滴体积装置的改进和LIX984萃取过程界面性质变化规律的研究

发布时间：2020-03-28 23:55

【摘要】：在铜湿法冶金工业“浸出—萃取—电积”工艺中的萃取环节,羟肟类萃取剂LIX984表现出了优良的萃取性能,在工业上应用广泛。自20世纪70年代以来,研究者主要针对LIX984萃取剂的萃取能力和萃取速度等进行了广泛深入的研究,但是有关LIX984在萃取过程中的界面性质变化规律的研究相对很少。本文以LIX984/DT100-水体系为研究对象,应用自行改进的滴体积装置进行了界面张力的测定,用Sz界面张力等温线、界面超量等温线、界面特性吸附参数Cmin和AI等研究了不同萃取条件下萃取剂分子界面活性的变化规律,同时也应用现代分析手段如扫描电镜、X射线衍射分析、红外光谱和气相色谱-质谱联用等研究了固体微粒和萃取剂降解引起的界面性质变化,并探讨了引起变化的机制。在参照现有滴体积装置的基础上,改进并设计了带支管的套管和带刻度滴体积管的组合式滴体积装置。通过与国标法的比较,结果表明,改进后的滴体积装置测定结果准确可靠,误差小(相对误差0.15%),重复性好、操作简便,可用于实验研究。研究了水相pH值、相比、温度等萃取条件对LIX984/DT100-水体系的界面张力的影响,研究结果表明:LIX984本身具有表面活性,当萃取条件改变时,LIX984/DT100-水体系的界面张力随着水相pH值的升高,O/A趋于1而增大,温度对界面张力的影响不大;水相初始pH对Cmin影响显著,在高pH值下,萃取剂分子表现出高的界面活性;温度对AI影响较大,高温下体系内部混乱度增加,界面层上萃取剂分子排列混乱。从界面角度分析,一定的工艺参数范围内,萃取反应在高pH值、O/A趋近于1、常温下进行较为合适。当水相中含有Fe2+、Al3+、Mg2+(浓度≤2.0 g/L)和Ca2+(浓度≤0.5 g/L)时,LIX984/DT100-水体系的界面张力显著降低,萃取剂分子界面活性增强,在界面上排列的有序性降低,对萃取造成不利影响。而且这几种金属离子的水解产物、络合物以及多聚反应的产物作为成核中心易造成界面乳化物的生成和积累。研究了不同粒径的固体微粒SiO2和有机相降解产物对液-液界面性质的影响。在一定的粒度和浓度范围内,SiO2颗粒越细,含量越高,体系界面张力降低越明显,萃取剂分子在界面上的吸附平衡越快,排列越混乱。它会促进O/W型界面乳化物的生成和稳定,对萃取十分不利。长期循环后的有机相体系在萃取过程中的界面张力明显低于新鲜萃取剂体系,究其原因,长期循环后的有机相有部分降解,其降解产物包含大量的酰胺、酮、有机酸、醇等极性两亲物质,这些极性两亲物质极易吸附微细固体颗粒,促进界面乳化物的形成。
【图文】：

滴体积法简易装置

三管式套管[69]
【学位授予单位】：北京有色金属研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF811

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本文编号：2605102