[其他]自硫酸盐溶液中萃取除铁

说明书

本发明属于湿法冶金和无机盐制备领域，即提供一种新的萃取体系，用伯胺与长链醇或中性磷（膦）以及惰性溶剂组成的协萃体系，在弱酸性水溶液中选择性萃取除铁，并用稀硫酸即可有效地反萃铁，解决了反萃难的问题。反萃剂用量比已有技术降低了十倍，为工业应用提供了途径。

本发明属于湿法冶金及无机盐制备领域，即研究一种新的萃取体系，有效地从矿石、精矿等的硫酸浸出液中除去杂质铁（Fe⁺³），负荷有机相中的铁能用稀硫酸反萃。

湿法冶金和无机盐工业等领域中，常采用硫酸分解矿石、精矿等原料，铁作为杂质，与有价金属一同进入溶液，如从传统湿法炼锌过程及高压直接浸取硫化锌精矿，硫酸分解软锰矿，硫酸浸取含钴镍物料等浸液中，探索经济有效的除铁方法，对提高产品质量、降低生产成本，都是至关重要的。又如硫酸铝是无机盐一个基本品种，它在造纸、油漆、印染、净水等方面有着广泛用途，而硫酸铝的质量又取决于产品中含铁量。如造高级纸张和特殊纸张要求硫酸铝中铁含量（Fe₂O₃计）≤0.02%，从硫酸铝溶液中除铁，是无机盐工业中的一个重要课题。

除铁方法大致可分为四类：（1）使铁以Fe₂O₃·nH₂O形态从溶液中除去;（2）以无水氧化铁的形态沉淀析出;（3）以复盐或络盐形式从溶液中除去;（4）用离子交换或溶剂萃取法，从溶液中除去。前三种方法均产生固体渣，存在固液分离问题，操作比较繁琐，劳动强度大，金属回收率不高，且固体渣因杂质含量等原因，尚难应用，造成堆放及二次污染等问题。

随着溶剂萃取技术的发展，开展用萃取法除铁的理论和工艺研究受到重视。如美国矿务局自1967-1979年先后探索了用仲胺、酸性磷酸脂等从硫酸铝溶液中除铁;苏联、日本报导用D2EHPA（二（2-乙基己基）磷酸）、羧酸、羧酸盐萃取法和离子交换法从硫酸铝溶液中除铁;我国山东淄博制酸厂与贵阳铝镁研究设计院合作进行低碳脂肪酸萃取除铁试验，但除铁效果不理想;Schultze L.E等用JMT从硫酸铝中除铁（见美国矿务局报告US.Bur.MinesRI8353）。科学院上海有机化学所研究用伯胺（N-1923或7101）从硫酸铝溶液中除铁，核工业部第五研究所亦研究用伯胺从硫酸铝中除铁并完成了扩大试验。综合文献报导，用萃取法除铁比较容易实现，但如何将有机相中铁有效地反萃，尚未找到合理途径。伯胺萃铁效果很好，但须用6-8N浓硫酸方能有效反萃铁，在经济上是不会合理的，操作上亦不方便。

本发明目的是研究一种新的萃取体系，它不仅具有优良的萃铁性能，更重要的是使用稀硫酸便可有效地反萃铁，解决“反萃难”问题，以便为萃取法从硫酸介质中除铁的工业应用提供有效途径。

本发明使用伯胺与长链醇或中性磷（膦）类给体试剂及惰性溶液组成的协萃体系，从pH值为1-2的硫酸介质中选择性萃铁，所用伯胺为仲碳原子型的二烷基甲基胺，或叔碳原子型的三烷基甲基胺，结构式简写分别为R₁R₂CHNH₂，R₁R₂R₃CNH₂，其中R₁R₂R₃基的碳原子数可以相同，也可以不同。碳链上可以附加其他基团，总碳原子为12-25，如国产N-1923（中国科学院上海有机化学研究所实验工厂生产1-壬基-癸胺为主的伯胺混合物）、7101（北京第五研究所生产1-辛基-壬胺为主的伯胺混合物）、美国产JMT等。所用长链醇（C₇-C₁₅）包括仲碳醇类、正辛醇、癸醇。实验发现仲碳原子醇优于直链醇类，从经济角度考虑，使用工业试剂仲辛醇较合理;所用中性磷（膦）类，包括TBP、P₃₅₀（甲基膦酸二甲庚酯）、TRPO、TOPO，加入这些中性给体试剂，都可以提高铁的萃取率，并显著降低反萃剂硫酸用量。表1列出伯胺-中性磷（膦）类从硫酸铝中除铁的效果。

表1.伯胺-中性磷类从硫酸铝中除铁

（水相料液Fe（Ⅲ）2.21克/升，A 135克/升，pH1.57O/A＝1，5分钟，13-14℃。有机相为5%7101-正辛烷）