鈦白廢酸中提取鈧無疑是解決世界范圍內(nèi)鈧供應(yīng)難題的有效途徑之一,希望我國鈦白廢酸提取鈧工業(yè)化應(yīng)用獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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