金屬萃取劑是濕法冶金的核心化學(xué)反應(yīng)助劑,可廣泛應(yīng)用于銅、鈷、鎳、鋰等各類金屬的萃取提純,全球產(chǎn)量大五種金屬中只有銅主要生產(chǎn)路線是用濕法冶金萃取得到,因此銅萃取劑是使用量大、運用廣泛的金屬萃取劑,其余鈷、鎳、鋰等金屬則是新能源電池主要金屬成分。
銅萃取劑消費量
2021年精銅消費量約為2482萬噸,預(yù)計2030年銅需求量將增至3990萬噸,預(yù)測期間CAGR為5.41%,由CAGR算出預(yù)測區(qū)間每年精銅消費量情況。再根據(jù)近年濕法冶銅占比,對濕法銅占比的變化趨勢做出悲觀、中性、樂觀三種假設(shè),后,據(jù)統(tǒng)計,生產(chǎn)單噸濕法銅平均消耗4kg銅萃取劑,測算出三種假設(shè)下銅萃取劑的消費量情況,2030年全球銅萃取劑市場需求量將達到2.55/3.03/3.51萬噸。
在濕法冶金中,萃取法常用于從水溶液中提取有價金屬或作為溶液凈化的一種手段。與其他分離法如沉淀法、離子交換法相比,萃取法具有提取和分離、試劑消耗少、回收率高、生產(chǎn)能力大、設(shè)備簡單、易實現(xiàn)自動化和連續(xù)化等優(yōu)點,近年來在濕法冶金、石油化工、環(huán)境保護等部門中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
作為一種分離技術(shù),萃取的工藝流程是由萃取、洗滌、反萃取三個基本步驟構(gòu)成一個完整的萃取循環(huán)過程。當有機相和水相充分接觸時,水相中的某些金屬便會選擇性的轉(zhuǎn)移到有機相,金屬的這種轉(zhuǎn)移過程稱作萃取。萃取達到平衡經(jīng)靜置分層后,這時的水相稱為萃余液,而含有某種或某些金屬的有機相稱為負載有機相。負載有機相經(jīng)反萃取使某種被萃入有機相的金屬轉(zhuǎn)入水溶液。然后從這種反萃取液中回收其他金屬,從而達到金屬的分離或富集的目的。反萃后不含或少含金屬的有機相稱為再生有機相,返回萃取用。有時在反萃取之前要用洗滌劑從負載有機相中洗去某種金屬或雜質(zhì)。在萃取流程操作中實現(xiàn):(1)使水相與有機相進行充分接觸;(2)使有機相與水相分離;(3)負載有機相進行反萃取,再生有機相循環(huán)使用。
萃取操作
一、調(diào)節(jié)料液pH。比如在鈷鎳冶金中,一般料液調(diào)節(jié)pH3.4-4.0.
二、萃取劑的配置,按萃取劑與有機溶劑V/V一定比例,來配置萃取劑。比如P204萃取劑,一般P204萃取劑與磺化煤油有機溶劑V/V=4:1來配置萃取劑。
三、皂化,主要對于酸性萃取劑。就是一定萃取劑與堿反應(yīng)。主要的目的是穩(wěn)定料液的pH、增強萃取劑萃取能力。
四、萃取金屬離子。工業(yè)一般應(yīng)用逆流萃取工藝。就是有機與水相按相反的方向流動。一般都會有萃取級數(shù)。這樣可以萃取的效率。
五、洗滌,這主要是從除雜方面考慮,把萃取順序在后的雜質(zhì)金屬離子洗滌到水相,有機金屬離子的純度。
六、水洗,主要考慮萃取分相夾帶的問題。
七、反萃。用一定的酸把金屬從有機中再次反萃到水相。
萃取是指從固體或液體混合物中提取出所需要的化合物。萃取一般分固液萃取和液液萃取兩種方式,固液萃取也叫浸取,是用溶劑分離固體混合物中的組分,如用水浸取甜菜中的糖類,用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量都屬于固液萃取。液液萃取又稱溶劑萃取,也叫抽提,是利用物質(zhì)在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)不同,使溶質(zhì)物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法。
所屬分類:石油產(chǎn)品/石油化工基礎(chǔ)原料
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