新型萃取剂从Zn（Ⅱ）-NH3配合物溶液中萃取锌工艺及理论研究

论文摘要

氨法浸出处理低品位氧化锌矿时,由于浸出液中锌离子浓度低,难以有效提取锌。本文根据合成的萃取剂“2-乙酰基-3-氧代-二硫代丁酸-十四烷基酯”可从氨性体系中高效萃取溶液中锌的特点,提出了“新型萃取剂从Zn（II）-NH3配合物体系中萃取锌工艺及理论研究”的课题。本文主要研究了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌的机理、动力学特性及工艺条件,得到了一些具有学术价值的结论,表明该技术具有一定的工业应用前景。论文研究了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌机理,测得该萃取剂萃锌的饱和容量为76.4mmol/dm3,确定萃合物结构及萃取反应式；研究发现该萃取剂中的p-双酮结构容易互变异构为烯醇式,其OH基中的H+可和金属离子互换生成配合物,从而可萃取锌。采用恒界面法对新型萃取剂萃取锌的动力学进行了研究。考查了搅拌速率、萃取剂浓度、温度、比界面积等对锌萃取速率的影响,证明了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌过程为混合控制过程,其反应的表观活化能为28.206kJ/mol,锌萃取速率方程为：研究了该新型萃取剂萃取锌的工艺,通过考查不同氨性体系、有机相组成、水相组成等因素对锌萃取的影响,得到了该新型萃取剂从氨性溶液中萃取锌的最佳工艺条件：有机相组成50%萃取剂+45%稀释剂260号溶剂油+5%改质剂TBP,相比V（A）/V（O）=2:1,温度298.15K,振荡时间5min,总氨浓度2mol/L,水相初始pH值为9。在此最优条件下,锌平均萃取率97%以上,分配比Dex高达112.6。并测定了该萃取反应的ΔHθ=6.09kJ/mol,萃取反应为吸热反应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 锌用途、产量及资源
• 1.1.1 锌用途、产量及消费量
• 1.1.2 锌资源
• 1.2 氧化锌矿处理方法
• 1.2.1 浮选法
• 1.2.2 火法冶金工艺处理
• 1.2.3 湿法冶金工艺
• 1.3 氨法浸出液中锌提取
• 1.3.1 氨法浸出液中提锌方法
• 1.3.2 氨性浸出液中萃取锌
• 1.4 拟从氨性溶液中萃取锌的研究思路
• 1.4.1 课题提出的背景
• 1.4.2 本课题的提出
• 1.4.3 萃取富集锌的研究内容及技术难点
• 第二章 实验方法
• 2.1 试验设备及试剂
• 2.2 新型萃取剂性质
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 试验流程
• 2.3.2 试验分析方法
• 2.3.3 实验方法
• 第三章 萃取机理研究
• 3.1 实验基本原理
• 3.2 饱和容量测定
• 3.3 斜率法确定萃取机理
• 3.4 负载有机相的FT-IR和UV图谱
• 3.5 本章小结
• 第四章 新型萃取剂萃取锌的动力学研究
• 4.1 萃取动力学基础理论
• 4.1.1 萃取动力学模型
• 4.1.2 恒界面池法建立动力学方程原理
• 4.2 锌萃取动力学实验结果与讨论
• 4.2.1 锌萃取初始速率测量方法
• 4.2.2 搅拌速度影响
• 4.2.3 比界面积影响
• 4.2.4 温度影响
• 4.2.5 水相锌浓度影响
• 4.2.6 萃取剂浓度影响
• 4.2.7 表观反应级数a和b测定
• a测定'>4.2.8 表观活化能E_a测定
• 4.3 萃取速率方程的建立
• 0测定'>4.3.1 常数k₀测定
• 4.3.2 建立萃取速率方程
• 4.4 本章小结
• 第五章 新型萃取剂萃取锌的工艺研究
• 5.1 萃取工艺研究基础理论
• 5.2 萃取体系选择
• 5.3 有机相组成研究
• 5.3.1 改质剂对萃取的影响
• 5.3.2 萃取剂对萃取的影响
• 5.4 水相组成影响
• 5.4.1 水相初始pH值影响
• 5.4.2 总氨浓度影响
• 5.4.3 水相锌浓度影响
• 5.5 萃取条件影响
• 5.5.1 振荡时间的影响
• 5.5.2 萃取温度影响
• 5.5.3 相比的影响
• 5.5.4 萃取平衡等温线
• 5.6 综合萃取试验
• 5.7 反萃取试验
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果