一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法。浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置。将溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，将料液导入浮游萃取装置内进行微纳米气泡浮选和有机相萃取，萃取有机相进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。该系统用于稀贵金属分离时，具有操作简单、药剂消耗少、分离效率高、浮萃药剂及有机溶剂全流程循环利用等明显优势，具有很好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法
本专利技术涉及一种稀贵金属的分离方法，特别涉及一种基于浮游萃取系统从溶液体系中分离稀贵金属的方法，属于冶金分离

技术介绍
稀贵金属具有优良的导电性、延展性、耐热耐腐蚀等独特性能，在化工冶金、集成电路、航空航天、国防军工等诸多领域内发挥着不可替代的关键作用。我国稀贵金属资源储量有限，主要以伴生金属稀散分布于大宗金属矿中，且大多性质相近的稀贵金属以类质同象形式相互替代，从而对其深度分离造成巨大困难。目前，稀贵金属分离主要采用焙烧、酸浸、碱浸等技术手段将其转化成溶解态至液相中，再通过传统的化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等单元操作分离纯化。针对溶解态稀贵金属的深度分离难题，国内外学者进行大量研究并开发出一系列分离方法。中国专利(CN103397186A)公开了一种从电子废弃物中回收稀贵金属的再生方法及工艺，具体是采用强酸浸出-液膜分步萃取工艺，对电子废弃物中金、银、铂、钯、铑等稀贵金属进行分步回收，但效果并不理想。中国专利(CN108251656A)公开了一种提取电子废料铜阳极泥中金、铂和钯的方法，通过氯化氧化浸出、萃取与离子交换相结合，对电子废料铜阳极泥中金、铂和钯进行分步纯化分离，操作非常复杂，且难以实现金、铂和钯的深度分离。中国专利(CN101230420A)公开了一种萃取分离稀土元素的混合萃取方法及萃取剂，具体是采用一种具有协同效应的混合萃取剂(季铵盐萃取剂和酸性萃取剂组成)，对稀土元素进行萃取分离，用水或稀酸对有机相进行反萃，初步实现了稀土元素分离。中国专利(CN103320612A)公开了一种复合胺-羟肟萃取剂萃取含钨钼酸盐溶液的钨钼分离方法，该复合萃取剂通过萃取-反萃过程，可以分离钼酸钠溶液中的钨，但分离因子较低，难以实现钨钼深度分离。综上所述，传统稀贵金属分离方法主要以溶剂萃取为主，且存在选择性差、操作流程复杂、难以实现深度分离等不足。因此，开发一种基于浮游萃取系统并采用该系统分离稀贵金属的方法具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术中溶剂萃取方法在分离稀贵金属过程中存在的技术难题，本专利技术的目的在于提供一种基于浮游萃取系统并通过浮游萃取方法实现溶解态稀贵金属溶液中稀贵金属分离的方法，该方法利用浮游萃取系统耦合矿物加工过程中的泡沫浮选与湿法冶金过程中的溶剂萃取过程，兼具泡沫浮选与溶剂萃取的双重优势，其特征是在液液萃取平衡的基础上引入单向气泡传质或在离子浮选的基础上耦合溶剂萃取过程，相比常见的离子/沉淀浮选或溶剂萃取大大提高了过程分离效率，具有操作简单、药剂消耗少、分离效率高等明显优势，克服了传统分离方法处理溶解态稀贵金属离子存在分离效率低、操作流程冗长等不足，具有很好的工业应用前景。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，所述浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置；所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段，上段为萃取富集段；所述浮选分离段的上部设有料液入口，料液入口与混合搅拌装置连接；所述浮选分离段的下部设有浮游萃取余液出口，所述浮选分离段的底部设有气体入口，气体入口与气体输送装置连接；所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口和萃取有机相出口，有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接；所述萃取富集段的顶部设有气体出口；利用浮游萃取系统从溶解态稀贵金属溶液中分离稀贵金属的过程为：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，所述料液导入浮游萃取装置进入浮选分离段上部，同时，气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入空气，空气形成微纳米气泡与料液逆流接触，微纳米气泡、目标金属离子与浮萃药剂形成微液滴，微液滴上浮至萃取富集段被有机溶剂萃取形成萃取有机相，萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。本专利技术技术方案对溶解态稀贵金属溶液中目标稀贵金属的提取过程关键在于实现了微泡浮选与溶剂萃取过程的耦合，在液液萃取平衡的基础上引入单向气泡传质或在离子浮选的基础上耦合溶剂萃取过程，大大强化了目标稀贵金属的分离效率。将溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂充分搅拌反应，形成电中性，且稳定性和疏水性较强的稀贵金属离子-浮萃药剂配合物，因此可以利用泡沫浮选的原理在浮选分离段粘附在微纳米气泡表面，形成微纳米气泡-金属离子-浮萃药剂微液滴，微液滴在微纳米气泡作用下上浮，在萃取富集段采用有机溶剂来对微液滴进行溶解富集，降低了浮选过程中稀贵金属离子-浮萃药剂配合物的轴向返混，大大强化微纳米气泡-金属离子-浮萃药剂微液滴的分离效率。本专利技术的浮游萃取系统中混合搅拌装置包括搅拌驱动器、搅拌轴和搅拌槽；所述搅拌槽的顶部设有溶解态稀贵金属溶液进口和浮萃药剂进口；所述搅拌槽的中央位置设有搅拌轴，搅拌轴与搅拌槽顶部的搅拌驱动器连接；所述搅拌槽下部设有料液出口。搅拌驱动器为搅拌轴提供动力，以实现将进入搅拌槽内的溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂充分搅拌混合。作为优选，所述搅拌轴上固定设置多根搅拌棒，搅拌棒的长度为搅拌槽半径的1/3～3/4。搅拌棒的数量不受限制，其长度最好是搅拌槽半径的2/3。作为一个优选的方案，所述浮选分离段的底部设有气泡发生器。气泡发生器为G4玻璃砂芯，起到气体均布和产生气泡的作用。气泡直径为0.1～10μm。作为一个优选的方案，所述浮选分离段的内部侧壁上设有多层筛板。筛板主要用于强化气液接触效果，筛板上的微孔可以供气体通过，而筛板之间形成的迂回液体通道供料液通过，使得气体与液体之间形成多次接触，延长了气液接触时间，增加了气液碰撞效率，强化了浮游萃取效果。作为优选，所述筛板垂直于塔式分离柱中心轴线设置；所述筛板共分为两组，两组筛板分别设置在浮选分离段内部相对映的两侧壁上，且两组筛板之间交替相间排列，任意相邻两层筛板之间等距平行排列；所述筛板表面设有供气体通过的微孔，筛板面积小于塔式分离柱截面积，在筛板与筛板之间形成迂回液体通道。筛板的形状与塔式分离柱截面形状相似，只是稍小于塔式分离柱截面，为料液留下通道，而通过在塔式分离柱相对的侧壁上交替相间设置筛板，可以形成迂回形料液通道。本专利技术通过在浮游分离段设计的筛板，延长了微纳米气泡与稀贵金属离子以及浮萃药剂之间的接触时间，增大微纳米气泡与稀贵金属离子以及浮萃药剂之间的碰撞、粘附效率，能够显著降低浮游分离段柱体的高度，大大强化气浮选效率。作为一个优选的方案，所述萃取富集段设置有溢流槽，溢流槽用于浮选泡沫的聚集，以及起到引流作用，便于富含稀贵金属的萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置内，溢流槽设置使浮游萃取效果达到最佳。作为一个优选的方案，所述反萃及药剂循环再生装置包括反萃混合器、混合澄清槽和蒸馏釜；所述反萃混合器内部设有搅拌器；所述反萃混合器设置在混合澄清槽内部，所述蒸馏釜与混合澄清槽连接。蒸馏釜设置在混合澄清槽底部，蒸馏釜与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：/n所述浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置；所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段，上段为萃取富集段；所述浮选分离段的上部设有料液入口，料液入口与混合搅拌装置连接；所述浮选分离段的下部设有浮游萃取余液出口，所述浮选分离段的底部设有气体入口，气体入口与气体输送装置连接；所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口和萃取有机相出口，有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接；所述萃取富集段的顶部设有气体出口；/n利用浮游萃取系统从溶解态稀贵金属溶液中分离稀贵金属的过程为：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，所述料液导入浮游萃取装置进入浮选分离段上部，同时，气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入压缩空气，压缩空气形成的微纳米气泡与料液逆流接触，微纳米气泡、目标金属离子与浮萃药剂形成微液滴，微液滴上浮至萃取富集段被有机溶剂萃取形成萃取有机相，萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：
所述浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置；所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段，上段为萃取富集段；所述浮选分离段的上部设有料液入口，料液入口与混合搅拌装置连接；所述浮选分离段的下部设有浮游萃取余液出口，所述浮选分离段的底部设有气体入口，气体入口与气体输送装置连接；所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口和萃取有机相出口，有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接；所述萃取富集段的顶部设有气体出口；
利用浮游萃取系统从溶解态稀贵金属溶液中分离稀贵金属的过程为：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，所述料液导入浮游萃取装置进入浮选分离段上部，同时，气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入压缩空气，压缩空气形成的微纳米气泡与料液逆流接触，微纳米气泡、目标金属离子与浮萃药剂形成微液滴，微液滴上浮至萃取富集段被有机溶剂萃取形成萃取有机相，萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。


2.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述浮选分离段的内部侧壁上设有多层筛板；所述筛板垂直于塔式分离柱中心轴线设置；所述筛板共分为两组，两组筛板分别设置在浮选分离段内部相对映的两侧壁上，且两组筛板之间交替相间排列，任意相邻两层筛板之间等距平行排列；所述筛板表面设有供气体通过的微孔，筛板面积小于塔式分离柱截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩桂洪，黄艳芳，刘兵兵，苏胜鹏，杨淑珍，王文娟，王益壮，薛毓斌，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41