【《含铜污泥浸出液的萃取技术综述》3200字】

第1章绪论i含铜污泥浸出液的萃取技术综述目录TOC\o"1-3"\h\u16803含铜污泥浸出液的萃取技术综述 1191231.1铜萃取剂的概述 1233511.2含氨溶液萃取过程的研究 2256661.3β-二酮类萃取剂的研究 382731.4复合萃取体系 34543参考文献 4为了满足电积提纯工艺的要求，需要采用经济有效的方法对污泥浸出液中铜进行分离、富集。溶剂萃取技术通常是一种广泛应用于湿法冶金领域的分离、富集方法。因此，有必要开发一种针对含铜污泥的溶剂萃取系统[67]。1.1铜萃取剂的概述溶剂萃取法主要使用萃取剂萃取溶液中金属，即利用金属离子与萃取剂的螯合作用使金属离子进入有机相，然后通过反萃取技术再将金属离子转移至水相中，得到富集铜溶液用于进一步的金属电积回收。近年来，关于溶剂萃取技术应用于铜离子的萃取和富集的研究越来越多，很多萃取剂已成功地应用于工业生产中铜的萃取和回收。目前，铜萃取剂主要包括酮肟、醛肟、β-二酮、三元胺和络合物等[68,69]。酮肟类萃取剂：铜工业中使用最广泛的商业萃取剂是酮肟萃取剂，例如Lix63，Lix65，Lix84等，其主要是含有羟基（-OH）和肟基（=C=NOH）的化合物，物理性质稳定，反萃取容易，但其提取能力不如醛肟，饱和容量低，并且容易产生絮凝沉淀[70]。醛肟类萃取剂：例如Lix860，Lix860N，P50等，这些萃取剂具有快速的传质动力学和强大的萃取能力等优点，但难以逆萃取且化学稳定性差。通常与改质剂结合使用，改质剂化合物通常包含分子内氢键，能够削弱肟和铜离子的螯合物的稳定性，这有利于溶液的两相分离和反萃取，但是醛肟萃取剂易于与浸出溶液中的某些物质结合形成絮凝物，从而降低了醛肟的稳定性。[71]。（3）β-二酮类萃取剂：这类萃取剂在溶液中的溶解度很小，具有不萃取氨的特性。它们可以从氨溶液中提取铜，并且在硫酸系统中具有良好的选择性和抗氧化性，可以从铜氨溶液中萃取铜。现阶段，对此类萃取研究仍然不充分，因此需要更多的学者对此予以关注[72]。（4）三元胺和季铵盐类萃取剂：三元胺（叔胺）是一种适用于强酸和高氯化物溶液的铜萃取剂。萃取原理主要是先加入H+形成阳离子，再与铜阴离子（如CuCl2-，CuCl42-）结合，实现铜离子的萃取。工业上最常见的三胺是N235，ADOGEN283及其盐，最大的优点是可以将水用作反萃取剂，反萃取速度快，但不能生产高质量的阴极铜。因此，需要提取并提取氯化铜以获得硫酸铜溶液。[73]。（5）复配型萃取剂：为了应对各种复杂的萃取条件和环境，在有机相萃取剂的选择中，根据不同萃取剂的性质和优缺点，通常按一定比例混合不同萃取剂，或使用一些改质剂以提高萃取性能，这种混合萃取剂称为复合萃取剂。醛肟和酮肟之间的复合萃取体系，如Lix984（Lix860和Lix62按1:1的体积比混合）、Lix973（Lix84和Lix860按1:1的体积比混合），这些复杂的萃取剂不含有非羟基的改质剂，同时它们既具有酮肟的萃取性能，又具有醛肟良好的溶解性能[74]。在实际工程应用及研究中，通常根据具体的应用场景、工艺参数、运行成本等条件，选择合适高效的复合萃取剂[75]。未来研发低成本、高效能的复合萃取剂仍然是萃取剂领域的重要课题和任务。1.2含氨溶液萃取过程的研究在含氨溶液的萃取过程中，由于氨可以和多种金属形成稳定的络合物，因此萃取过程中存在多种配位平衡，使萃取过程难以遵循理想的方向[76]。目前，通常我们认为在含氨溶液中只能提取自由金属离子，而不能萃取金属氨配位离子[77]。因此，在萃取反应前，必须进行破络预处理，对金属氨络合配位体进行破解，形成自由金属铜离子。J.C.Liu

[78]等人研究对某印刷电路板厂产生的高浓度铜污泥进行资源化利用。从污泥中浸出金属，在浸出反应时间为6小时，pH值为10.0的条件下，浸出率最高。与此同时，较高的固液比和萃取剂浓度有利于提高萃取效率，提取处理后的污泥可以满足TCLP法规的限制，是无害废物，氨法提取在危险废物资源化和解毒方面具有潜在的应用价值。1.3β-二酮类萃取剂的研究β-二酮萃取剂受两个羰基的影响，萃取剂中两个羰基之间的亚甲基氢活性很强，可以转移到羰基上形成烯醇，可使水溶液中的羰基氢电离，进而被金属离子取代，其与铜离子的反应如下[79,80]：图1-1β-二酮与铜离子的配合反应Fig.1-1complexreactionofβ-diketonewithcopperion铜离子与两分子的乙酰丙酮生成两个六原子环的螯合物。这类金属螯合物易溶于四氯化铵、煤油等有机溶剂中，从而实现金属离子（铜、镍等）的萃取[81,82]。GregoriusRionugrohoHarvianto[83]等人以煤油为溶剂，采用不同的β-二酮和中性改制剂混合萃取剂对锂离子进行萃取，寻找最佳萃取剂组合。从萃取效率考虑，最佳萃取剂组合为0.02molβ-二酮和0.04mol中性改制剂（TOPO）。在萃取过程中，萃取效率通常随主要金属离子浓度的增加而降低，随溶液pH值的增加而增加。李琴香[84]等人为了研究“酸浸-萃取-电积”工艺的应用机理，探究了萃取剂的理化性质。结果表明，萃取温度为298.15K，β-二酮在硫酸溶液中的溶解度小。保持β-二酮-H2SO4-H2O体系中，出现盐析效果，这可能是在水溶液中β-二酮发生部分电离，即：在硫酸溶液中，随着酸浓度增大促使该反应向左进行。1.4复合萃取体系单萃取剂萃取系统对金属离子的萃取能力较弱，往往达不到工艺要求，特别是对于具有复杂组分的溶液，难以有效分离重金属，也难以满足实际工程应用的复杂需求[90]。为此，通常将两种或多种萃取剂混合使用以提高萃取能力，并且复合萃取系统具有协同作用[85]。大多数复合萃取系统的协同作用取决于两种或多种萃取剂的萃取互补性[86]。因此，与使用单一萃取剂萃取相比，复合萃取体系作为溶剂萃取法中重要的一个领域，具有独特的优势，其在基础研究和工业应用中越来越受到人们的关注[87]。丁万丽[88]等人根据协同作用和提取效率，选择P507作为N235提取系统中的有效协同提取剂。研究了当萃取剂浓度为20%（V/V）时萃取剂组成对钒萃取效率和协同系数的影响。结果表明，当体积比调整为8:12（N235：P507）时，最大协同系数为1.42，提取效率为89.36%。朱如龙[89]等人系统研究了复合萃取体系的萃取分离行为，采用β-二酮和中性磷化氢萃取剂对锌铜进行萃取回收。研究表明，复合萃取系统β-二酮和磷酸三丁酯（TBP）对锌的萃取有显著的协同作用。采用Mextral54+TBP复合萃取系统，实现了铜锌的分离回收。当溶液的初始pH为9.06且比例为1：1时，使用两阶段逆流工艺萃取后，铜的萃取率超过99%，为非传统铜锌资源的萃取分离提供了理论指导。参考文献[1]梅益柔,唐为平,孔峰,等.铜酞菁废水资源化处理工艺研究[J].江苏技术师范学院学报,2011,17(2):8-11.[2]张有贤,刘雯,姜涛.铜酞菁生产废酸废水综合治理方案探讨[J].工业用水与废水,2010,41(5):56-59.[3]涂勇,田甲蕊,朱化军,等.江苏省印染污泥现状分析[J].环境科学学报,2015,35(2):527-534.[4]黄海啸,刘云.铜酞菁生产中的三废综合治理及其资源化探讨[J].污染防治技术,2007,20(5):61-63.[5]周春隆.关注有机颜料核心关键技术[J].2019,56(1):1-11.[6]WangC,WangL,HuangY,etal.PreparationandcharacterizationofPhthalocyanineBlueencapsulatedwithsilanecouplingagentforbluelightcurableinkjetprintingoftextiles[J].DyesandPigments,2017,139:453-459.[7]周春隆.酞菁颜料结晶形态与调整技术(续)[J].染料与染色,2020,57(02):1-9.[8]周春隆.酞菁类功能性颜料结构及应用特性[J].染料与染色,2021,58(01):1-17.[9]查燕技.有机酞菁绿颜料的生产工艺发展[J].农家参谋,2020(04):221.[10]房健.颜料废水处理工艺组合研究[D]：兰州交通大学市政工程,2012.[11]MaoL,WuY,ZhangW,etal.Effectsofelectroplatingsludgeintroductiononthemorphology,mineralphaseandporosityevolutionoffiredclaybricks[J].ConstructionandBuildingMaterials,2019,211:130-138.[12]Suárez-NavarroJA,LanzónM,Moreno-ReyesAM,etal.Radiologicalbehaviourofpigmentsandwaterrepellentsincement-basedmortars[J].ConstructionandBuildingMaterials,2019,225:879-885.[13]PangC,SkjoldingLM,SelckH,etal.A“point-of-entry”bioaccumulationstudyofnanoscalepigmentcopperphthalocyanineinaquaticorganisms[J].EnvironmentalScience.Nano,2021,8(2):554-564.[14] HakeimOA,HarounAA,TrifL,etal.Hyperbranchedpolyesterencapsulatedphthalocyaninepigmentsforinsituprintingofcellulosicfabrics[J].AdvancesinPolymerTechnology,2018,37(8):3123-3135.[15] 刘君.偶氮颜料废水处理工艺的研究[D]：兰州交通大学市政工程,2014.[16] HakeimOA,AbdelghaffarF,HarounAA.UV-curablehyperbranchedpolyesteracrylateencapsulationofphthalocyaninepigmentsforhighperformancesyntheticfabricsprinting[J].DyesandPigments,2020,177:108307.[17] 赵晶磊,王岱,杨占昆.电镀污泥的资源化利用技术及实例研究[J].中国资源综合利用,2019,37(03):96-98.[18] 叶海明,王静.含铜污泥中铜的资源化回收技术[J].化工技术与开发,2010,39(08):55-58.[19] 宋珍珍.含铜污泥的处理及综合利用方法[J].有色冶金节能,2018,34(06):53-56.[20] 王伍,查正炯,黄智源.某电镀污泥硫酸浸出研究[J].广东化工,2018,45(22):24-25.[21] 黄智源,吴阳东,朱正旭,等.线路板污泥和电镀含铜废液同时处理回收铜的新工艺[J].广东化工,2014,41(06):133-134.[22] 张宁,许修远,徐雨晴,等.从含铜颜料污泥浸出液中回收铜的工艺研究[J].广东化工,2019,46(14):6-7.[23] 李虹.三元微电解填料催化降解颜料生产废水研究[J].环境保护与循环经济,2018,38(01):31-34.[24] 徐顾铭.制革污泥中钴掺杂绿色陶瓷颜料的合成与表征[J]