一种从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法，包括步骤：A、配置萃取有机相，萃取有机相包括稀释剂和萃取剂，萃取剂为乙酰胺及其衍生物；B、用上述萃取有机相从氯化物混合溶液中萃取铁，得到富铁有机相。上述方法适用范围广，可从多种氯化物混合溶液中萃取除铁，同时适用的酸度及铁浓度范围较广。以去离子水或稀酸即可实现反萃，反萃容易。该萃取剂萃取容量大，克服了其他萃取剂存在的因萃取容量小而导致的三相问题、萃取水相酸度要求苛刻及反萃用酸浓度高的问题。该方法萃取除铁简单，易于实现氯化物盐的纯化、盐酸的精制及回收铁的目的。
【专利说明】一种从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于萃取化学、化工【技术领域】，具体地讲，涉及一种从氯化物混合溶液中萃 取除铁的方法。
【背景技术】
[0002] 铁是自然界中丰产元素之一。几乎在所有的有色金属冶金物料中都含有铁，而且 铁的含量往往比有价金属的含量还要高。在酸浸过程，铁与有价金属一同进入溶液，浸出液 中的铁作为有害杂质必须除掉。净化除铁是湿法冶金中的重要工序。当前由于世界范围内 有色金属矿产资源的贫化和环境标准的提高，多金属复合矿和共生矿的开采利用使除杂问 题更为复杂，铁的控制尤为重要。
[0003] 传统的沉淀除铁法由于存在操作烦杂、有价金属损失大，以及沉淀物堆放造成二 次污染等缺点，已逐渐被新的除铁工艺所取代，其中溶剂萃取是最引人注目的方法。萃取工 艺包括萃取和反萃两大主要工序。
[0004] 酸性磷酸酯（如P204、P507、Cyanex 272等）是一类应用广泛的工业萃取剂。酸 性磷酸酯类萃取剂对从硫酸体系溶液（pH为3?4)中萃取Fe (III)极其有效，但铁反萃 难的问题一直没有得到很好的解决。酸性磷酸酯类萃取剂从酸性介质中萃取Fe(III)， 其反萃难是众所周知的，特别是在高酸条件下，铁则以酸和铁盐的聚合分子的形式被萃 取，如nH2S04 ? HiFe2(SCM)3 ;富铁有机相一般用盐酸或草酸反萃，反萃剂盐酸的浓度需要 8mol ? I71?IOmol ? I71，不仅反萃得到的溶液酸高铁高，其中的酸难以回收，净化处理成本 高，而且工艺过程产生酸雾，腐蚀设备、污染环境；用草酸反萃铁，反萃液中铁的分离及草酸 的回收工艺复杂。
[0005] 胺类萃取剂（N235、N1923、N263)也是常用的除铁萃取剂，常用在硫酸介质体系中 萃取除铁，反萃也比较困难，需要较高浓度的硫酸为反萃剂。胺类萃取剂（如N235)也可 用于从盐酸介质体系中萃取除铁，但由于其自身萃取酸能力太强，其萃取容量很小，对于含 Fe (III)浓度较高的体系并不适用，常常出现水解乳化或第三相。
[0006] 中性萃取剂，特别是中性磷类是从氯化物混合溶液中萃取除铁的有效试剂，中性 除铁萃取剂中最具有代表性的为磷酸三丁酯（TBP)，它从盐酸介质中萃取Fe (III)时，在低 酸度下，萃合物为FeCl3，aTBP ;在高酸度下，萃合物为HFeCl4 ? xTBP IH2O或HFeCl4，2TBP。 TBP从盐酸氯化物介质中萃取Fe (III)的容量较大，用水或者稀盐酸就能较充分的反萃。但 众所周知，TBP自身的水溶性和腐蚀性强，在冶金领域很少见TBP萃取除铁的工业应用。
[0007] 酰胺类萃取剂也是一种中性萃取剂，如乙酰胺及其衍生物，其分子结构中的N原 子上的孤对电子与羰基可发生P-共轭效应，使得羰基氧原子上的电荷密度增加，因而羰 基的氧原子对于氢离子或金属离子具有较强的配位能力，可对铁有较好的萃取效果。
【发明内容】
[0008] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种从氯化物混合溶液中萃取除 铁的方法，该方法采用的萃取剂萃取容量大，且不易出现乳化及第三相，萃取除铁效果好。
[0009] 为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
[0010] 一种从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法，其特征在于，包括步骤：A、配置萃取有 机相；所述萃取有机相包括稀释剂和萃取剂，所述萃取剂为乙酰胺及其衍生物；B、用所述 萃取有机相从氯化物混合溶液中萃取铁，得到富铁有机相。
[0011] 进一步地，在所述步骤B中，所述萃取有机相与氯化物混合溶液的体积比为1? 10:1。
[0012] 进一步地，在所述萃取有机相中，所述萃取剂的体积分数为
[0013] 进一步地，所述萃取剂为N，N-二（2-乙基己基）乙酰胺。
[0014] 进一步地，所述氯化物混合溶液中至少包括铁离子和氢离子，还包括氯化氢、氯化 锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化铜、氯化锌、氯化钴、氯化镍、氯化钡、稀土 的氯化物中的至少一种。
[0015] 进一步地，所述氯化物混合溶液中铁离子的浓度为Img ? I71?60g ? L'
[0016] 进一步地，所述氯化物混合溶液中氢离子的浓度为0? 05mol ? I71?12mol ? L' [0017] 进一步地，所述稀释剂包括普通煤油、磺化煤油、航空煤油、庚烷、辛烷、十二烷、环 己烷、正己烷、戊醇、正辛醇、异辛醇、石油醚、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、 1，2-二氯乙烷中的任意一种。
[0018] 进一步地,还包括步骤C :用反萃剂反萃所述富铁有机相。
[0019] 进一步地，所述反萃剂包括水、酸中的任意一种；其中，所述酸中氢离子浓度不超 过 2mol ? L、
[0020] 本发明通过采用酰胺类化合物为萃取除铁的萃取剂，克服了其他萃取剂存在的因 萃取容量小而导致的三相问题、萃取水相酸度要求苛刻及反萃用酸浓度高的问题。该方法 萃取除铁简单，易于实现氯化物盐的纯化、盐酸的精制及回收铁的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点 将变得更加清楚，附图中：
[0022] 图1是根据本发明的实施例的从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法的步骤流程 图；
[0023] 图2是根据本发明的实施例的从氯化物混合溶液中二级逆流萃取除铁的工艺流 程图；
[0024] 图3是根据本发明的实施例的另一从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法的步骤 流程图；
[0025] 图4是根据本发明的实施例的从氯化物混合溶液中萃取除铁的萃取一反萃全流 程的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026] 以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实 施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施 例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明 的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
[0027] 实施例1
[0028] 图1是根据本发明的实施例的从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法的步骤流程 图。
[0029] 参照图1，根据本发明的实施例的从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法的步骤如 下所述：
[0030] 在步骤110中，配置萃取有机相，萃取有机相包括稀释剂和萃取剂，萃取剂为乙酰 胺及其衍生物。
[0031] 在本实施例中，萃取剂为N，N-二（2-乙基己基）乙酰胺，稀释剂为磺化煤油；且 N，N-二（2-乙基己基）乙酰胺与磺化煤油的体积比为3:7。
[0032] 在步骤120中，本实施例中的氯化物混合溶液为含0. 5mol ? [1Fe3+的盐酸溶液。 用上述萃取有机相从氯化物混合溶液中萃取铁，得到富铁有机相。
[0033] 具体地，控制萃取有机相与氯化物混合溶液（又可称为萃取水相）的体积比（又 称相比）为2:1 ;将萃取有机相与氯化物混合溶液混合均匀，震荡6min后静置分层，此时的 有机相为富铁有机相，水相为萃余液，抽取分层后的萃余液进行萃取效率分析。本实施例 中对含有不同浓度氯化氢的氯化物混合溶液进行了对比实验，其萃取除铁的效果如表1所 /Jn 〇
[0034] 表 1
[0035]
【权利要求】
1. 一种从氯化物混合溶液中萃取除铁的方法，其特征在于，包括步骤： A、 配置萃取有机相；所述萃取有机相包括稀释剂以及萃取剂，所述萃取剂为乙酰胺及 其衍生物； B、 用所述萃取有机相从氯化物混合溶液中萃取铁，得到富铁有机相。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述萃取有机相与氯化 物混合溶液的体积比为1?10:1。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述萃取有机相中，所述萃取剂的 体积分数为1 %?70%。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为N，N-二（2-乙基己基）乙 酰胺。
5. 根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述氯化物混合溶液中至少包括 铁离子和氢离子，还包括氯化氢、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化铜、 氯化锌、氯化钴、氯化镍、氯化钡、稀土的氯化物中的至少一种。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氯化物混合溶液中铁离子的浓度为 lmg ? L 1 ?60g ? L、
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氯化物混合溶液中氢离子的浓度为 0. 05mol ? L 1 ?12mol ? L、
8. 根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述稀释剂包括普通煤油、磺化煤 油、航空煤油、庚烷、辛烷、十二烷、环己烷、正己烷、戊醇、正辛醇、异辛醇、石油醚、氯仿、四 氯化碳、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、1，2-二氯乙烷中的任意一种。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤C :用反萃剂反萃所述富铁有 机相。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述反萃剂包括水、酸中的任意一种；其 中，所述酸中氢离子浓度不超过2mol ? L'
【文档编号】C22B3/28GK104451145SQ201410685066
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】时东, 李丽娟, 李晋峰, 宋富根, 姬连敏, 聂峰, 刘志启, 曾忠民, 李慧芳, 宋雪雪, 彭小五 申请人:中国科学院青海盐湖研究所