[發明專利]多種金屬氯化物電解萃取分離方法及裝置

無效

• 申請號: 95107911.5
• 申請日: 1995-08-01
• 公開（公告）號: CN1056194C
• 公開（公告）日: 2000-09-06
• 發明（設計）人: 孫都成;夏熙;唐玉華
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;B01D11/04;C25C7/00
• 代理公司: 三高專利事務所
• 代理人: 吳鳳英

本發明涉及多種金屬氯化物電解萃取分離方法及該方法所用的裝置，適用于稀土、堿土金屬、有色金屬和稀散金屬氯化物的電解萃取分離。

酸性萃取劑是目前用于稀土、堿土金屬、有色金屬和稀散金屬氯化物的萃取方法常用萃取劑，由于酸性萃取劑的萃取效果與水相的酸度有直接影響，酸度大時，不能萃取，因此，都將酸性萃取劑首先進行皂化，以中和酸性萃取劑的氫離子，并以鹽類形式進行萃取，因此工藝過程復雜，成本高，效率低，對于多種金屬離子的分離要經過多段萃取分離，需要設備多，占地面積大。

本發明的目的正是為了克服上述已有技術存在的缺點與不足，而提供一種在萃取的同時進行電解的方法，用于多種金屬氯化物的分離，和該方法所用的裝置，從而簡化了工藝，提高效率，并可回收付產品，提高經濟效益。

本發明的目的是通過下列技術方案實現的：

本發明的技術方案是基于酸性萃取劑在萃取金屬離子時，萃取劑的氫離子和水相中的金屬離子進行離子交換的原理，將交換下來的氫離子電解成氫氣逸出，使整個反應向生成萃合物方向進行，為使電解反應順利進行，將負電荷的氯離子電解生成氯氣逸出，酸性萃取劑根據水相酸度的大小進行金屬離子萃取與分離，對于同一金屬離子來說，一般酸度越大，越不易萃取，只有水相在適當的酸度下才能被萃取分離。

具體方法的步驟為：

a)將金屬或金屬氧化物轉化為氯化物水溶液，加入電解萃取分離裝置的陰極室；

b)再將酸性萃取劑按被萃取金屬離子需要量加入陰極室；

c)啟動攪拌裝置，進行攪拌，使有機相水相界面存在；

d)接通電解電源，進行電解，控制被萃取金屬離子所需要的水相酸度；

e)當被萃取金屬離子完全進入有機相后，再進行反萃取，得到分離的金屬離子產品，而水相為萃余水相或是未被萃取分的的金屬氯化物；

f)(e)項中未被萃取分離的金屬氯化物，再進行電解萃取分離，再次得到分離的金屬離子產品；

g)收集陰極室電解H2氣和收集陽極室電解cl₂氣，并回收利用。

多種金屬的氯化物的電解萃取分離，可用隔膜電解槽與混合澄清器配合，同樣可達到萃取分離效果，具體步驟為：

將多金屬的氯化物先通過第一個隔膜電解槽進行電解，調節料液酸度，得到電解后料液進入第一個混合澄清器進行萃取，飽和有機相經反萃得到的被分離的第一種金屬離子，其萃余水相再進入第二個隔膜電解槽進行電解，調節水相酸度進入第二個混合澄清器進行萃取，飽和有機相經反萃得到被分離的第二種金屬離子，萃余水相再進入第三隔膜電解槽進行電解，調節水相酸度，進入第三個混合澄清器進行萃取，飽和有機相經反萃得到被分離的第三種金屬離子，依此循環進行，多種金屬離子料液，經過多級電解萃取，分別得到多個分離金屬離子產品。

其中電解電流密度大于1.0A/dm²。

酸性萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸(P204)或2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯(P507)或由C7-C16合成脂肪酸的羧酸類或環烷酸或異構酸。

多種金屬電解萃取分離裝置，包括箱體(12)、水相室(9)、有機室(8)、攪拌器(5)、電源(1)，其特征在于箱體內的水相室裝有電解的陽電極(2)和陰電極(4)，兩電極與電源連接，在兩電極之間有一隔膜(3)，使箱體分成陽極室和陰極室，陽極室的箱體上方有cl₂氣的出口(11)，陰極室的箱體上方有H2出口(10)，分別與收集器連接，攪拌器的攪拌軸(6)上的上攪拌葉(18)裝入有機相中，下攪拌葉(19)裝入水相中。由兩電極與隔膜組成隔膜電解槽。

隔膜電解槽與混合澄清器連接或多個隔膜電解槽與多混合澄清器交錯連接，形成I級或多級電解萃取分離裝置。

本發明的電解萃取分離方法，通過控制電解電量嚴格控制水相的酸度，經過一級萃取就能得到一種分離的金屬離子，不需多級萃取，根據每種金屬離子被萃取時所需的水相的酸度，即可得到滿意的萃取分離效果，同樣，多種金屬離子的萃取分離只需多級萃取，即每一種金屬離子只需一級萃取或比現工藝減少萃取級數，因此，不僅減少了設備，又節省投資。

本發明的電解萃取分離方法，采用圖2所示的工藝流程，由兩電極和隔膜組成的電解槽與混合澄清器連接使用，可進行多種金屬離子的分離，形成一流水線，同時得到多種萃取分離產品，料液通過隔膜電解槽，使水相酸度得到控制，便于下級混合澄清器萃取，依此類推，根據萃取金屬離子多少，設置隔膜電解槽與混合澄器連接級數。

由于采取上述技術方案，使本發明技術與已有技術相比具有如下優點及效果：