[其他]自硫酸鹽溶液中萃取除鐵

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000736
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85100736B
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于淑秋;陳家鏞;安振濤;伍志春;胡潔雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院化工冶金研究所
• 代理公司: 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)科研所
• 代理人: 李世諒

本發(fā)明屬于濕法冶金和無(wú)機(jī)鹽制備領(lǐng)域，即提供一種新的萃取體系，用伯胺與長(zhǎng)鏈醇或中性磷（膦）以及惰性溶劑組成的協(xié)萃體系，在弱酸性水溶液中選擇性萃取除鐵，并用稀硫酸即可有效地反萃鐵，解決了反萃難的問(wèn)題。反萃劑用量比已有技術(shù)降低了十倍，為工業(yè)應(yīng)用提供了途徑。

本發(fā)明屬于濕法冶金及無(wú)機(jī)鹽制備領(lǐng)域，即研究一種新的萃取體系，有效地從礦石、精礦等的硫酸浸出液中除去雜質(zhì)鐵（Fe⁺³），負(fù)荷有機(jī)相中的鐵能用稀硫酸反萃。

濕法冶金和無(wú)機(jī)鹽工業(yè)等領(lǐng)域中，常采用硫酸分解礦石、精礦等原料，鐵作為雜質(zhì)，與有價(jià)金屬一同進(jìn)入溶液，如從傳統(tǒng)濕法煉鋅過(guò)程及高壓直接浸取硫化鋅精礦，硫酸分解軟錳礦，硫酸浸取含鈷鎳物料等浸液中，探索經(jīng)濟(jì)有效的除鐵方法，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，都是至關(guān)重要的。又如硫酸鋁是無(wú)機(jī)鹽一個(gè)基本品種，它在造紙、油漆、印染、凈水等方面有著廣泛用途，而硫酸鋁的質(zhì)量又取決于產(chǎn)品中含鐵量。如造高級(jí)紙張和特殊紙張要求硫酸鋁中鐵含量（Fe₂O₃計(jì)）≤0.02%，從硫酸鋁溶液中除鐵，是無(wú)機(jī)鹽工業(yè)中的一個(gè)重要課題。

除鐵方法大致可分為四類：（1）使鐵以Fe₂O₃·nH₂O形態(tài)從溶液中除去;（2）以無(wú)水氧化鐵的形態(tài)沉淀析出;（3）以復(fù)鹽或絡(luò)鹽形式從溶液中除去;（4）用離子交換或溶劑萃取法，從溶液中除去。前三種方法均產(chǎn)生固體渣，存在固液分離問(wèn)題，操作比較繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，金屬回收率不高，且固體渣因雜質(zhì)含量等原因，尚難應(yīng)用，造成堆放及二次污染等問(wèn)題。

隨著溶劑萃取技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)展用萃取法除鐵的理論和工藝研究受到重視。如美國(guó)礦務(wù)局自1967-1979年先后探索了用仲胺、酸性磷酸脂等從硫酸鋁溶液中除鐵;蘇聯(lián)、日本報(bào)導(dǎo)用D2EHPA（二（2-乙基己基）磷酸）、羧酸、羧酸鹽萃取法和離子交換法從硫酸鋁溶液中除鐵;我國(guó)山東淄博制酸廠與貴陽(yáng)鋁鎂研究設(shè)計(jì)院合作進(jìn)行低碳脂肪酸萃取除鐵試驗(yàn)，但除鐵效果不理想;Schultze L.E等用JMT從硫酸鋁中除鐵（見(jiàn)美國(guó)礦務(wù)局報(bào)告US.Bur.MinesRI8353）。科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)所研究用伯胺（N-1923或7101）從硫酸鋁溶液中除鐵，核工業(yè)部第五研究所亦研究用伯胺從硫酸鋁中除鐵并完成了擴(kuò)大試驗(yàn)。綜合文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，用萃取法除鐵比較容易實(shí)現(xiàn)，但如何將有機(jī)相中鐵有效地反萃，尚未找到合理途徑。伯胺萃鐵效果很好，但須用6-8N濃硫酸方能有效反萃鐵，在經(jīng)濟(jì)上是不會(huì)合理的，操作上亦不方便。

本發(fā)明目的是研究一種新的萃取體系，它不僅具有優(yōu)良的萃鐵性能，更重要的是使用稀硫酸便可有效地反萃鐵，解決“反萃難”問(wèn)題，以便為萃取法從硫酸介質(zhì)中除鐵的工業(yè)應(yīng)用提供有效途徑。

本發(fā)明使用伯胺與長(zhǎng)鏈醇或中性磷（膦）類給體試劑及惰性溶液組成的協(xié)萃體系，從pH值為1-2的硫酸介質(zhì)中選擇性萃鐵，所用伯胺為仲碳原子型的二烷基甲基胺，或叔碳原子型的三烷基甲基胺，結(jié)構(gòu)式簡(jiǎn)寫(xiě)分別為R₁R₂CHNH₂，R₁R₂R₃CNH₂，其中R₁R₂R₃基的碳原子數(shù)可以相同，也可以不同。碳鏈上可以附加其他基團(tuán)，總碳原子為12-25，如國(guó)產(chǎn)N-1923（中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)工廠生產(chǎn)1-壬基-癸胺為主的伯胺混合物）、7101（北京第五研究所生產(chǎn)1-辛基-壬胺為主的伯胺混合物）、美國(guó)產(chǎn)JMT等。所用長(zhǎng)鏈醇（C₇-C₁₅）包括仲碳醇類、正辛醇、癸醇。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)仲碳原子醇優(yōu)于直鏈醇類，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，使用工業(yè)試劑仲辛醇較合理;所用中性磷（膦）類，包括TBP、P₃₅₀（甲基膦酸二甲庚酯）、TRPO、TOPO，加入這些中性給體試劑，都可以提高鐵的萃取率，并顯著降低反萃劑硫酸用量。表1列出伯胺-中性磷（膦）類從硫酸鋁中除鐵的效果。

表1.伯胺-中性磷類從硫酸鋁中除鐵

（水相料液Fe（Ⅲ）2.21克/升，A 135克/升，pH1.57O/A＝1，5分鐘，13-14℃。有機(jī)相為5%7101-正辛烷）