1-3-4溶劑萃取

1、第一節(jié) 概述 第二節(jié) 化學(xué)凈化法 第三節(jié) 離子交換法 第四節(jié) 有機溶劑萃取法 一、 萃取法在鎢冶金中應(yīng)用的現(xiàn)狀 二、用萃取法從鎢酸鈉溶液制取鎢酸銨溶液 三、萃取法從鎢酸鈉溶液中除鉬 粗鎢酸鈉溶液凈化的各工藝流程比較 第三章 純化合物的制取 工業(yè)應(yīng)用主要是從純工業(yè)應(yīng)用主要是從純NaNa2 2WOWO4 4 (NH (NH4 4) )2 2WOWO4 4轉(zhuǎn)型，取代經(jīng)典工藝中人造白轉(zhuǎn)型，取代經(jīng)典工藝中人造白W W 沉淀沉淀 酸分解酸分解 氨溶。氨溶。 萃取法凈化鎢酸鈉溶液試驗取得進展，砷鉬共萃技術(shù)正要工業(yè)化萃取法凈化鎢酸鈉溶液試驗取得進展，砷鉬共萃技術(shù)正要工業(yè)化 堿性萃鎢除雜轉(zhuǎn)型技術(shù)已在實驗室獲得成

2、功堿性萃鎢除雜轉(zhuǎn)型技術(shù)已在實驗室獲得成功 鎢冶金用萃取劑及有機相組成鎢冶金用萃取劑及有機相組成 類別類別名稱名稱商品名商品名相應(yīng)國產(chǎn)品相應(yīng)國產(chǎn)品 分子式分子式用途用途 伯銨伯銨烷基甲銨烷基甲銨PrimeneJM-TPrimeneJM-T國產(chǎn)國產(chǎn)N1923 RNHN1923 RNH2 2萃鎢萃鎢 烷基甲基銨烷基甲基銨 仲銨仲銨N-N-十二烯十二烯Amine S-24Amine S-24 R R2 2NHNH2 2萃鉬萃鉬 叔銨叔銨三正辛銨三正辛銨TOATOA R R3 3NHNH萃鎢萃鎢 三烷基銨三烷基銨Alamine336Alamine336國產(chǎn)國產(chǎn)N235N235 季銨鹽季銨鹽 氯化三烷基氯

3、化三烷基Aliguat-336Aliguat-336國產(chǎn)國產(chǎn)N263 RN263 R4 4NClNCl萃鎢萃鎢 甲基銨甲基銨鎢鉬分離鎢鉬分離 中性中性磷酸三丁脂磷酸三丁脂TBPTBP (RO) (RO)3 3POPO萃鉬萃鉬 磷酸脂磷酸脂 酸性酸性二二-2-2-乙基乙基D2EHPAD2EHPA國產(chǎn)國產(chǎn)P204 (RO)P204 (RO)2 2POOHPOOH萃鉬萃鉬 磷酸脂磷酸脂 己基磷酸己基磷酸鎢鉬分離鎢鉬分離 表1-3-19 某些萃取劑萃鎢的性能 有關(guān)萃取基本概念：有關(guān)萃取基本概念： 溶劑萃?。喝軇┹腿。翰捎萌軇牟幌嗷ト艿娜芤褐邪涯撤N物質(zhì)提取出來的過采用溶劑從不相互溶的溶液中把某種物質(zhì)提

4、取出來的過 程程 相：相：體系內(nèi)具有相同物理性質(zhì)和化學(xué)成份的均勻部份體系內(nèi)具有相同物理性質(zhì)和化學(xué)成份的均勻部份 相比：相比：有機相與水相體積比：有機相與水相體積比：O/A 萃取劑：萃取劑：能與被萃物作用生成萃合物的有機溶劑能與被萃物作用生成萃合物的有機溶劑 稀釋劑：稀釋劑：能溶解萃取劑并可改善有機相物理性能的有機溶劑能溶解萃取劑并可改善有機相物理性能的有機溶劑 相調(diào)節(jié)劑：相調(diào)節(jié)劑：能增加萃取劑和萃合物在有機相中溶解度的溶劑能增加萃取劑和萃合物在有機相中溶解度的溶劑 萃合物：萃合物：被萃物與萃取劑反應(yīng)生成的化合物被萃物與萃取劑反應(yīng)生成的化合物 萃余液：萃余液：萃取后殘存的水相萃取后殘存的水相 反

5、萃劑：反萃劑：能破壞萃合物并使被萃物生成溶于水相物質(zhì)的試劑能破壞萃合物并使被萃物生成溶于水相物質(zhì)的試劑 反萃液：反萃液：反萃后的水相反萃后的水相 分配比：分配比：D=平衡有機相中被萃物濃度平衡有機相中被萃物濃度/平衡水相中被萃物濃度平衡水相中被萃物濃度 萃取率：萃取率：Q=有機相中被萃物的量有機相中被萃物的量/兩相中被萃物的總量兩相中被萃物的總量 有機組成 萃取劑：叔胺R3N N235, 三辛胺TOA、Alamine-336) 稀釋劑：磺化煤油 極性改進劑(改質(zhì)劑)：高碳醇（仲辛醇），TBP. 稀釋劑作用： 溶解萃取劑，改善有機相的物理性能 極性改質(zhì)劑的作用 增加萃取產(chǎn)物在有機物中的溶解能力,

6、防止三相的生成,提 高飽和容量。 工藝流程 圖1-3-14b 一、用萃取法從鎢酸鈉溶液制取鎢酸銨溶液 (1)鎢酸鈉溶液調(diào)pH 用H2SO4將溶液酸化至pH=2 4,鎢以偏鎢酸根HW6O215-， H2W12O406- ，W12O396- ，等形式存在 如采用硫化法沉淀除鉬（pH 24），則不需要另外調(diào)酸 (2)叔胺的酸化（轉(zhuǎn)化為胺鹽） 2R3N(Org) + H2SO4(ag) = (R3NH)2SO4(Org) 在高H2SO4濃度下 R3N(Org) + H2SO4(ag)=(R3NH)HSO4(Org (3)陰離子交換過程 1.萃取 鎢的萃取反應(yīng) 4(R3NH)HSO4(Org) +W12

7、O396-(aq) +2H+ (R3NH)4H2W12O39(org)+ 4HSO4- (aq) 3(R3NH)2SO4(Org) +H2W12O406-(aq) (R3NH)6H2W12O40(org)+ 3SO42- (aq) 5(R3NH)2SO4(Org)+2H2W12O406-(aq)+2H+2(R3NH)5H(H2W12O40)(org)+5SO42-(aq) 雜質(zhì)的行為 P,As,Si在pH=2.5 3時與鎢形成雜多酸P(W3O10)43-, As(W3O10)43-, Si(W3O10)44- 雜多酸易被叔胺萃取 萃合物密度大（1g/cm3）,粘度高，易沉于萃取器底部堵塞溢流口

8、 措施：事先除雜 加氟鹽以生成不被萃取的H2SiF6, HPF6等 (3)陰離子交換過程(pH=24) 有機相組成(v%): 叔胺5 10, 仲辛醇10 15, 其余磺化煤油 萃取劑酸化: 0.5mol/l H2SO4 料液: pH=3, WO30 100g/l 萃取率: 99.5% 萃余液: WO30.1g/l, H2SO4 15 20g/l （)工藝條件 反萃劑：反萃劑：3 34mol/L4mol/L的氨水的氨水 反萃反應(yīng)：反萃反應(yīng)： (R(R3 3NH)NH)4 4H H2 2W W12 12O O39(org)39(org)+24NH +24NH4 4OHOH4R4R3 3N N(or

9、g) (org)+12 +12(NH(NH4 4) )2 2WOWO4(aq) 4(aq) +15H +15H2 2O O 反萃終點反萃終點: : pH 7.5 pH 7.5 7.87.8 反萃可能出現(xiàn)的問題：反萃可能出現(xiàn)的問題：生成仲鎢酸銨，產(chǎn)生三相生成仲鎢酸銨，產(chǎn)生三相 防治措施：加大水相體積；加快攪拌；提高反萃劑氨防治措施：加大水相體積；加快攪拌；提高反萃劑氨 濃度。濃度。 萃取法的主要問題：萃取法的主要問題： 不能除雜：不能除雜：P P、AsAs、SiSi在在pH=2 pH=2 4 4時與時與W W形成雜多酸形成雜多酸 MoMo與與W W性質(zhì)相似，均可被萃取。性質(zhì)相似，均可被萃取。 2

10、.反萃 NaHS除鉬H2S產(chǎn)生勞動條件差 .Mo+6，W+6/H2O2/TBP體系 基本反應(yīng) 2MoO42- + 4H2O2 = Mo2O11(H2O)22- + 3H2O 3TBP + H+ + 4H2O = H3O(H2O)33TBP+ Mo2O11(H2O)22- +H3O(H2O)33TBP+ Mo2O11(H2O)22- H3O(H2O)33TBP 技術(shù)條件 加入H2O2量： H2O2 /（W+Mo）=1.52 pH0.5 2.0 Mo萃取率96 98% 二.萃取法從鎢酸鈉溶液中除鉬 在弱酸性介質(zhì)中，鉬的同多酸根發(fā)生部分解聚 Mo7O246- + 20H+ = 7MoO22+ + 1

11、0H2O 用D2EHPA (P204)可選擇性的萃取MoO22+ MoO22+ + 2HR = MoO2R22HR + 2H+ 萃取過程緩慢，用EDTA可加速鉬的同多酸根解聚，提高萃取速度 多級萃取結(jié)果：萃鉬9698%；萃鎢90% .Mo+6，W+6/EDTA/D2EHPA體系 BF1-3-14b BF1-3-15b BF1-3-16 粗鎢酸鈉溶液凈化工藝流程比較粗鎢酸鈉溶液凈化工藝流程比較 經(jīng)典化學(xué)凈化法：經(jīng)典化學(xué)凈化法： 工藝成熟，除雜徹底，產(chǎn)品質(zhì)量可靠工藝成熟，除雜徹底，產(chǎn)品質(zhì)量可靠 流程長，試劑消耗量大，成本高；鎢收率相對低；操作流程長，試劑消耗量大，成本高；鎢收率相對低；操作 環(huán)境差。環(huán)境差。 離子交換法：離子交換法： 除雜與轉(zhuǎn)型同時完成，除雜與轉(zhuǎn)型同時完成， 流程短，成本低，鎢收率高，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，流程短，成本低，鎢收率高，產(chǎn)品質(zhì)量可靠， 操作易掌握，操作環(huán)境好操作易掌握，操作環(huán)境好 不能除鉬，用水量大。不能除鉬，用水量大。 萃取法：萃取法： 比經(jīng)典法流程短，收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)能連續(xù)化。比經(jīng)典法流程短，收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)能連續(xù)化。 不