一种提高湿法冶金效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高湿法冶金效率的方法，该方法包括以下步骤：(1)制备PIM膜：PIM膜采用浇铸和溶剂挥发法制备，所述PIM膜以CTA(聚合物三醋酸纤维素)或聚氯乙烯(PVC)为基体(支撑骨架)；(2)锆铪溶剂萃取：利用Zr4+和Hf4+与SCN

【技术实现步骤摘要】
一种提高湿法冶金效率的方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金
，尤其涉及一种提高湿法冶金效率的方法。

技术介绍

[0002]鉴于目前工业上应用较成熟的锆铪萃取分离体系均存在一定缺陷，国内外科研工作者也尝试开发其他萃取分离体系，虽然有改进，但仍旧存在一定问题。如有机磷/膦酸类萃取剂是研究和应用最多、最广的一类萃取剂。有机磷/膦酸类萃取剂在HCl和HNO3体系下，优先萃取Zr，萃取过程中传质大，且锆铪分离系数小；H2SO4体系下，优先萃取Hf，但分离系数小。P204萃取能力强，反萃酸度高；Cyanex 272对Hf、Zr萃取能力弱。硫代膦酸类萃取剂Cyanex 301、Cyanex302的配位原子S电负性小，属于软配体，而Zr(IV)、Hf(IV)属于硬离子，理论上这类萃取剂不适于锆铪分离，分离锆铪性能不及有机磷/膦酸类萃取剂。羟肟酸类萃取剂LIX 63和LIX 84
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IC对锆铪萃取能力很弱，萃取容量小，反萃困难。羧酸类萃取剂Versatic acid 10对Zr、Hf萃取能力很弱，单独萃取分离锆铪的研究很少。季铵盐和胺类萃取剂优先萃取Zr，萃取过程中传质大；在HCl体系下萃取酸度高(7
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9M HCl)，试剂消耗量大，对设备腐蚀严重；H2SO4体系下分离系数小。
[0003]基于以上分析，现有分离Zr、Hf萃取体系或萃取剂水溶性大，产生高浓度含氨氮、SCN
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、CN
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和有机质的废水，环境污染大；或萃取酸度高，导致试剂消耗量大和对设备腐蚀性强；或萃取过程容易乳化，造成分相困难；或萃取容量小，效率低；或锆铪分离系数小，难以实现核级锆铪分离；或反萃困难；或萃取剂价格昂贵。虽然协同萃取体系一定程度上能够弥补单一萃取剂体系存在的不足，但在长期的萃取分离工业生产中很难维持混合萃取体系中各萃取剂之间的固定比例。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种提高湿法冶金效率的方法，其是一种锆铪萃取酸度低、分离系数大、萃取容量高、不易乳化、容易反萃、环境友好、结构简单易合成的新型绿色高效锆铪分离方法。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的具体方案为：
[0006]一种提高湿法冶金效率的方法，，该方法包括以下步骤：
[0007](1)制备PIM膜：PIM膜采用浇铸和溶剂挥发法制备，所述PIM膜以CTA(聚合物三醋酸纤维素)或聚氯乙烯(PVC)为基体(支撑骨架)；
[0008](2)锆铪溶剂萃取：利用Zr4+和Hf4+与SCN
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形成不同的配合物，二者在MIBK萃取剂中溶解度有较大的区别，铪在MIBK萃取剂中的溶解度要高于锆，被优先萃取进入有机相；
[0009](3)锆铪分离：而锆留在水相中，从而实现锆和铪的分离；再通过镁热还原法，就能得到核级的海绵锆和铪；
[0010](4)PIM膜与锆铪溶剂萃取相结合：PIM膜中传输是通过载体来实现的；在目标分离物质和载体之间形成络合物(萃合物)溶解在膜中，并通过膜的迁移促进目标物质锆铪的分
离。
[0011]更进一步地，所述PIM膜的制备步骤：
[0012](1)制备PIM膜的所有组分加入到溶剂中，磁力搅拌时间为2h；
[0013](2)随后将该溶液转移到一定直径的玻璃圆盘中采用缓慢溶剂挥发法制备相应的PIM膜；
[0014](3)该PIM膜采用Teflon铸刀法进行制备，将所有的PIM膜组分溶于THF中，在40℃下搅拌2h，随后室温搅拌1h，最后将该溶液转移到Teflon铸刀上制备相应的PIM膜。
[0015]更进一步地，载体负责在PIM膜/原料相界面处结合目标物质(分离物质)并将其输送穿过PIM。
[0016]更进一步地，通过合适的剥离试剂将分离物质反萃取到接收水溶液中，由此释放膜内载体，以便载体结合另一分离物质离子。
[0017]更进一步地，当接收相中的总分离物质浓度变得高于原料中的分离物质浓度时，分离物质跨膜的输送也能继续，这种输送过程称为便利输运。
[0018]更进一步地，所述锆铪的生成过程如下，萃取剂在PIM膜/物料相的界面处与含锆铪等重金属离子发生反应，生成金属离子
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萃取剂萃合物，这种萃合物穿越PIM膜相至PIM膜/反萃相界面，由反萃相中的反萃剂置换出金属离子至反萃相中；与此同时，萃取剂返回至PIM膜/物料相的界面传输下一个金属离子，目前聚合物包容膜最常见的应用就是输送金属离子，尤其是重金属离子。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]利用液膜对混合物中不同组分选择性渗透实现分离富集，同时结合萃取和反萃两道工序为一体，具有低能耗、低溶剂需求和低成本的优势，是一种节能、高效、快速的新型分离方法，适用于低浓度物质的分离富集。
具体实施方式
[0021]以下通过具体实施例进一步描述本专利技术，但本专利技术不仅仅限于以下实施例。在本专利技术的范围内或者在不脱离本专利技术的内容、精神和范围内，对本专利技术进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本专利技术的范围之内。
[0022]一种提高湿法冶金效率的方法，该方法包括以下步骤：
[0023](1)制备PIM膜：PIM膜采用浇铸和溶剂挥发法制备，所述PIM膜以CTA(聚合物三醋酸纤维素)或聚氯乙烯(PVC)为基体(支撑骨架)；
[0024](2)锆铪溶剂萃取：利用Zr4+和Hf4+与SCN
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形成不同的配合物，二者在MIBK萃取剂中溶解度有较大的区别，铪在MIBK萃取剂中的溶解度要高于锆，被优先萃取进入有机相；
[0025](3)锆铪分离：而锆留在水相中，从而实现锆和铪的分离；再通过镁热还原法，就能得到核级的海绵锆和铪；
[0026](4)PIM膜与锆铪溶剂萃取相结合：PIM膜中传输是通过载体来实现的；在目标分离物质和载体之间形成络合物(萃合物)溶解在膜中，并通过膜的迁移促进目标物质锆铪的分离。
[0027]所述PIM膜的制备步骤：
[0028](1)制备PIM膜的所有组分加入到溶剂中，磁力搅拌时间为2h；
[0029](2)随后将该溶液转移到一定直径的玻璃圆盘中采用缓慢溶剂挥发法制备相应的PIM膜；
[0030](3)该PIM膜采用Teflon铸刀法进行制备，将所有的PIM膜组分溶于THF中，在40℃下搅拌2h，随后室温搅拌1h，最后将该溶液转移到Teflon铸刀上制备相应的PIM膜。
[0031]载体负责在PIM膜/原料相界面处结合目标物质(分离物质)并将其输送穿过PIM。
[0032]通过合适的剥离试剂将分离物质反萃取到接收水溶液中，由此释放膜内载体，以便载体结合另一分离物质离子。
[0033]当接收相中的总分离物质浓度变得高于原料中的分离物质浓度时，分离物质跨膜的输送也能继续，这种输送过程称为便利输运。
[0034]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高湿法冶金效率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)制备PIM膜：PIM膜采用浇铸和溶剂挥发法制备，所述PIM膜以CTA(聚合物三醋酸纤维素)或聚氯乙烯(PVC)为基体(支撑骨架)；(2)锆铪溶剂萃取：利用Zr4+和Hf4+与SCN
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形成不同的配合物，二者在MIBK萃取剂中溶解度有较大的区别，铪在MIBK萃取剂中的溶解度要高于锆，被优先萃取进入有机相；(3)锆铪分离：而锆留在水相中，从而实现锆和铪的分离；再通过镁热还原法，就能得到核级的海绵锆和铪；(4)PIM膜与锆铪溶剂萃取相结合：PIM膜中传输是通过载体来实现的；在目标分离物质和载体之间形成络合物(萃合物)溶解在膜中，并通过膜的迁移促进目标物质锆铪的分离。2.根据权利要求1所述的一种提高湿法冶金效率的方法，其特征在于，所述PIM膜的制备步骤：(1)制备PIM膜的所有组分加入到溶剂中，磁力搅拌时间为2h；(2)随后将该溶液转移到一定直径的玻璃圆盘中采用缓慢溶剂挥发法制备相应的PIM膜；(3)该PIM膜采用Teflon铸刀法进行制备，将所有的PIM膜组分溶于THF中，在40℃下搅拌2h...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱山，胡江良，李松，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：