我國為全球第二大鈦白粉生產國,全行業共產出廢酸量約8000kt/a。其中鈧平均質量濃度約10~20 mg/l,是良好的富鈧二次資源。
從提取方法上看主要有溶劑萃取法、固體材料吸附法、液膜萃取法、沉淀法等,其中溶劑萃取法具有操作簡便、成本低、分離效果好等優點,廣泛地應用于稀土和稀有金屬分離。
目前,在各類溶劑萃取提鈧技術或工藝中,p204-tbp-煤油萃取體系占主要地位。常用的從鈦白廢酸中萃取鈧的萃取劑為p204(二(2-乙基己基磷酸))、p507(2-乙基己基磷酸單2-乙基己酯)、tbp(磷酸三丁酯)均為單官能團萃取劑,普遍存在選擇性不強、易乳化、三相等問題,這在很大程度上限制了其在工業上大規模的應用。今天給大家介紹n,n-正辛胺二(亞甲基苯次磷酸)萃取劑在鈦白廢酸中萃取微量鈧的方法,該萃取劑含有兩個p(o)oh基團,能與鈧形成螯合結構,萃取能力遠遠高于常用萃取劑,且對鈧有較好選擇性,且該萃取劑不需要預處理皂化,萃取劑用量較少、萃取速度較快。通過改變萃取條件,發現該萃取劑在鈦白廢酸母液中對鈧有較好的萃取效果,在最優萃取條件下,萃取率能達到99.9%。
一、從鈦白廢酸中提取鈧的流程為:
(1)水相。以鈦白廢酸母液為水相。
(2)有機相。以稀釋劑配制的雙膦酸萃取劑為有機相。雙膦酸萃取劑為n,n-正辛胺二(亞甲基苯次磷酸),稀釋劑為二氯甲烷。
(3)混合與分離。將水相與有機相混合萃取,萃取后的混合溶液經分相,得到負載鈧的有機相以及含有其他金屬元素的萃余液。混合與分離工藝段,可采用CWL-M系列離心萃取工藝系統來完成生產,水相和有機相進入離心萃取設備內,先進行混合,然后在離心力的作用下進行分離,從而完成傳質——分離過程。CWL-M離心萃取機配有強化傳質-分離裝置,可進一步提高萃取效率和分離效果。
二、以上從鈦白廢酸中提取鈧的工藝優勢有:
(1)萃取率高達99.39%。該萃取劑在有機溶劑中溶解性好且對鈧有很好的萃取能力和選擇性,對鈧的萃取率高達99.9%。
(2)萃取劑循環使用,投入量少。萃取劑低價易得且投入量少,節約成本。
(3)降低溶劑損耗。沒有乳化現象,與水互不相溶,減少了有機相損耗。
(4)廢水排放少,對環境友好。與常見的磷(膦)酸類萃取劑相比,本發明采用的萃取劑不需要皂化,可以直接用于萃取,不產生大量的含鹽、含氨廢水,屬于環境友好型萃取劑。
鈧在自然界難以富集,形成獨立鈧礦物,常與其他礦物伴生,其回收工藝復雜、回收率低、成本高,導致鈧成為世界上最昂貴的金屬之一,且缺乏可靠的供應和高昂的生產成本在一定程度上阻礙了鈧在高端技術的應用。利用以上溶劑萃取法從鈦白廢酸中提取鈧無疑是解決世界范圍內鈧供應難題的有效途徑之一,希望我國鈦白廢酸提取鈧工業化應用獲得更好的經濟效益和社會效益。