用磷酸铵盐从N235中反萃取铁试验研究
2021-08-04何德文张雪凯赵堃祺周康根彭长宏
李 嘉,何德文,2,张雪凯,赵堃祺,周康根,2,彭长宏,2,陈 伟,2
(1.中南大学 冶金与环境学院,湖南 长沙 410083;2.中南大学 国家重金属污染防治工程技术中心,湖南 长沙 410083;3.中南大学 化学化工学院,湖南 长沙 410083)
氧化铝生产过程产生的赤泥中含有多种有价元素,如铁、铝、钙、钠、钛等,其中铁质量分数为5%~35%,且大多以赤铁矿形式存在,具有回收价值[1]。用盐酸浸出赤泥过程中,多种金属离子会同时溶解进入浸出液,使得铁的回收难度较大。采用溶剂萃取法可从溶液中有选择性萃取回收铁[2-5],但反萃取较为困难,需要较高浓度反萃取剂、较高反萃取级数和相比;另外,反萃取液中铁浓度较低,处理难度较大:因此,开发一种溶剂萃取回收铁工艺有重要意义。
常用的铁萃取剂中,碱性萃取剂如伯胺Aliquat336[6]、仲胺Amberlite LA-1、叔胺N235[7-8]萃取效果较好,萃取能力为伯胺>仲胺>叔胺,但叔胺的反萃取相对容易,且其可与中性磷类物质组成协萃体系,提高铁萃取率[9-10]。因此,以叔胺和中性磷类组成的萃取体系理论上可以实现对铁的高效萃取和反萃取。
从载铁有机相中反萃取铁通常采用盐酸、硫酸和硝酸等。但N235载Fe(Ⅲ)有机相,用低浓度盐酸反萃取,单级反萃取率仅75%左右[11];而用碱性溶液反萃取[10],经过3级逆流反萃取,铁反萃取率可达99.62%。碱性溶液在萃取达到平衡时pH较高,易引起Fe(Ⅲ)水解沉淀,有利于反萃取;但同时会造成油水夹杂,分相困难,有机相损失等问题。Fe(Ⅱ)相对Fe(Ⅲ)更易反萃取,所以可采用还原反萃取法,通过还原性物质,如锌粉[12]、H2[13]或SO2[14]将有机相中的Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),再进行反萃取,但此法操作难度较大、成本较高。目前……
