“氨浸-萃取-電積”工藝是從低品位氧化鋅礦等非傳統(tǒng)資源中回收鋅的有效途徑之一,萃取是銜接該工藝的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)傳統(tǒng)從氨性溶液中萃取鋅的方法存在鋅氨物種受溶液pH值及總氨濃度影響較大、氨的共萃嚴(yán)重、萃取效果不佳等難題,本文提出在二氧化碳協(xié)同下從氨性溶液中萃取鋅的新方法。研究了M5640(羥肟類)和Mextral54+Mextral84H(β-二酮+羥肟類)兩種萃取體系從氨-硫酸銨溶液中萃取鋅的規(guī)律,通過考察溫度、總氨、萃取劑濃度、二氧化碳?jí)毫Φ纫蛩貙?duì)鋅萃取率的影響,研究二氧化碳協(xié)同萃取基本規(guī)律和原理,及分析“萃取-反萃”過程中氨的走向;通過對(duì)比兩種萃取體系的萃取效果以及萃取劑性能,選擇最佳萃取體系,開發(fā)從氨性浸出液中萃取鋅的新工藝,主要研究如下:(1)采用M5640為萃取劑,在二氧化碳協(xié)同作用下從鋅氨溶液萃取鋅的研究,結(jié)果表明,萃取過程中向溶液中加入CO_2可明顯提高M(jìn)5640對(duì)鋅離子的萃取能力。在溫度25℃、35%vol M5640、相比O/A=2、鋅離子濃度18.02 g/L、總氨濃度3 mol/L、加入CO_2的條件下,鋅的單級(jí)萃取率由65.10%提升至97%以上,兩級(jí)錯(cuò)流萃取鋅萃取率達(dá)99.99%。FT-IR顯示萃取得到的有機(jī)相不含氨,表明加入CO_2可避免氨的共萃。(2)開展了Mextral54-100+Metral84H+CO_2協(xié)同從鋅氨溶液中萃取鋅的行為研究。研究發(fā)現(xiàn)加入CO_2后,水相中鋅氨物種發(fā)生改變,鋅氨平均配位數(shù)m減小,溶液中NH_3與(NH_4)~+以碳酸鹽形式于溶液中,降低游離的NH_3與Zn~(2+)絡(luò)合的可能;通過FT-IR光譜表征,發(fā)現(xiàn)HR_1中的烯醇式與HR_2肟基均參與鋅的配位,二氧化碳協(xié)同作用下,有機(jī)相無(wú)氨的吸收峰,避免氨的共萃;在二氧化碳協(xié)同萃取中ΔH、ΔG和ΔS等三個(gè)熱力學(xué)數(shù)值的絕對(duì)值均升高,表明萃取反應(yīng)更徹底,萃取效果更好,萃取平衡后,體系更齊整有序;通過“協(xié)同萃取-兩級(jí)逆流反萃”從鋅氨溶液中萃取富集鋅,反萃液的鋅濃度達(dá)117.20g/L,總氨濃度為2.70g/L。(3)通過對(duì)比兩種萃取體系萃取效果以及其萃取劑性能,最終選擇以M5640為萃取劑開展“兩級(jí)錯(cuò)流萃取-兩級(jí)逆流反萃”從鋅氨溶液中提取鋅。結(jié)果表明鋅的萃取率為99.95%,反萃取率為99.98%,反萃液鋅濃度為100.5g/L~119.1g/L;觀察“萃取-反萃”循環(huán)過程中氨的走向,發(fā)現(xiàn)循環(huán)中負(fù)載和空載有機(jī)相的FT-IR表征無(wú)氨的特征吸收峰,說(shuō)明二氧化碳協(xié)同萃取能有效避氨的共萃,而萃取-反萃過程中仍有少量夾帶的氨進(jìn)入反萃液,但氨濃度滿足電積工序的要求。萃取得到的萃余液經(jīng)補(bǔ)氨后返回浸出工序循環(huán)利用,鋅總浸出率為74.3%,浸出液中鋅濃度為16.75g/L。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF813
【部分圖文】：

圖 2-1 Mextral54-100 中的酮式－烯醇式互變異構(gòu)Fig. 2-1. Keto-enol tautomerism of Mextral54-100Mextral84H 是酮肟類螯合萃取劑，其結(jié)構(gòu)式如圖 2-2 (a)所示。M5640 是醛類萃取劑，其結(jié)構(gòu)如圖 2-2 (b)所示。在萃取時(shí)，羥肟類萃取劑酚羥基上的氫原被金屬離子替換，而肟基上氮原子與金屬離子配位，最終與金屬離子形成螯合構(gòu)。(a) (b)

學(xué)碩士學(xué)位論文圖 2-1 Mextral54-100 中的酮式－烯醇式互變異構(gòu)Fig. 2-1. Keto-enol tautomerism of Mextral54-100al84H 是酮肟類螯合萃取劑，其結(jié)構(gòu)式如圖 2-2 (a)所示。M564其結(jié)構(gòu)如圖 2-2 (b)所示。在萃取時(shí)，羥肟類萃取劑酚羥基上的替換，而肟基上氮原子與金屬離子配位，最終與金屬離子形成

)計(jì)算公式如下:×100%CVCVE%=A0×A0A1×A1中：VA0為初始有機(jī)相體積/(mL)；CA0為初始水相中鋅離子的濃度/(g/L)；VA1為兩次反萃液混合體積/(mL)；CA1為兩次反萃混合液中鋅離子的濃度/(g/L)。萃率 R%計(jì)算如下：×100%CCS%=OA中：CO為負(fù)載有機(jī)相鋅離子濃度/(g/L)；CA為反萃后水相中鋅離子濃度/(g/L)。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱如龍;李興彬;魏昶;黃卉;李存兄;鄧志敢;樊剛;;采用Mextral54-100從Zn(Ⅱ)-NH_4Cl-NH_3配合物溶液中萃取鋅[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2015年04期

2 張長(zhǎng)青;吳越;王登紅;陳毓川;芮宗瑤;婁德波;陳鄭輝;;中國(guó)鉛鋅礦床成礦規(guī)律概要[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2014年12期

3 李穎;張錦瑞;趙禮兵;魏少波;;我國(guó)有色金屬尾礦的資源化利用研究現(xiàn)狀[J];河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

4 夏志美;楊聲海;唐謨堂;楊天足;劉志宏;唐朝波;何靜;鄧小林;;MACA體系中循環(huán)浸出低品位氧化鋅礦制備電解鋅[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2013年12期

5 黃玲;何靜;陳永明;楊聲海;金勝明;唐謨堂;;Extraction kinetics of zinc by new extractant in ammoniacal system[J];Journal of Central South University;2013年07期

6 豐奇成;文書明;柏少軍;呂夢(mèng)陽(yáng);陳賜云;;低品位難處理氧化鋅礦綜合利用現(xiàn)狀[J];礦產(chǎn)綜合利用;2013年01期

7 高文杰;趙律;劉茨珂;黃斌;;控制鋅電解系統(tǒng)含錳的生產(chǎn)實(shí)踐[J];世界有色金屬;2012年10期

8 趙洋;鞠美庭;沈鐳;;我國(guó)礦產(chǎn)資源安全現(xiàn)狀及對(duì)策[J];資源與產(chǎn)業(yè);2011年06期

9 劉智勇;劉志宏;曹志閻;李啟厚;楊天足;;硅鋅礦在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O體系中的浸出機(jī)理[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2011年11期

10 尹周瀾;吳賢文;胡慧萍;劉建波;林育鑫;陳啟元;;氨氮和有機(jī)雜質(zhì)對(duì)鋅電積過程的影響[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 徐紅勝;高硅鋅礦高溫酸轉(zhuǎn)化沉硅基礎(chǔ)理論及工藝研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

2 胡久剛;氨性溶液中銅、鎳、鋅金屬離子的萃取行為及微觀機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2012年

3 王瑞祥;MACA體系中處理低品位氧化鋅礦制取電鋅的理論與工藝研究[D];中南大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 劉芳玲;高爐瓦斯灰氨法浸出—萃取—電解鋅工藝的研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2017年

2 唐福利;從氨—硫酸銨溶液中協(xié)同萃取分離鋅的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 朱如龍;氨—硫酸銨溶液中協(xié)同萃取鋅及萃取分離鋅銅的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 李亮;TOPO與高位阻β-二酮對(duì)氨性溶液中鋅的萃取研究[D];中南大學(xué);2011年

5 黃玲;新型萃取劑從Zn（Ⅱ）-NH_3配合物溶液中萃取鋅工藝及理論研究[D];中南大學(xué);2011年

6 付翁;高位阻β-二酮萃取劑的制備及其對(duì)氨性溶液中銅和鋅萃取性能的研究[D];中南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2840838