新型萃取剂从Zn(Ⅱ)-NH3配合物溶液中萃取锌工艺及理论研究

摘要

氨法浸出处理低品位氧化锌矿时,由于浸出液中锌离子浓度低,难以有效提取锌。本文根据合成的萃取剂“2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸-十四烷基酯”可从氨性体系中高效萃取溶液中锌的特点,提出了“新型萃取剂从Zn(Ⅱ)-NH3配合物体系中萃取锌工艺及理论研究”的课题。本文主要研究了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌的机理、动力学特性及工艺条件,得剑了一些具有学术价值的结论,表明该技术具有一定的工业应用前景。
　　 论文研究了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌机理,测得该萃取剂萃锌的饱和容量为76.4mmol/dm3,确定萃合物结构及萃取反应式；研究发现该萃取剂中的β-双酮结构容易互变异构为烯醇式,其OH基中的H+可和金属离子互换生成配合物,从而可萃取锌。
　　 采用恒界面法对新型萃取剂萃取锌的动力学进行了研究。考查了搅拌速率、萃取剂浓度、温度、比界面积等对锌萃取速率的影响,证明了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌过程为混合控制过程,其反应的表观活化能为28.206kJ/mol,锌萃取速率方程为:()研究了该新型萃取剂萃取锌的工艺,通过考查不同氨性体系、有机相组成、水相组成等因素对锌萃取的影响,得到了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌的最佳工艺条件:有机相组成50％萃取剂+45％稀释剂260号溶剂油+5％改质剂TBP,相比V(A)V(O)=2:1,温度298.15K,振荡时间5min,总氨浓度2mol/L,水相初始pH值为9。在此最优条件下,锌平均萃取率97％以上,分配比Dex高达112.6。并测定了该萃取反应的△Hθ=6.09 kJ/mol,萃取反应为吸热反应。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 锌用途、产量及资源

1.1.1 锌用途、产量及消费量

1.1.2 锌资源

1.2 氧化锌矿处理方法

1.2.1 浮选法

1.2.2 火法冶金工艺处理

1.2.3 湿法冶金工艺

1.3 氨法浸出液中锌提取

1.3.1 氨法浸出液中提锌方法

1.3.2 氨性浸出液中萃取锌

1.4 拟从氨性溶液中萃取锌的研究思路

1.4.1 课题提出的背景

1.4.2 本课题的提出

1.4.3 萃取富集锌的研究内容及技术难点

第二章 实验方法

2.1 试验设备及试剂

2.2 新型萃取剂性质

2.3 试验方法

2.3.1 试验流程

2.3.2 试验分析方法

2.3.3 实验方法

第三章 萃取机理研究

3.1 实验基本原理

3.2 饱和容量测定

3.3 斜率法确定萃取机理

3.4 负载有机相的FT-IR和UV图谱

3.5 本章小结

第四章 新型萃取剂萃取锌的动力学研究

4.1 萃取动力学基础理论

4.1.1 萃取动力学模型

4.1.2 恒界面池法建立动力学方程原理

4.2 锌萃取动力学实验结果与讨论

4.2.1 锌萃取初始速率测量方法

4.2.2 搅拌速度影响

4.2.3 比界面积影响

4.2.4 温度影响

4.2.5 水相锌浓度影响

4.2.6 萃取剂浓度影响

4.2.7 表观反应级数口和6测定

4.2.8 表观活化能Ea测定

4.3 萃取速率方程的建立

4.3.1 常数K0测定

4.3.2 建立萃取速率方程

4.4 本章小结

第五章 新型萃取剂萃取锌的工艺研究

5.1 萃取工艺研究基础理论

5.2 萃取体系选择

5.3 有机相组成研究

5.3.1 改质剂对萃取的影响

5.3.2 萃取剂对萃取的影响

5.4 水相组成影响

5.4.1 水相初始pH值影响

5.4.2 总氨浓度影响

5.3.4 水相锌浓度影响

5.5 萃取条件影响

5.5.1 振荡时间的影响

5.5.2 萃取温度影响

5.5.3 相比的影响

5.5.4 萃取平衡等温线

5.6 综合萃取试验

5.7 反萃取试验

5.8 本章小结

第六章 结论及建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要研究成果