專利名稱：一種萃取劑的應用及從氨性溶液中萃取鋅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金技術領域，具體涉及一種萃取劑的應用及從氧化鋅礦或氧化鋅物 料的氨性浸出液中萃取鋅的方法。
背景技術：
目前，氧化鋅礦主要用硫酸浸出-萃取-電積工藝，但對于含鈣鎂堿性脈石高的 氧化鋅礦，用硫酸浸出工藝則存在選擇性差、酸耗大、液固分離困難和凈化除雜負擔重等技 術難題。因此，這類礦石只適宜采用氨性浸出，但從氨性溶液中電積鋅，只有氯化銨體系有 文獻報導，但尚未大規(guī)模工業(yè)應用，而硫酸銨體系和碳酸銨體系尚未見文獻報。硫酸鋅酸性 溶液中電積鋅是很成熟的，但要求鋅濃度高，由于氧化鋅原礦含鋅品位低，浸出液中鋅離子 濃度不能滿足酸性體系電積工藝的要求，而溶劑萃取是富集提高鋅離子濃度的有效手段之 一。故要實現(xiàn)氨法處理低品位氧化鋅礦技術，關鍵技術在于有效的實現(xiàn)從Zn2+-NH3配合物 溶液中提取鋅，進而轉換成電積工藝成熟的硫酸鋅酸性體系，并大幅提高鋅濃度，使之符合 電積要求。目前，關于從氨性溶液中萃取鋅的研究文獻報道極少，主要有Lix系列萃取劑，其 中Lix54為最佳鋅萃取劑，此萃取劑與美國K. S. Rao等研究的HostarexDK-16以及本發(fā)明 研發(fā)的新型萃取劑都具有β-雙酮結構，但Lix54和HostarexDK-16都存在缺點。Lix54萃 取鋅，當溶液的PH值為8. 5 9. 0，才有較高的鋅萃取率，且在Zn-NH3- (NH4) 2S04-H20體系中 鋅(II)的平衡分配比最高，D = 4. 5，而在Zn-NH3-NH4Cl-H2O體系和Zn-NH3-NH4HCO3-H2O體 系中，鋅(II)的萃取平衡分配比更小，分別為3.0和1.8 ；而Hostarex DK-16萃取鋅時，鋅 (II)的的分配比和萃取率最低，在PH > 8的溶液中一級萃取，萃取率最高只有54%，且有 機相的黏度大，分相速度慢，操作需要在45°C以上。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種針對鋅濃度低的氨性溶液(即氨性浸出液)用新型高效 萃取劑2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯的應用，及萃取分離富集鋅的方法。本發(fā)明 方法可在較廣的PH值范圍內從低鋅濃度(如Zn2+4 25g/L)的氨性溶液中將鋅快速高效 提取富集，而且萃取速度快，分相快，不乳化、不出現(xiàn)第三相。本發(fā)明的應用在于將液態(tài)的2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯用作萃取劑
從氧化鋅礦或氧化鋅物料的氨性浸出液中萃取鋅，結構式為 式中，R為十二烷基酯 十八烷基酯。上述R最優(yōu)選十二烷基酯、十四烷烷基酯或十六烷基酯。2-乙?；?3-氧代_ 二硫代丁酸烷基酯是一種粘度小的液態(tài)萃取劑，分子量為 345 429，密度為1200 1300Kg/m3，室溫下粘度小于5. 0Xl(T2pa · S。本發(fā)明的方法是以2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，與稀釋劑(優(yōu)選磺 化煤油)和破乳劑(優(yōu)選磷酸三丁酯(TBP))組成有機相從氧化鋅礦或氧化鋅物料的氨性 浸出液中萃取鋅，萃取劑稀釋劑破乳劑按40% 60% 35% 60% 0 5%的體積 百分比之比例混合；用硫酸反萃取，鋅得以分離與富集。水相可循環(huán)使用。本發(fā)明通過從低鋅濃度的氨性浸出液經過萃取和反萃，可以達到提取和富集鋅的 目的，并將鋅溶液體系由氨性體系轉換成電積工藝成熟的硫酸鋅酸性體系。氨性浸出液體系為Zn-NH3- (NH4) 2S04_H20 體系，或 Zn-NH3-NH4Cl-H2O 體系，或 Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 體系。萃取鋅的技術條件為氨性浸出液的pH值為8 11，氨和銨的總濃度為2 3mol/ L,氨濃度為 0. 11 1. OOmol/Lο用硫酸反萃取，反萃液循環(huán)使用直至溶液中的鋅富集到符合電積要求。反萃有機 相經再生后返回萃取，循環(huán)使用，而電積廢液補充硫酸后作為反萃劑。萃取全過程無廢水產 生，實現(xiàn)清潔生產。本發(fā)明可實現(xiàn)低品位氧化鋅礦、含鋅低的氧化鋅物料以及低鋅濃度的廢氨性溶液 的鋅資源的有效利用。本發(fā)明的萃鋅劑具有以下特點1)在較廣的PH值范圍內可從低濃度鋅的氨性溶 液中將鋅提取富集，2).萃取速度快，分相快，不乳化、不出現(xiàn)第三相，可用硫酸作為反萃劑。 總之，本發(fā)明可以高效、快速、清潔地分離富集氨性溶液中鋅，全過程無廢水、廢渣和廢氣排 放，是一種環(huán)境友好的鋅萃取劑和萃鋅方法。
具體實施例方式以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。實施例1 (1)氨性含鋅水溶液中氨和銨的總濃度為2. OOmol ·Ι^，氨濃度0. Ilmol ·Ι^，ρΗ = 8 ；其含鋅分別為① Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 溶液中鋅濃度為 6. 03g · L—1 ；② Zn-NH3-NH4Cl-H2O 溶液中鋅濃度為6. 18g · Γ1 ；③Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液中鋅濃度為5. 95g · Γ1。(2)萃取劑組成40% (體積比)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混合組成有機相(3)萃取與反萃取操作條件在常溫下，按相比A/0 =1 1將(1)中氨性含鋅水 溶液分別與(2)中的萃取劑進行一級萃取，萃取時間為5min;然后用硫酸反萃含鋅的萃取 有機相，按相比A/0=1 1進行三級反萃，反萃時間為3min。(4)萃取和反萃結果萃取和反萃分相快，無乳化或第三相產生，相界面清晰； Zn-NH3-NH4HCO3-H2O溶液，鋅萃取率為90. 63%，分配比D = 9. 7，三級反萃率接近98 % ； Zn-NH3-NH4Cl-H2O溶液，鋅萃取率為91. 05%，萃取分配比D = 10. 2，鋅三級反萃率達97 % 以上；Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液，鋅萃取率高達92. 47%，分配比D = 12. 3，鋅三級反萃率達97%以上。實施例2 Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O溶液，其中鋅濃度為11. 20g · Λ氨和銨總濃度為3mol .L—1， 氨濃度1. OOmol .LipH = 11。用50% (體積比)2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸-十六 烷基酯烷和50%磺化煤油組成有機相。在常溫下，按相比A/0 = 2 1與水相進行一級萃 取，萃取時間為5min;硫酸反萃含鋅的萃取有機相，按相比A/0= 1 1進行三級反萃，反 萃時間為3min。鋅一級萃取率≥95%，最高達98. 2%，萃取分配比D≥19，鋅一級反萃 只有58. 1%，三級反萃后可高達97%以上。萃取和反萃分相快，相界面清晰，無乳化或第三 相產生。實施例3 Zn-NH3- (NH4) 2S04_H20溶液，其中鋅濃度為16. 680g · Λ氨和銨總濃度為 2. 13mol · L—1，氨濃度 0. 24mol · L—1，ρΗ = 9。用 60 % (體積比)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混合組成有機相。在常溫下，按相比 Α/0 = 2 1與水相進行一級萃取，萃取時間為5min;然后用硫酸進行反萃，按相比Α/0 = 1 1進行三級反萃，反萃時間為3min。鋅一級萃取率均≥97%，最高達99. 12 %，萃取分 配比D≥32. 3，最高為112.6 ；三級反萃后可高達97%以上；萃取和反萃分相快，相界面清 晰，無乳化或第三相產生。三級循環(huán)萃取鋅后，反萃水相中鋅濃度可達46. SSg·!/1。
權利要求
一種從氨性溶液中萃取鋅的方法，其特征在于，所采用的萃取劑是液態(tài)的2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，并與稀釋劑和破乳劑組成有機相從氧化鋅礦或氧化鋅物料的氨性浸出液中萃取鋅，萃取劑∶稀釋劑∶破乳劑按40％～60％∶35％～60％∶0～5％的體積百分比之比例混合；用硫酸反萃取，鋅得以分離與富集；萃取劑2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯，結構式為式中，R為十二烷基酯～十八烷基酯。FDA0000023919490000011.tif
2.根據(jù)權利要求1所述的從氨性溶液中萃取鋅的方法，其特征在于，氨性浸出液體系 為 Zn-NH3-(NH4)2SO4-H2O 體系，或 Zn-NH3-NH4Cl-H2O 體系，或 Zn-NH3-NH4HCO3-H2O 體系。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的從氨性溶液中萃取鋅的方法，其特征在于，氨性浸出液的 PH值為8 11，氨和銨的總濃度為2 3mol/L，氨濃度為0. 11 1. >OOmol/L0
4.根據(jù)權利要求1所述的從氨性溶液中萃取鋅的方法，其特征在于，用磺化煤油作稀 釋劑，磷酸三丁酯作破乳劑。
5.2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯的應用，其特征在于，將液態(tài)的2-乙酰 基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯作為從氧化鋅礦或氧化鋅物料的氨性浸出液中萃取鋅的萃 取劑；所述的2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯具有以下結構式 式中，R為十二烷基酯 十八烷基酯。
6.根據(jù)權利要求5所述的應用，其特征在于，2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸烷基酯 與稀釋劑以及破乳劑組成有機相用于萃取Zn。
7.根據(jù)權利要求6所述的應用，其特征在于，有機相按萃取劑稀釋劑破乳劑= 40% 60%: 35% 60%: 0 5%的體積百分比之比例混合。
8.根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于，稀釋劑為磺化煤油，破乳劑為磷酸三丁
全文摘要
本發(fā)明涉及一種萃取劑的應用及從氨性溶液中萃取鋅的方法。采用新型高效萃取劑2-乙?；?3-氧代-二硫代丁酸烷基酯與稀釋劑磺化煤油以及破乳劑磷酸三丁酯(TBP)組成有機相，從氨性溶液中萃取Zn(II)，采用硫酸反萃，使氨性溶液中的鋅分離富集，轉化成硫酸鋅溶液，并再生有機相。本發(fā)明合成的新型高效萃鋅劑具有以下特點1)在較廣的pH值范圍內可從低濃度鋅的氨性溶液中將鋅提取富集，2)萃取速度快，分相快，不乳化、不出現(xiàn)第三相，可用硫酸作為反萃劑?？傊景l(fā)明可以高效、快速、清潔地分離富集氨性溶液中鋅，全過程無廢水、廢渣和廢氣排放，是一種環(huán)境友好的鋅萃取劑和萃鋅方法。
文檔編號C22B3/34GK101880770SQ20101024137
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權日2010年7月30日
發(fā)明者何靜, 馮瑞姝, 唐朝波, 唐謨堂, 楊聲海, 楊建廣, 王小能, 王濤, 羅超, 金勝明, 陳永明, 魯君樂, 黃玲 申請人:中南大學