[其他]酸性磷(膦 )酸酯萃铁中相转移反萃

说明书

本发明适用于从大量有价金属料液中除铁，如铜、钴、镍、铝、锌等浸出液中萃取除铁，而反萃条件不苛刻，仅需用０．３－３Ｎ的硫酸即能反萃，比一般方法所需硫酸少５－７倍，具有广泛的实用意义。

本发明属于湿法冶金及无机盐制备领域，通过加入一种特殊的有机添加剂，彻底改变了酸性磷（膦）类负铁有机相反萃难的性质，从而为采用酸性磷酸酯从硫酸介质中萃取除铁工艺提供了经济可行的途径。

除铁是湿法冶金过程中重要工序之一，而萃取除铁是近几年非常活跃的研究领域。酸性磷（膦）类是国内外广泛研究的除铁萃取剂之一。这类萃取剂最大缺点是负铁有机相反萃异常困难，特别是在高酸度下萃取时，有机相即使用10-12N硫酸反萃也仍是无效果。为使该萃铁过程在实践中采用，必须探索经济有效的反萃手段。文献中采用还原反萃法，如在反萃过程中通入SO₂气体，使反萃液中的铁Fe⁺³不断被还原成Fe⁺²，以提高反萃效果，高温水解反萃则是在180-200℃高温下使有机相中的铁水解产生铁的氧化物沉淀（Hiroshi Majima，日本金属学报BVol.16（1985），187-194;G.P.Demopoulos，Hydrometallurgy，No.12（1984），299-315;游贤责，成都科学技术大学学报No.1（1979），7;A.J.Monhemius，ISEC′80-91）。这些方法有操作繁杂，溶剂损失大及萃取剂降解损失等缺点，在工业中很难采用。

本发明目的是在不降低酸性磷（膦）类萃铁能力前提下，通过加入另一种有机试剂，改变硫酸反萃的历程，从而使反萃取硫酸用量降低5-7倍。本发明称这种特殊的有机试剂为“相转移剂”。在反萃过程中，相转移剂必须具备下列条件：

1.在较低酸度（0.3-3N）下，它能够萃取一定量无机酸;

2.与它结合的无机酸很容易从一相转移给另一相。

经大量筛选试验发现中性试剂中，只有碱性最强的三烷基氧化膦类符合上述条件，三烷基氧化膦分子结构为R′R″RP′″＝O：由于三个烷基具有排斥电子的作用，因此磷酰基上氧原子的电子云密度较高，即氧原子给体能力（或者称为路易斯碱度）增强，它与无机酸分子中氢原子间发生了H-键缔合，因而萃取无机盐;但是因为H-键为一种弱键，所以容易遭到破坏，又重新释出酸分子。

三烷基氧化膦分子中R′，R″，R′″可以相同，也可以不同，还可以附有其它取代基，例如三辛基、三戊基、三丁基均可。如果烷基碳原子数太小，由于水溶性大，就不适合作萃取剂了。

胺类的碱度比三烷基氧化膦还要强，故均可起相转移作用，包括伯胺、叔胺及胺的氧化物。但胺类有时对萃取铁产生不利影响。本发明只选择那些对萃取基本不发生副作用同时对反萃取有利的有机试剂，作为反萃剂硫酸的相转移剂。例如三烷基氧化膦类，以及伯胺类和叔胺类。这样就可以在很宽的酸度范围内萃铁，并可用0.3-3N的硫酸反萃铁。

本发明使用的酸性磷类包括二烷基磷酸类。它的代表为二-2-乙基磷酸（HDEHP，国内商品名称P₂O₄）;烷基膦酸单烷基酯，它的代表为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯（HEH[EHP]，国内商品名称P₅O₇）;一烷基磷酸酯类，它的代表为十二碳至十八碳烷基磷酸（国内商品名称P₅₃₈以及其它与上述三类萃取剂具有相同活性基团＞或，但疏水端结构有差异的其它酸性磷类，总分子量最好不低于250，这样可以降低水溶性。

本发明发现，酸性磷（膦）类按不同历程萃铁，相转移方向不同。

如按照阳离子交换历程萃取Fe（Ⅲ），在反萃时相转移剂是将水相中硫酸转移给萃合物;但在高酸度下，按溶剂化历程萃取铁的络合酸，H₂Fe·₂（SO₄）₄）或写做Fe₂（SO₄）₃·H₂SO₄，相转移剂是将络合酸中的硫酸转入水相，由于络合酸分子遭到破坏而使铁转入水相。