专利名称：一种萃取剂的应用及从氨性溶液中萃取锌的方法
技术领域：
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种萃取剂的应用及从氧化锌矿或氧化锌物 料的氨性浸出液中萃取锌的方法。
背景技术：
目前，氧化锌矿主要用硫酸浸出-萃取-电积工艺，但对于含钙镁碱性脉石高的 氧化锌矿，用硫酸浸出工艺则存在选择性差、酸耗大、液固分离困难和净化除杂负担重等技 术难题。因此，这类矿石只适宜采用氨性浸出，但从氨性溶液中电积锌，只有氯化铵体系有 文献报导，但尚未大规模工业应用，而硫酸铵体系和碳酸铵体系尚未见文献报。硫酸锌酸性 溶液中电积锌是很成熟的，但要求锌浓度高，由于氧化锌原矿含锌品位低，浸出液中锌离子 浓度不能满足酸性体系电积工艺的要求，而溶剂萃取是富集提高锌离子浓度的有效手段之 一。故要实现氨法处理低品位氧化锌矿技术，关键技术在于有效的实现从Zn2+-NH3配合物 溶液中提取锌，进而转换成电积工艺成熟的硫酸锌酸性体系，并大幅提高锌浓度，使之符合 电积要求。目前，关于从氨性溶液中萃取锌的研究文献报道极少，主要有Lix系列萃取剂，其 中Lix54为最佳锌萃取剂，此萃取剂与美国K. S. Rao等研究的HostarexDK-16以及本发明 研发的新型萃取剂都具有β-双酮结构，但Lix54和HostarexDK-16都存在缺点。Lix54萃 取锌，当溶液的PH值为8. 5 9. 0，才有较高的锌萃取率，且在Zn-NH3- (NH4) 2S04-H20体系中 锌(II)的平衡分配比最高，D = 4. 5，而在Zn-NH3-NH4Cl-H2O体系和Zn-NH3-NH4HCO3-H2O体 系中，锌(II)的萃取平衡分配比更小，分别为3.0和1.8 ；而Hostarex DK-16萃取锌时，锌 (II)的的分配比和萃取率最低，在PH > 8的溶液中一级萃取，萃取率最高只有54%，且有 机相的黏度大，分相速度慢，操作需要在45°C以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对锌浓度低的氨性溶液(即氨性浸出液)用新型高效 萃取剂2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯的应用，及萃取分离富集锌的方法。本发明 方法可在较广的PH值范围内从低锌浓度(如Zn2+4 25g/L)的氨性溶液中将锌快速高效 提取富集，而且萃取速度快，分相快，不乳化、不出现第三相。本发明的应用在于将液态的2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯用作萃取剂
从氧化锌矿或氧化锌物料的氨性浸出液中萃取锌，结构式为 式中，R为十二烷基酯 十八烷基酯。上述R最优选十二烷基酯、十四烷烷基酯或十六烷基酯。2-乙酰基-3-氧代_ 二硫代丁酸烷基酯是一种粘度小的液态萃取剂，分子量为 345 429，密度为1200 1300Kg/m3，室温下粘度小于5. 0Xl(T2pa · S。本发明的方法是以2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，与稀释剂(优选磺 化煤油)和破乳剂(优选磷酸三丁酯(TBP))组成有机相从氧化锌矿或氧化锌物料的氨性 浸出液中萃取锌，萃取剂稀释剂破乳剂按40% 60% 35% 60% 0 5%的体积 百分比之比例混合；用硫酸反萃取，锌得以分离与富集。水相可循环使用。本发明通过从低锌浓度的氨性浸出液经过萃取和反萃，可以达到提取和富集锌的 目的，并将锌溶液体系由氨性体系转换成电积工艺成熟的硫酸锌酸性体系。氨性浸出液体系为Zn-NH3- (NH4) 2S04_H20 体系，或 Zn-NH3-NH4Cl-H2O 体系，或 Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 体系。萃取锌的技术条件为氨性浸出液的pH值为8 11，氨和铵的总浓度为2 3mol/ L,氨浓度为 0. 11 1. OOmol/Lο用硫酸反萃取，反萃液循环使用直至溶液中的锌富集到符合电积要求。反萃有机 相经再生后返回萃取，循环使用，而电积废液补充硫酸后作为反萃剂。萃取全过程无废水产 生，实现清洁生产。本发明可实现低品位氧化锌矿、含锌低的氧化锌物料以及低锌浓度的废氨性溶液 的锌资源的有效利用。本发明的萃锌剂具有以下特点1)在较广的PH值范围内可从低浓度锌的氨性溶 液中将锌提取富集，2).萃取速度快，分相快，不乳化、不出现第三相，可用硫酸作为反萃剂。 总之，本发明可以高效、快速、清洁地分离富集氨性溶液中锌，全过程无废水、废渣和废气排 放，是一种环境友好的锌萃取剂和萃锌方法。
具体实施例方式以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。实施例1 (1)氨性含锌水溶液中氨和铵的总浓度为2. OOmol ·Ι^，氨浓度0. Ilmol ·Ι^，ρΗ = 8 ；其含锌分别为① Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 溶液中锌浓度为 6. 03g · L—1 ；② Zn-NH3-NH4Cl-H2O 溶液中锌浓度为6. 18g · Γ1 ；③Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液中锌浓度为5. 95g · Γ1。(2)萃取剂组成40% (体积比)2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸-十二烷基酯、 和55%磺化煤油及5% TBP混合组成有机相(3)萃取与反萃取操作条件在常温下，按相比A/0 =1 1将(1)中氨性含锌水 溶液分别与(2)中的萃取剂进行一级萃取，萃取时间为5min;然后用硫酸反萃含锌的萃取 有机相，按相比A/0=1 1进行三级反萃，反萃时间为3min。(4)萃取和反萃结果萃取和反萃分相快，无乳化或第三相产生，相界面清晰； Zn-NH3-NH4HCO3-H2O溶液，锌萃取率为90. 63%，分配比D = 9. 7，三级反萃率接近98 % ； Zn-NH3-NH4Cl-H2O溶液，锌萃取率为91. 05%，萃取分配比D = 10. 2，锌三级反萃率达97 % 以上；Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液，锌萃取率高达92. 47%，分配比D = 12. 3，锌三级反萃率达97%以上。实施例2 Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液，其中锌浓度为11. 20g · Λ氨和铵总浓度为3mol .L—1， 氨浓度1. OOmol .LipH = 11。用50% (体积比)2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸-十六 烷基酯烷和50%磺化煤油组成有机相。在常温下，按相比A/0 = 2 1与水相进行一级萃 取，萃取时间为5min;硫酸反萃含锌的萃取有机相，按相比A/0= 1 1进行三级反萃，反 萃时间为3min。锌一级萃取率≥95%，最高达98. 2%，萃取分配比D≥19，锌一级反萃 只有58. 1%，三级反萃后可高达97%以上。萃取和反萃分相快，相界面清晰，无乳化或第三 相产生。实施例3 Zn-NH3- (NH4) 2S04_H20溶液，其中锌浓度为16. 680g · Λ氨和铵总浓度为 2. 13mol · L—1，氨浓度 0. 24mol · L—1，ρΗ = 9。用 60 % (体积比)2-乙酰基-3-氧代-二 硫代丁酸-十四烷基酯烷和36%磺化煤油及4% TBP混合组成有机相。在常温下，按相比 Α/0 = 2 1与水相进行一级萃取，萃取时间为5min;然后用硫酸进行反萃，按相比Α/0 = 1 1进行三级反萃，反萃时间为3min。锌一级萃取率均≥97%，最高达99. 12 %，萃取分 配比D≥32. 3，最高为112.6 ；三级反萃后可高达97%以上；萃取和反萃分相快，相界面清 晰，无乳化或第三相产生。三级循环萃取锌后，反萃水相中锌浓度可达46. SSg·!/1。
权利要求
一种从氨性溶液中萃取锌的方法，其特征在于，所采用的萃取剂是液态的2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，并与稀释剂和破乳剂组成有机相从氧化锌矿或氧化锌物料的氨性浸出液中萃取锌，萃取剂∶稀释剂∶破乳剂按40％～60％∶35％～60％∶0～5％的体积百分比之比例混合；用硫酸反萃取，锌得以分离与富集；萃取剂2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，结构式为式中，R为十二烷基酯～十八烷基酯。FDA0000023919490000011.tif
2.根据权利要求1所述的从氨性溶液中萃取锌的方法，其特征在于，氨性浸出液体系 为 Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O 体系，或 Zn-NH3-NH4Cl-H2O 体系，或 Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 体系。
3.根据权利要求1或2所述的从氨性溶液中萃取锌的方法，其特征在于，氨性浸出液的 PH值为8 11，氨和铵的总浓度为2 3mol/L，氨浓度为0. 11 1. >OOmol/L0
4.根据权利要求1所述的从氨性溶液中萃取锌的方法，其特征在于，用磺化煤油作稀 释剂，磷酸三丁酯作破乳剂。
5.2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯的应用，其特征在于，将液态的2-乙酰 基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯作为从氧化锌矿或氧化锌物料的氨性浸出液中萃取锌的萃 取剂；所述的2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯具有以下结构式 式中，R为十二烷基酯 十八烷基酯。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯 与稀释剂以及破乳剂组成有机相用于萃取Zn。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，有机相按萃取剂稀释剂破乳剂= 40% 60%: 35% 60%: 0 5%的体积百分比之比例混合。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，稀释剂为磺化煤油，破乳剂为磷酸三丁
全文摘要
本发明涉及一种萃取剂的应用及从氨性溶液中萃取锌的方法。采用新型高效萃取剂2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯与稀释剂磺化煤油以及破乳剂磷酸三丁酯(TBP)组成有机相，从氨性溶液中萃取Zn(II)，采用硫酸反萃，使氨性溶液中的锌分离富集，转化成硫酸锌溶液，并再生有机相。本发明合成的新型高效萃锌剂具有以下特点1)在较广的pH值范围内可从低浓度锌的氨性溶液中将锌提取富集，2)萃取速度快，分相快，不乳化、不出现第三相，可用硫酸作为反萃剂。总之，本发明可以高效、快速、清洁地分离富集氨性溶液中锌，全过程无废水、废渣和废气排放，是一种环境友好的锌萃取剂和萃锌方法。
文档编号C22B3/34GK101880770SQ20101024137
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者何静, 冯瑞姝, 唐朝波, 唐谟堂, 杨声海, 杨建广, 王小能, 王涛, 罗超, 金胜明, 陈永明, 鲁君乐, 黄玲 申请人:中南大学