[發明專利]一種改進的聚合物基三液相體系萃取金屬的方法

無效

• 申請號: 201110240656.7
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102382983A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 劉會洲;謝鏗;黃焜
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/28
• 分類號: C22B3/28;C22B3/40
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇;楊小蓉

技術領域

本發明涉及金屬離子萃取技術領域，具體地，本發明涉及一種改進的聚合物基三液相體系萃取金屬的方法。

背景技術

金屬礦物、金屬礦渣或是含金屬的二次資源的浸出液以及冶金工廠排放的工業廢水中幾乎都是多種金屬離子并存。從資源綜合利用和環境保護考慮，需要從這類多金屬復雜溶液體系中分離目標金屬或凈化、回收各種金屬元素。通常，有很多方法可供選擇，如結晶法、吸附法、沉淀法、電解法、離子交換法、金屬置換法、溶劑萃取法、氣體沉積法等，其中，溶劑萃取法由于具有生產量大，設備簡單，便于自動控制，操作安全快速，成本低，利于工業放大等優點，已經成為濕法冶金和化工分離過程中的重要技術。然而，限于間傳質的特點，現有的液-液兩相溶劑萃取技術一步只能對兩組目標金屬進行分離。在處理組成復雜的多金屬溶液時，液-液兩相萃取需要多級萃取、洗滌和反萃來共同完成，致使工藝路線長、流程復雜。

液-液-液三相萃取技術是近年來新興的萃取方法，與現有的液-液兩相萃取相比，液-液-液三相萃取作為一種耦合分離技術具有以下優點：通過構造穩定的液-液-液三相共存體系，可以實現多金屬萃取一步分離到三個不同的液相中，其優點為分離工藝集成、中間步驟減少、生產效率提高，并且第三相的引入提高了萃取過程的選擇性，可以獲得更高純度的目標金屬產品。正是因為液-液-液三相萃取所表現出的這種協同、高效的特點，其逐漸成為科研工作者關注的熱點，并將在濕法冶金、材料制備及綠色化工領域有著廣闊的應用前景，它對于提高金屬資源的利用效率、簡化工藝流程、促進化工冶金循環經濟建設以及實現人與自然和諧發展具有重要的現實意義和實用價值。

由有機溶劑-聚合物-鹽-水構造的聚合物基液-液-液三相體系已成功應用于多組分復雜溶液如青霉素發酵液、中草藥浸出液、含酚廢水和多金屬溶液中目標組分的三相萃取分離。在處理多金屬離子共存復雜溶液時，不同的金屬離子可以分別富集在有機上相、聚合物中相和鹽水下相。這類三液相體系常常需要添加配位劑，與水溶液中的一種或一組金屬形成穩定的配合物，使其能夠萃入聚合物中相，但不萃入有機上相，從而實現多金屬離子三液相分離。乙二胺四乙酸(EDTA)是一種廣譜絡合劑，能與很多金屬離子結合成十分穩定的配合物。作為一種典型的六齒配位體，EDTA中的四個羧基氧原子和兩個氨基氮原子從前、后、上、下、左、右六個方向與金屬離子牢固地結合。由于EDTA能與多數金屬離子形成較穩定的配合物，作為萃取劑，EDTA的萃取選擇性通常不高，容易受到雜質金屬離子的干擾。在多種金屬離子共存時，如何避免其它離子對目標金屬離子萃取的干擾，提高分離選擇性是需要解決的一個重要問題。對有機溶劑-聚合物-鹽水三相體系分離金屬離子的研究發現，將EDTA引入聚合物中相能夠提高多金屬萃取分離的選擇性。EDTA的加入，一方面能夠將目標金屬轉移到聚合物中相，提高聚合物中相對金屬的親和力，增大金屬在相間的分離系數；另一方面，通過EDTA和有機萃取劑對金屬的配位能力差異以及它們在相間的溶解度的不同，可以提高EDTA和有機萃取劑對金屬離子的選擇性。然而，由于EDTA在聚合物中相和鹽水下相間分配比小，聚合物中相對目標金屬的萃取率往往不高，且易造成EDTA在鹽水下相的溶解流失，因此，需要改進聚合物基三液相體系萃取金屬的方法。

發明內容

本發明的發明人為了解決上述問題提出并完成了本發明。

本發明的目的在于提供一種改進的聚合物基三液相體系萃取金屬的方法。

為實現以上目的，根據本發明的改進的聚合物基三液相體系萃取金屬的方法包括以下步驟：

在含多種待萃金屬離子的水溶液中，加入成相聚合物和經EDTA修飾的聚合物、無機強電解質鹽和與水不互溶的有機溶劑，調節混合溶液pH值，充分混合、離心分相，得到上中下三層共存的液-液-液三相體系，上層為有機相，中層為擔載了EDTA修飾的聚合物的聚合物水相，下層為含無機強電解質鹽的鹽水相，

其中，

各金屬離子由于與EDTA結合能力的差異分別富集到上、中或下相中；

所述EDTA修飾的聚合物與進入聚合物水相的金屬的摩爾比為0.8～2∶1；

調節混合溶液pH值在大于EDTA與金屬配位的最小pH值且金屬離子又不發生水解的范圍之內。其中，EDTA與金屬配位的最小pH值可從林邦曲線查得，金屬離子水解的pH值可由金屬離子沉淀pH值表查得或是通過金屬離子的溶度積-pH關系圖讀出；