[发明专利]一种从富铁离子液体中反萃除铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从富铁有机相中反萃除铁的方法，具体涉及一种从离子液体三辛基甲基氯化铵(Aliquat 336)中反萃除铁及离子液体的回用方法。

背景技术

煤矸石提铝制备铝化工产品是煤矸石资源化利用的一个方向，但由于酸浸过程中铁的浸出给滤液带来杂质，其含量占到滤液中铝离子浓度的1/4-1/3左右，铁的大量存在影响到煤矸石制备铝系产品的纯度和性能。在前期工作中，我们开发了一种利用纯离子液体绿色萃取体系分离煤矸石酸浸液中铁、铝的方法，该方法采用季胺盐离子液体Aliquat 336作为萃取剂，可高效的、选择性的从煤矸石酸浸液中萃取除铁，除铁后的滤液可制备高纯度的结晶氯化铝产品，产品中铁含量达到了国标HG/T 3251-2010一等品的产品质量标准(≤0.005％)，该技术于2014年7月申请了澳洲专利(申请号：AU2014903073)，并于2015年8月提出了PCT申请(PCT/AU2015/000469)。

以上专利采用0.5mol/L硫酸或水作为反萃剂，需要在富铁有机相(有机相中铁的浓度在60g/L以上)和反萃液体积比(o/w)为1:4的条件下反萃3～4次才能将离子液体中的铁完全反萃出来，大量的反萃溶剂以及多次的相分离过程造成离子液体的损失，给离子液体的回用带来困难。因此，如何高效的从离子液体中反萃除铁对离子液体的回用至关重要，也是降低离子液体作为萃取剂成本的关键。

从离子液体反萃除铁的研究有文献报道，主要采用的是水和无机酸。

如印度的研究者Mishra和Rout等人于2011年在hydrometallurgy上发表的一篇文章报道利用季胺盐离子液体Aliquat336和煤油体系从低品位铁矿的浸取液中进行铁的萃取和反萃实验研究，蒸馏水作为铁反萃剂，三次逆流萃取后有机相中铁的反萃率为99.98％。

奥地利的研究者Kogelniga和Stojanovic等人于2010年在Separation and Purification Technology上发表的一篇文章在研究利用离子液体CyphosIL101和氯仿体系进行铁、镍萃取分离的过程中，采用0.5mol/L盐酸作为反萃剂，可一次性的将80％左右的铁从铁饱和的CyphosIL101中反萃出来。

从传统的有机萃取体系(萃取剂+挥发性有机溶剂，萃取剂如磷酸三丁酯(TBP)、二(2-乙基己基)磷酸酯(D2EHPA)、(2－乙基己基膦酸单2－乙基己基酯)P507等，挥发性的有机溶剂如煤油、氯仿、甲苯等)反萃除铁有许多报道，根据反萃机理的不同，主要有酸法反萃、络合反萃法、还原反萃法、沉淀反萃法等。

如专利201410155947.X公开了一种从负载铁的P204有机相中反萃液除铁的方法，采用草酸作为反萃液，将反萃剂与负载铁的P204混合进行逆流反萃，可获得富铁反萃液和空白有机相。Singh和Mishra等人也报道了一种利用草酸从D2EHPA+TBP和煤油体系中反萃铁的方法，在优化的工艺条件下，采用7.5wt.％的草酸，在相比为3(O/A)，温度50℃时，经过四级逆流萃取，可将1.5mol/L D2EHPA+0.2mol/L TBP+1.12g/L Fe+14.8g/L U₃O₈中的铁基本反萃出来，该文章发表在《hydrometallurgy》。

专利2011103395201公开了一种从萃取色层中分离净化除铁的方法，将P204萃取剂采用皂化吸附的方式吸附在大孔吸附树脂上，制备得到P204萃淋树脂，进行湿法装柱；然后加入铁料液，对P204萃淋树脂色层柱进行淋洗；采用HCl溶液作为淋洗液从树脂中净化除铁。

Sun和Keefe采用铁屑还原反萃D2EHPA中的铁，铁的最高去除率在75–82％，该文章发表在《Minerals Engineering》。

发表在《中国稀土学报》上的“络合法除P507-N235体系中铁的研究"，采用草酸和EDTA络合法从P507-N203中反萃除铁，结果表明，草酸的除铁效率低，采用EDTA络合法除铁，铁的反萃率为97.51％，经4次错流反萃，有机相中铁的浓度降至0.002g/L。

以上报道了多种从有机相中反萃除铁的的方法，但纯离子液体对铁的萃取容量高，采用现有的反萃技术很难将离子液体中的铁反萃出来，虽然采用稀硫酸和水作为反萃剂可将离子液体中的铁完全反萃出来，但单次反萃效率低、反萃次数多，操作繁杂，而且多次反萃和相分离过程容易造成离子液体的损失，给离子液体的回用带来不便。

发明内容：