从高酸度溶液中萃取钼及回收酸的研究
钼是一种重要的战略金属。目前针对溶液中钼回收的研究主要集中在低酸度或碱性条件下进行萃取和离子交换,高酸度溶液中钼的回收鲜有报道。针对一些含钼的高浓度酸溶液,采用现有的回收方法,溶液中的游离酸不仅不能循环使用,还需要消耗大量的碱来调节酸度。本文主要以镍钼矿的高酸度浸出液为料液,首次提出用萃取剂HBL101(一种羟肟类螯合萃取剂)直接从含钼的高浓度酸溶液中萃取提取钼的新工艺。 实验主要研究了镍钼矿酸浸出液(萃取原料液)的制备,高酸度溶液中钼的直接萃取以及萃余液中酸的回收。 实验表明镍钼矿在最佳条件下浸出,钼的浸出率接近100%,镍的浸出率约为90%。浸出的最佳工艺条件为：酸度c(H+)=8mol/L, n(HCl:H2SO4)=3:2,氯酸钠用量为矿量的4%,温度90℃,浸出时间2h,液固比4：1。 实验表明,HBL101可以从上述镍钼矿的高浓度酸(盐酸和硫酸的混酸体系)浸出液(H+3.96mol/L)中直接萃取钼。在最优条件下：即有机相组成为10%HBL101+5%TBP+煤油、相比O/A=1.5/1、混合时间5min、温度30℃、振荡频率200r/min,钼的单级萃取率达97%以上；在该酸度条件下萃取剂HBL101对钼具有较好的选择性,基本不萃取镍、铁、钙、镁、磷、砷、铝等杂质。负载有机相经纯水洗涤后用6mol/L的氨水反萃,在时间20min、温度30℃、相比O/A=4/1的条件下,钼的单级反萃率为91.89%。 本研究通过等相比法测定了10%HBL101+5%TBP+煤油的萃钼饱和容量,其萃钼饱和容量为12.09g/L。绘制了该萃取剂的萃取等温线。经过两级逆流萃取和三级逆流反萃,钼的萃取率和反萃率分别为99.37%、99.90%,反萃液中钼的浓度为33g/L。为了提高反萃液中钼的浓度,实验进行了回流反萃,2次回流和4次回流反萃后,反萃液中钼的浓度分别提高到143.67、227.28g/L。整个萃取-回流反萃过程镍、铁、钙、镁、铜、锌的除杂率达100%,磷、砷、铝的除杂率均在99%以上,硅的除杂率在50%左右。 本研究还采用10%HBL101+5%TBP+85%煤油对白钨矿盐酸浸出液(H+7.3mol/L)进行了验证性实验,实验结果表明在相比O/A=1.5/1,时间5mmin,温度25～30℃条件下,钼的单级萃取率为91.97%,P和Ca未被萃取,Si的萃取率约为3.24%。实验证明,HBL101在单一的高浓度硫酸体系或硫酸体系下对钼均具有较好的萃取效果。 采用饱和容量法研究了萃取剂HBL101在高酸度溶液中的萃钼机理为： 对镍钼矿浸出液萃取后的萃余液进行了扩散渗析回收酸的研究,通过循环扩散渗析实验对A膜(国产阴离子交换膜)和B膜(日产阴离子交换膜)进行了比较,实验发现A膜比B膜一迁移速度快,镍离子截留率高,但透水量也更大；实验选择A膜进行了一次通过式回收酸研究,结果表明,在料液流速为90ml/L,水料流量比为1：1时,酸的回收率达到53%左右,铜、铁、镁的截留率均在92%以上,镍的截留率更是在96%以上,渗析液中的H+达到2.15mo1/L,可返回浸出,这也意味着进入渗析液侧的镍并没有绝对损失。 采用HBL101直接从含钼的高酸度溶液中萃取钼具有工艺流程短、选择性高和钼回收率高等优点,避免了其他工艺中酸度的调节,同时萃余液中的酸还可以循环使用。该工艺为高酸度条件下回收钼提供了一种新的思路。
