Lix984NC与Mextral984NC萃取剂萃铜性能对比研究

谢 添， 罗 军， 王永峰， 姚 刚， 王含渊

(中铁资源集团有限公司， 北京 100039)

试验研究

Lix984NC与Mextral984NC萃取剂萃铜性能对比研究

谢 添， 罗 军， 王永峰， 姚 刚， 王含渊

(中铁资源集团有限公司， 北京 100039)

对Lix984NC和Mextral984NC两种萃取剂的萃铜性能进行对比。试验考察了萃取剂浓度对萃铜效果的影响，绘制了两种萃取剂的萃铜等温线，并采用180 g/L的硫酸溶液反萃负载铜有机相。试验结果表明：当Lix984NC和Mextral984NC剂浓度相同时，其单级萃铜能力相同；萃取剂浓度为30%时，Lix984NC萃铜饱和容量略高于Mextral984NC，但Mextral984NC的分相性能优于Lix984NC。当浸出液中铜浓度为6～7 g/L时，连续运转中试试验结果两种萃取剂萃铜性能相差不大。

铜萃取剂； Mextral984； Lix984； 萃铜性能

铜是一种重要的有色金属，广泛应用于电气、轻工、机械制造、建筑、国防工业等领域[1]。近年来我国快速发展，国内铜资源生产已不能满足消费需求。刚果(金)铜资源储量及产量在世界范围占有重要地位，近年来，我国许多大型矿业企业响应国家“走出去”战略，积极投入刚果(金)铜矿开发。我国某矿业企业在刚果(金)拥有的矿山主要以氧化铜矿为主，采用浸出- 萃取- 电积工艺[2]提取铜。浸出液中铜的回收主要采用溶剂萃取法，其中萃取剂的选择十分关键。目前，全球使用较为广泛的是德国BASF公司生产的Lix系列铜萃取剂和美国Cytec公司生产的Acorga系列铜萃取剂[3]，大量的研究学者对其进行了研究[4-8]。近年来，中国公司在萃取剂研发及生产应用上进步很快，其中重庆康普公司生产的各类萃取剂已能取代国外同类产品[9-10]。国产萃取剂Mextral984NC和Lix984NC具有相同的萃取成分，本文对两种萃取剂的萃铜性能进行对比，为铜矿企业选择经济适用的萃取剂提供试验和理论依据。

1 试验

1.1 试验材料与试剂

本试验有机相由Lix984NC、Mextral984NC和Shell2325#煤油组成，其均为工业级产品。萃取过程使用的含铜料液为氧化铜矿浸出液，主要成分见表1。反萃剂为分析纯试剂用纯水配制，中试试验反萃剂为电积车间贫铜电解液(含铜约35 g/L，硫酸180 g/L)。

表1 萃取料液成分

1.2 试验方法

1.2.1 萃取与反萃条件试验

将有机相和料液(或反萃剂)按所需相比一起倒入分液漏斗中，振荡5min后静置，待有机相和水相分相完成后，记录分相时间，分别测量有机相和萃余液体积，取样分析萃余液中铜浓度。

铜萃取率和反萃率计算方法如下：

铜萃取率=(料液铜浓度×料液体积-萃余液铜浓度×萃余液体积)/(料液铜浓度×料液体积)×100%

(1)

铜反萃率=(反萃后液铜浓度×反萃后液体积)/(有机相中铜浓度×有机相体积)×100%

(2)

1.1.2 连续运转中试试验

中试试验采用串并联方式在混合澄清槽中进行，其中萃取3级，反萃1级，洗涤1级，水相和有机相流量通过量筒测定，具体流程见图1。

图1 连续运转中试试验流程图

2 试验结果与讨论

2.1 萃取剂浓度对铜萃取过程的影响

试验分别考察了两种萃取剂在不同浓度下对铜萃取的影响。试验条件：料液中铜浓度8.76g/L，pH1.58，相比1∶1，振荡时间5 min，室温，试验结果如表2所示。

图2 萃取剂浓度对铜萃取过程的影响

由图2可知，随着萃取剂浓度的增大，Lix984NC和Mextral984NC单级萃铜率都提高。这是因为萃取剂浓度越高，与铜离子反应形成的萃合物越多，故铜的萃取率升高。在萃取剂浓度相同的条件下，两种萃取剂的单级萃铜率相当。当萃取剂浓度高于17%时，两种萃取剂的分相时间均小于2 min且水相清澈。当萃取剂浓度低于13%时，两种萃取剂分相时间均在7 min以上，且随着萃取剂浓度降低，分相时间延长。

2.2 萃铜等温线

采用有机相与料液多次接触法(饱和法)绘制铜的萃取等温线。试验条件：料液中铜浓度8.76g/L，pH 1.58，萃取剂浓度30%，相比1∶1，振荡时间5 min，室温，试验结果如图3所示。

图3 铜的萃取等温线

由图3可知，当Lix984NC和Mextral984NC萃取剂浓度为30%时，其萃铜饱和容量分别约为19.76 g/L和19.37 g/L。两种萃取剂与含铜料液首次接触时分相很快，均在90 s内；第二次接触时分相时间均超过5 min，且两相界面出现3相；当两种萃取剂萃铜量接近有机相饱和容量时，分相速度变快。在多次接触萃取过程中，Mextral984NC萃取剂分相速度快于Lix984NC。

2.3 硫酸反萃负载铜有机相

30%的Lix984NC和30%的Mextral984NC负载有机相中铜浓度分别为19.79 g/L和19.82 g/L，反萃剂为180 g/L的硫酸溶液，在相比1∶1、室温的条件下混合振荡5 min，铜的反萃率分别为81.05%和80.32%。在反萃过程中，Mextral984NC的分相速度明显快于Li984NC萃取剂。

2.4 Lix984NC和Mextral984NC混合萃铜

考察了两种萃取剂浓度在30%的条件下，按不同比例混合后萃铜效果。试验条件：料液中铜浓度7.79 g/L，pH 1.55，相比1∶1，振荡时间5 min，室温。试验结果如表2所示。

表2 Lix984NC和Mextral984NC混合萃铜试验结果

由表2可知：Lix984NC和Mextral984NC萃取剂混合萃铜，混合比例对铜萃取率影响不大。在相比1∶1条件下，两种萃取剂任意体积混合比萃铜后，萃余液中铜浓度降至0.25 g/L以下，单级萃取率均高于96.78%。在萃铜过程中，有机相和水相分相时间在80～125 s之间，分相后水相清澈。

2.5 连续运转中试试验

在条件试验的基础上，对30%的Lix984NC和30%的Mextral984NC萃取剂进行连续运转萃铜中试试验。反萃剂(贫铜电解液)浓度35 g/L，采用的相比如表3和表5所示，试验稳定后的结果如表4和表6所示。

表3 铜浓度约为6 g/L时试验相比

表4 铜浓度约为6 g/L时萃铜试验结果

表5 铜浓度约为7 g/L时试验相比

表6 铜浓度约为7 g/L时萃铜试验结果

由表3和表4可知，Mextral984NC和Lix984NC萃取剂中试过程中相比设置大致相当。由表5和表6可知，当料液中铜浓度约在6 g/L和7 g/L时，Mextral984NC和Lix984NC萃铜后萃余液1铜浓度相差不大，Mexteal984NC萃取剂萃铜后萃余液3铜浓度略微高于Lix984NC。出现上述结果，可能是因为Mextral984NC萃铜中试过程中料液的pH较Lix984NC低。

3 结论

(1)当Lix984NC和Mextral984NC萃取剂浓度相同时，其单级萃铜能力相同。

(2)两种萃取剂浓度为30%时，Lix984NC萃取剂萃铜饱和容量略高于Mextral984NC。Mextral984NC萃取剂在萃取和反萃过程中分相速度快于Lix984NC萃取剂。

(3)Lix984NC和Mextral984NC萃取剂混合萃铜，混合比例对铜萃取率没有影响。

(4)当料液中铜浓度为6～7 g/L，连续运转中试过程中两种萃取剂萃铜能力相差不大。

[1] 朱祖泽，贺家齐. 现代铜冶金学[M].北京：科学出版社，2003.

[2] 彭钦华，陈述一，李绍民，等. 铜萃取剂BK992和LIX984的性能研究[J]. 有色金属(冶炼部分)，2002，(5)：18-20.

[3] 张启修，张贵清，唐瑞仁. 萃取冶金原理与实践[M].长沙：中南大学出版社，2014.

[4] Liu Jian-she，Qiu Guan-zhou，Ge Yu-qing，et al. Extraction of copper from bacterial leach solution using Lix984[J]. Transactions of Nonferrous Nonferrous Metals Society of China，2002，12(2)：313-316.

[5] 吴小明，沈强华，陈雯. LIX984从高酸硝酸铜体系中萃取回收铜试验研究[J]. 矿冶，2015，24(4)： 60-64.

[6] Aminian H，Bazin C. Technical note solvent extraction equilibria in copper(Ⅱ)-iron(Ⅲ)-Lix984 system [J]. Minerals Engineering，2000，13(6)：667-672.

[7] 马文强，徐盛明，李林艳. 用Lix984萃取分离水钴矿浸出液中的铜钴[J]. 矿物学报，2011，31(3)：560-565.

[8] 郑辉东，王碧玉，吴燕翔，等. Lix984对铜离子的络合萃取[J]. 环境化学，2009，28(5)：679-682.

[9] 刘玥. Mextral系列金属萃取剂的性能和应用[J].世界有色金属，2010，(3)：48-49.

[10] 徐志刚，邹潜，汤启明，等. 硝酸根和高锰酸根对铜萃取剂降解作用的影响[J]. 湿法冶金，2014，33(3)：199-202.

荷兰Metalcorp矿业公司计划在几内亚开采铝土矿并建设氧化铝厂

荷兰Metalcorp矿业公司计划启动在几内亚几处铝土矿的基建项目。公司在几内亚注册成立的几内亚法人企业名为：Société de Bauxite de Guinée， SBG。

2008年12月，SBG从几内亚矿业部获得了4张探矿权证，4个矿区地块分别位于几内亚3个省境内，即KINDIA省、PITA省和DALABA省。4个矿区的面积合计约2 000 km2。2012年11月探矿权证到期后第一次获得延期更新，按照几内亚《矿产法》规定，退还给几内亚一半的矿区面积。2015年3月，探矿权证第二次获得延期更新，再次退还一半的矿区面积。第二次延期后的探矿权证有效期至2017年3月。目前SBG公司掌握的矿区面积为502 km2。在这502 km2的矿区里，经过8年的勘探，已探明的、具有商业开采价值的铝土矿储量为3亿t。

荷兰Metalcorp矿业公司的投资开采计划： 投资20亿美元，分二期建设。 第一期2017年第二季度动工，2019年完工，形成年产300万t铝土矿的能力。第二期2020年建成一家年产160万t氧化铝工厂。 第一期和第二期基建同时开工，分步完成。基础设施建设内容为：年产160万t的氧化铝厂；一座火力发电厂和蒸汽厂；在科纳克里自治港建设一个铝土矿专用码头。

Metalcorp集团是一个综合性的金属和矿业集团，业务和客户遍布全球各地。总部设在荷兰首都阿姆斯特丹。

Comparative study on copper extraction performance of Lix984NC and Mextral984NC

XIE Tian, LUO Jun, WANG Yong-feng, YAO Gang, WANG Han-yuan

The paper compares the copper extraction performance of Lix984NC and Mextral984NC. The impact of extractant concentration on copper extraction is studied. The extraction isotherms for two kinds of extractants are drawn, and copper loaded organic is stripped with the 180 g/L sulfuric acid solution. The result shows that the single-stage extraction capability of the two extractants with the same concentration is the same; the saturated capacity of Lix984NC is slightly higher than that of Mextral984NC when the concentration of both extractants is 30%. However, the phase separation performance of Mextral984NC is better than that of Lix984NC. According to the continuous pilot test results, the copper extraction performance of Lix984NC and Mextral984NC has little difference when copper content in leachate is 6～7 g/L.

copper extractant; Mextral984; Lix984; copper extraction performance

谢添(1985—)，男，湖南汩罗人，硕士，工程师，从事有色冶金生产管理及技术研发工作。

2016-- 10-- 20

TF811

B

1672-- 6103(2017)02-- 0065-- 04