第四章漫出液中金属的 提取
第四章 浸出液中金属的 提取
第四章浸出液中金属的提取 1铀的提取 11离子交换树脂 12清液吸附:固定吸附;连续逆流吸附 1.3萃取 2铜、金、银的提取 21置换沉淀法回收铜 22吸附法回收金 23电解沉积法
第四章 浸出液中金属的提取 ▪ 1 铀的提取 ▪ 1.1 离子交换树脂 ▪ 1.2 清液吸附：固定床吸附；连续逆流吸附 ▪ 1.3 萃取 ▪ 2 铜、金、银的提取 ▪ 2.1 置换沉淀法回收铜 ▪ 2.2 吸附法回收金 ▪ 2.3 电解沉积法
概述 在溶浸采矿中,经过浸出,矿石中的有用组分 进入浸出液中,有用组分的含量均较低。通常,铀 量为每升 克,高的也不过几克;铜 的含量为每升几克到十几克,高的也只有几十克, 杂质的含量却较高,如游离的硫酸及铁、磷、、 铝、锰、钒、钙、镁、硅、钼等。此外,还有泥质, 羟类有机质等。 浸出液中有用组分的提取,其实质是创造条件 使溶液中各种离子不稳定,通过一定的工艺手段 使有用组分和混在一起的有害杂质分开,并予以清 除。这些手段包括加人某种试剂,铁、锌等置换 离子交换树脂吸附,活性炭吸附,溶剂萃取或者对 电极施加电压通以电流等。这些手段随浸出液的性 质不同而分别采用
概述 ▪ 在溶浸采矿中，经过浸出，矿石中的有用组分 进入浸出液中，有用组分的含量均较低。通常，铀 的含量为每升十到几百毫克，高的也不过几克；铜 的含量为每升几克到十几克，高的也只有几十克， 而杂质的含量却较高，如游离的硫酸及铁、磷、、 铝、锰、钒、钙、镁、硅、钼等。此外，还有泥质， 羟类有机质等。 ▪ 浸出液中有用组分的提取，其实质是创造条件 使溶液中各种离子不稳定，通过一定的工艺手段， 使有用组分和混在一起的有害杂质分开，并予以清 除。这些手段包括加人某种试剂，铁、锌等置换， 离子交换树脂吸附，活性炭吸附，溶剂萃取或者对 电极施加电压通以电流等。这些手段随浸出液的性 质不同而分别采用
1铀的提取 从铀的浸出液中提取铀的方法有化学沉 淀法、离子交换法和有机溶剂萃取法。化学 沉淀法存在生产工序多,工艺复杂,生产效 率低,化学试剂和材料消耗量大,回收率低 及化学浓缩物中铀含量不高(一般20%~40 %)等缺点,目前除处理碱浸液尚有应用外, 工业生产中已被离子交换法和有机溶剂萃取 法所代替,这两种方法技术是经济而有效的, 并成为标准工艺
1 铀的提取 ▪ 从铀的浸出液中提取铀的方法有化学沉 淀法、离子交换法和有机溶剂萃取法。化学 沉淀法存在生产工序多，工艺复杂，生产效 率低，化学试剂和材料消耗量大，回收率低 及化学浓缩物中铀含量不高(一般20％～40 ％)等缺点，目前除处理碱浸液尚有应用外， 工业生产中已被离子交换法和有机溶剂萃取 法所代替，这两种方法技术是经济而有效的， 并成为标准工艺
离子交换法 离子交换法,又称树脂吸附法。它是浸 出液中某种离子与固体离子交换剂(树脂)可 交换离子之间的化学置换过程。它的优点: ①选择性好,能获得纯度较高的铀化学浓缩 物 ②既能从清液中提取铀,也可从矿浆中提取 铀,这很适用于溶浸采铀法的吸附; ③离子交换树脂能反复使用 ④化学试剂和材料消耗量 ⑤吸附尾液可返回使用
▪ 离子交换法 ▪ 离子交换法，又称树脂吸附法。它是浸 出液中某种离子与固体离子交换剂(树脂)可 交换离子之间的化学置换过程。它的优点： ①选择性好，能获得纯度较高的铀化学浓缩 物； ▪ ②既能从清液中提取铀，也可从矿浆中提取 铀，这很适用于溶浸采铀法的吸附； ▪ ③离子交换树脂能反复使用； ▪ ④化学试剂和材料消耗量少； ▪ ⑤吸附尾液可返回使用
有机溶剂萃取法 有机溶剂萃取法,简称萃取法。它是用一 种与水不相混溶的有机溶剂与含铀的浸出液 相互接触,将浸出液中的铀提取到有机溶剂 中,与浸出液中的杂质分开,以达到提取和 纯化铀的目的。 萃取法与离子交换法一样,对铀的选择性 能好,同时对铀的萃取速度,容量和纯度( 定条件下)方面超过树脂吸附法,但只适用于 清液、富液和杂质含量低的浸出液
有机溶剂萃取法 ▪ 有机溶剂萃取法，简称萃取法。它是用一 种与水不相混溶的有机溶剂与含铀的浸出液 相互接触，将浸出液中的铀提取到有机溶剂 中，与浸出液中的杂质分开，以达到提取和 纯化铀的目的。 ▪ 萃取法与离子交换法一样，对铀的选择性 能好，同时对铀的萃取速度，容量和纯度(一 定条件下)方面超过树脂吸附法，但只适用于 清液、富液和杂质含量低的浸出液
两种提取方法的选择原则 a浸出液中铀浓度的高低; b.浸出液的性质,即是清液还是矿浆 对于浓度低的矿浆宜用离子交换法。因在 这种情况下若用萃取法,萃取剂损耗量大, 且矿浆中固体颗粒对萃取剂有吸附作用,增 加有机相损失。而离子交换法既适用于清液, 也适用于矿浆,对地浸的浸出液中铀浓度低 的条件尤为适用
两种提取方法的选择原则 ▪ a.浸出液中铀浓度的高低； ▪ b.浸出液的性质，即是清液还是矿浆。 对于浓度低的矿浆宜用离子交换法。因在 这种情况下若用萃取法，萃取剂损耗量大， 且矿浆中固体颗粒对萃取剂有吸附作用，增 加有机相损失。而离子交换法既适用于清液， 也适用于矿浆，对地浸的浸出液中铀浓度低 的条件尤为适用
1。1离子交换树脂 离子交换树脂是一种含有活性基团(又称官能团) 与其他物质进行离子交换的高分子聚合物。按其基团性 质可以分为阳离子和阴离子交换树脂;按基团酸碱性强 弱,又可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四类。 见图(4.1) 吸附铀常用苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂,牌号 为201×7。它是由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成,可以用 R4NC表示。见图4.2
1.1 离子交换树脂 离子交换树脂是一种含有活性基团(又称官能团)能 与其他物质进行离子交换的高分子聚合物。按其基团性 质可以分为阳离子和阴离子交换树脂；按基团酸碱性强 弱，又可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四类。 见图（4.1） 吸附铀常用苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂，牌号 为201×7。它是由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成，可以用 R4N+Cl-表示。见图4.2
1)离子交换树脂的特性 (1)树脂直径一般为0.6~1.2mm的球状体 ■(②)树脂难溶于水溶液,且交联度越大就越难溶解。 (3)树脂泡水后,将水分子吸入其内产生膨胀,质量 增加,201×7型树脂含水量一般为40%~50%,交联 度大,膨胀性小 (4)树脂密度有干密度和湿密度(在水中膨胀后的密 度),201×7型树脂的密度为1.091.13g/m。 (5)交换容量:一般以单位质量克干树脂或湿树脂吸 附溶液中离子当量数表示,如毫克量/克干树脂或 克当量/升湿树脂。实际生产中多用后者。 (6)选择性:树脂对溶液中各种离子的亲合力是不同 的,某些离子比另一些离子结合更紧密,这种性质叫 树脂的选择性
1）离子交换树脂的特性 (1)树脂直径一般为0.6～1.2 mm的球状体。 ▪ (2)树脂难溶于水溶液，且交联度越大就越难溶解。 ▪ (3)树脂泡水后，将水分子吸入其内产生膨胀，质量 增加，201×7型树脂含水量一般为40％～50％，交联 度大，膨胀性小。 ▪ (4)树脂密度有干密度和湿密度(在水中膨胀后的密 度)，201×7型树脂的密度为1.09—1.13g／mL。 ▪ (5)交换容量：一般以单位质量克干树脂或湿树脂吸 附溶液中离子当量数表示，如毫克量／克干树脂或毫 克当量／升湿树脂。实际生产中多用后者。 ▪ (6)选择性：树脂对溶液中各种离子的亲合力是不同 的，某些离子比另一些离子结合更紧密，这种性质叫 做树脂的选择性
交换容量有三种 1)全容量:根据树脂所有活性基团总数计算,其 大小与被交换离子种类、介质、pH值及交换过程无 关,是一个常数 2)穿透容量:指浸出液通过树脂层(或吸附塔) 后,流出液中出现了被交换离子的容量。对含铀浸 出液,流出液中铀含量达5mg/L前的容量称为穿透 3)操作容量:也称为饱和容量,指某一条件下, 被交换离子流岀的浓度与原液中浓度相等时的树脂 容量。主要与浸出液性质、pH值、吸附温度等因素 有关
交换容量有三种 1)全容量：根据树脂所有活性基团总数计算，其 大小与被交换离子种类、介质、pH值及交换过程无 关，是一个常数。 ▪ 2)穿透容量：指浸出液通过树脂层(或吸附塔) 后，流出液中出现了被交换离子的容量。对含铀浸 出液，流出液中铀含量达5mg／L前的容量称为穿透 容量。 ▪ 3)操作容量：也称为饱和容量，指某一条件下， 被交换离子流出的浓度与原液中浓度相等时的树脂 容量。主要与浸出液性质、pH值、吸附温度等因素 有关