[其他]酸性磷(膦 )酸酯萃鐵中相轉移反萃

在審

• 申請號: 101987000003273
• 申請日: 1987-07-02
• 公開（公告）號: CN1005409B
• 公開（公告）日: 1989-10-11
• 發明（設計）人: 于淑秋;陳家鏞
• 申請（專利權）人: 中國科學院化工冶金研究所
• 代理公司: 中國科學院化學科研所
• 代理人: 李世諒

本發明適用于從大量有價金屬料液中除鐵，如銅、鈷、鎳、鋁、鋅等浸出液中萃取除鐵，而反萃條件不苛刻，僅需用０．３－３Ｎ的硫酸即能反萃，比一般方法所需硫酸少５－７倍，具有廣泛的實用意義。

本發明屬于濕法冶金及無機鹽制備領域，通過加入一種特殊的有機添加劑，徹底改變了酸性磷（膦）類負鐵有機相反萃難的性質，從而為采用酸性磷酸酯從硫酸介質中萃取除鐵工藝提供了經濟可行的途徑。

除鐵是濕法冶金過程中重要工序之一，而萃取除鐵是近幾年非常活躍的研究領域。酸性磷（膦）類是國內外廣泛研究的除鐵萃取劑之一。這類萃取劑最大缺點是負鐵有機相反萃異常困難，特別是在高酸度下萃取時，有機相即使用10-12N硫酸反萃也仍是無效果。為使該萃鐵過程在實踐中采用，必須探索經濟有效的反萃手段。文獻中采用還原反萃法，如在反萃過程中通入SO₂氣體，使反萃液中的鐵Fe⁺³不斷被還原成Fe⁺²，以提高反萃效果，高溫水解反萃則是在180-200℃高溫下使有機相中的鐵水解產生鐵的氧化物沉淀（Hiroshi Majima，日本金屬學報BVol.16（1985），187-194;G.P.Demopoulos，Hydrometallurgy，No.12（1984），299-315;游賢責，成都科學技術大學學報No.1（1979），7;A.J.Monhemius，ISEC′80-91）。這些方法有操作繁雜，溶劑損失大及萃取劑降解損失等缺點，在工業中很難采用。

本發明目的是在不降低酸性磷（膦）類萃鐵能力前提下，通過加入另一種有機試劑，改變硫酸反萃的歷程，從而使反萃取硫酸用量降低5-7倍。本發明稱這種特殊的有機試劑為“相轉移劑”。在反萃過程中，相轉移劑必須具備下列條件：

1.在較低酸度（0.3-3N）下，它能夠萃取一定量無機酸;

2.與它結合的無機酸很容易從一相轉移給另一相。

經大量篩選試驗發現中性試劑中，只有堿性最強的三烷基氧化膦類符合上述條件，三烷基氧化膦分子結構為R′R″RP′″＝O：由于三個烷基具有排斥電子的作用，因此磷酰基上氧原子的電子云密度較高，即氧原子給體能力（或者稱為路易斯堿度）增強，它與無機酸分子中氫原子間發生了H-鍵締合，因而萃取無機鹽;但是因為H-鍵為一種弱鍵，所以容易遭到破壞，又重新釋出酸分子。

三烷基氧化膦分子中R′，R″，R′″可以相同，也可以不同，還可以附有其它取代基，例如三辛基、三戊基、三丁基均可。如果烷基碳原子數太小，由于水溶性大，就不適合作萃取劑了。

胺類的堿度比三烷基氧化膦還要強，故均可起相轉移作用，包括伯胺、叔胺及胺的氧化物。但胺類有時對萃取鐵產生不利影響。本發明只選擇那些對萃取基本不發生副作用同時對反萃取有利的有機試劑，作為反萃劑硫酸的相轉移劑。例如三烷基氧化膦類，以及伯胺類和叔胺類。這樣就可以在很寬的酸度范圍內萃鐵，并可用0.3-3N的硫酸反萃鐵。

本發明使用的酸性磷類包括二烷基磷酸類。它的代表為二-2-乙基磷酸（HDEHP，國內商品名稱P₂O₄）;烷基膦酸單烷基酯，它的代表為2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯（HEH[EHP]，國內商品名稱P₅O₇）;一烷基磷酸酯類，它的代表為十二碳至十八碳烷基磷酸（國內商品名稱P₅₃₈以及其它與上述三類萃取劑具有相同活性基團＞或，但疏水端結構有差異的其它酸性磷類，總分子量最好不低于250，這樣可以降低水溶性。

本發明發現，酸性磷（膦）類按不同歷程萃鐵，相轉移方向不同。

如按照陽離子交換歷程萃取Fe（Ⅲ），在反萃時相轉移劑是將水相中硫酸轉移給萃合物;但在高酸度下，按溶劑化歷程萃取鐵的絡合酸，H₂Fe·₂（SO₄）₄）或寫做Fe₂（SO₄）₃·H₂SO₄，相轉移劑是將絡合酸中的硫酸轉入水相，由于絡合酸分子遭到破壞而使鐵轉入水相。