? ? ? 電池中含有許多貴重和有毒的金屬,如鋅、錳、鎳、鎘、鋰和汞等。隨著電子產品的更新換代,電池用量增長迅速,廢棄電池大量累積,廢電池的回收日趨緊迫。溶劑萃取法是濕法冶金的成熟技術,對金屬稀溶液具有較高的回收率,天一萃取CWL-M型離心萃取機采用溶劑萃取法從廢電池中萃取回收鋅錳金屬離子。
將ZnSO4、MnSO4水溶液用濃硫酸調節PH值,并與萃取劑混合置于CWL-M型離心萃取機中離心分相。
影響鋅、錳離子萃取率的因素
1、萃取劑的影響??由于金屬離子呈較強的堿性,中性和酸性磷氧類萃取劑是適宜的選擇對象。研究表明,與一般金屬萃取的結果相類似,酸性磷氧類的萃取劑(P204)萃取效果更佳,且堿性強的組分(Zn2+)優先萃取入有機相;在酸性條件下。可以明顯地提高中性磷氧類萃取劑對于Zn2+的萃取效果。
2、萃取劑濃度的影響??隨萃取劑濃度的增大,Zn2+?和Mn2+?的D值隨之增大,較高濃???的萃取劑組成有利于提高萃取率;隨平衡水相金屬離子濃度c的增大,D值呈下降趨勢,這是化學萃取的典型特征。值得提及的是,由于P204與金屬離子之間的反應為離子交換,且因Zn2+?堿性強于Mn2+?而被優先萃取,提高萃取劑濃度不僅可以提高萃取率,而且也可以提高Zn2+?優先萃取的權重。
3、稀釋劑種類的影響??選擇極性和非極性兩種稀釋劑,甲苯和正己烷,進行了稀釋劑對萃取平衡影響的實驗研究,研究表明,以極性小的正己烷為稀釋劑時的平衡分配系數大于極性強的甲苯體系,相比之下,在正己烷中,鋅的萃取選擇性更大。這一現象可能是由于稀釋劑與P204之間的作用力強會減少P204對于金屬萃取的份額所至。無論從萃取劑的成本還是萃取效果考慮,非極性的稀釋劑都是優先選擇的對象。
4、PH值的影響??一般而言,磷氧類萃取劑對金屬的萃取屬陽離子交換機理,升高溶液的PH值有利于提高金屬離子的萃取率。PH值對P204萃取Zn2+?和Mn2+??平衡的研究結果表明,與其他磷氧類萃取劑萃取金屬離子的結果相類似,PH值對萃取平衡的影響很大,提高溶液的ph值,Zn2+?和Mn2+?的萃取分配系數大幅度增加;相比之下,Mn2+?分配系數的變化幅度大于Zn2+?的結果;同時,較小的萃取劑濃度,在較高的ph值條件下,可以獲得同樣的萃取效果。實際應用過程中,可以考慮優化選擇P204的濃度和溶液的PH值。
鋅錳混合離子的萃取分離
模擬廢電池的鋅、錳組成,并配制不同濃度的鋅錳雙溶質溶液,采用P204/煤油為萃取劑,進行雙溶質萃取平衡的實驗研究,結果表明,與單溶質的結果相類似,P204優先萃取鋅,隨溶質濃度的升高,鋅、錳的萃取選擇性呈下降趨勢;比較不同萃取劑濃度下的結果,在較低濃度范圍內,以選擇性為目標函數,存在最優的萃取劑組成,隨溶質濃度的升高,高濃度P204的鋅、錳選擇性有所增大,這可能與萃取劑的化學計量飽和濃度有關。
天一萃取使用CWL-M型離心萃取機萃取分離廢舊電池中的鋅、錳金屬離子對環境無污染,是廢電池處理的設備。