從電鍍污泥浸出液中選擇性萃取銅的研究

（中國地質(zhì)大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，湖北武漢430074）

辛勝，安黛宗

    采用M5640－磺化煤油作為萃取劑，H2SO4為反萃劑，對(duì)電鍍污泥浸出液中的銅進(jìn)行選擇性萃取實(shí)驗(yàn),確定了萃取銅及反萃的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)采用二級(jí)萃取，萃取劑濃度為5%，VO/VA=1∶1，混合時(shí)間為2min時(shí)，銅的萃取率可達(dá)到99%以上，另外采用已優(yōu)化的反萃工藝參數(shù)，銅的反萃率可達(dá)99%以上。同時(shí)，萃取劑對(duì)Ni、Zn的共萃率較低，表明M5640－磺化煤油體系對(duì)電鍍污泥液中銅的萃取選擇能力較高，可以達(dá)到與溶液中Ni、Zn有較好的分離效果。

    電鍍污泥浸出液；萃?。换厥?

    隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，如何處理好廢棄物，并對(duì)其中的有用物質(zhì)予以二次回收利用，降低對(duì)環(huán)境的危害，成為越來越關(guān)注的問題。目前金屬礦產(chǎn)資源的日益減少,及對(duì)礦產(chǎn)資源需求的不斷增大,使得二次資源的回收利用日益受到人們的重視。電鍍污泥因其含有銅、鎳、鉻、鋅和鋁等金屬,是一種可回收的環(huán)境污染物，成為了人們研究的重點(diǎn)。目前電鍍污泥中銅回收工藝的研究已比較多，有研究者采用硫酸、氫氧化鈉等調(diào)節(jié)pH,最后萃取分離銅的工藝。祝萬鵬等以氨為浸出液，其與銅、鎳絡(luò)合,可使兩者與其他金屬分離,而處理后的浸出液再經(jīng)萃取,最終回收銅。

    目前對(duì)電鍍污泥液中銅的回收技術(shù)有溶劑萃取法、微生物凈化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法等。而出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代的溶劑萃取法，因其具有環(huán)保、快速等優(yōu)勢(shì)而很快占據(jù)重要地位，目前萃取銅在整個(gè)銅產(chǎn)量已占到相當(dāng)比重。根據(jù)這些報(bào)道，對(duì)廣東某化工廠所排放的電鍍污泥浸出液進(jìn)行了選擇性萃取銅的實(shí)驗(yàn)研究，考察了M5640-煤油體系對(duì)銅萃取率的影響及銅與鎳、鋅的分離效果。

    1 實(shí)驗(yàn)部分

    1.1 原料和試劑

    實(shí)驗(yàn)所用料液為廣東某電鍍廠電鍍污泥浸出液,其中CCu=4.44g/L,CNi=1.13g/L,CZn=0.914g/L,溶液pH=1.54；實(shí)驗(yàn)所用萃取劑為英國倫敦產(chǎn)并經(jīng)過改質(zhì)的更強(qiáng)的乙醛肟萃取劑M5640,其結(jié)構(gòu)式如圖1所示，活性基的化學(xué)名為5-壬基水楊醛肟(P-50)，經(jīng)萃取與銅螯合，其結(jié)構(gòu)式如圖2所示，稀釋劑為磺化煤油;反萃劑為自配硫酸溶液，以硫酸/氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，萃取劑濃度以體積比計(jì)。

    2.1.4 酸度對(duì)萃取率的影響

    室溫下，當(dāng)O/A=1∶1,萃取劑濃度為5%，萃取時(shí)間為2min時(shí)，改變料液的初始pH，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。隨著pH的增大，銅的萃取率上升比較顯著，此后趨勢(shì)平穩(wěn)，同時(shí)由圖6可以看出，鎳、鋅的萃取率隨著pH的增加呈一定上升趨勢(shì)，但不是很明顯。當(dāng)溶液初始pH達(dá)到2.2以上時(shí)，溶液出現(xiàn)渾濁，可能原因?yàn)榘l(fā)生了水解反應(yīng)，將不利于萃取。而在不調(diào)節(jié)pH的情況下，采用目前操作條件，銅的萃取率已達(dá)到99%以上，改變pH其變化并不明顯，從成本等因素考慮，故選擇不改變?cè)芤簆H。

    當(dāng)硫酸濃度為2mol/L，反萃時(shí)間為30s，考察了反萃相比對(duì)反萃率的影響。由圖9可以看出，隨著反萃相比的增加，銅的反萃率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)相比為2.5∶3時(shí)，銅的反萃率變化平穩(wěn)，故選擇相比為2.5∶3。

    3 結(jié)論

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用萃取劑M5640萃取電鍍污泥液中的銅，采用經(jīng)過優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，可以取得良好的效果。另外采用該工藝，萃取劑M5640從電鍍污泥浸出液中分離銅具有高效、簡捷等特點(diǎn)。

    單因素實(shí)驗(yàn)表明，采用二級(jí)萃取，當(dāng)料液pH=1.54，萃取劑濃度為5%，相比1∶1，萃取時(shí)間2min，反萃時(shí)采用2mol/L硫酸進(jìn)行一級(jí)反萃，反萃條件為VA/VO=2.5∶3，反萃時(shí)間為30s時(shí)，萃取率和反萃率都可達(dá)到99%以上。銅以硫酸銅溶液形式回收。

    采用M5640萃取Cu（Ⅱ），可以使銅與鎳、鋅良好地分離。