黄金冶炼厂中萃取法提铜研究

杨武帅

（青海西豫有色金属有限公司，青海 格尔木 816000）

萃取法是湿法冶金中常用的方法，在黄金冶炼厂，应用萃取+电积法，比传统粗放式的熔炼工艺，可大幅度提升铜的回收率，而且不会影响金的品质和回收率，在经济效益和环境效益方面都有良好的应用价值，基于此，开展黄金冶炼厂中萃取法提铜的研究就显得尤为必要。

1 实验研究

目前在黄金冶炼厂中萃取法提铜中主要采取的萃取剂为LiX系列产品，稀释剂则主要为煤油。在萃取过程中，有机相的浓度为20%，水相则为AR级试剂配制的水溶液，有机相和水相之比为1:1，在实验室温度下，混合振荡10min～15min。混合槽尺寸为60mmx60mmx70mm，底部进料。混合相专用的通道输送到槽尾，尽量避免对澄清室造成的冲击，以保证分相效果，水相出口的静压平衡装置可自动控制相界面位置，降低操作难度。萃取过程包括：3级萃取，2级反萃取，萃取时保证持续流动时间超过100h。

2 合理选择萃取剂和稀释剂

在黄金冶炼厂中萃取法提铜之前，需要进行预处理，在预处理过程中，既要合理降低氰的消耗量，也要不影响金的品质和回收率，并保证部分铜能够回收再利用。从含铜浸出液中获得铜之后，要及时开展除油处理。但此时萃取液中仍然含有一定量的有机物，为避免一些后期萃取铜的质量，需要将萃取液全部排出。但为更好的降低萃取液中铜含量，需要选择萃取效率比较高的萃取剂。不同萃取剂的萃取性能如下：LiX84萃取剂的最大负荷超过4.75g/L·Cu，操作负荷为3.75g/L·Cu，残余铜大约为0.30g/L·Cu，传递量为3.45g/L·Cu～4.20g/L·Cu，反萃取酸浓度为150g/LH3SO4；LiX894萃取剂的最大负荷超过5.20g/L·Cu，操作负荷为4.20g/L·Cu，残余铜大约为1.45g/L·Cu，传递量为2.8g/L·Cu～3.10g/L·Cu，反萃取酸浓度为160g/LH3SO4；LiX622萃取剂的最大负荷超过5.50g/L·Cu，操作负荷为5.00g/L·Cu，残余铜大约为2.30g/L·Cu，传递量为2.90～3.20g/L·Cu，反萃取酸浓度为170g/LH3SO4。

从上述数据中可以看出LiX84萃取剂的能力略低于LiX860和LiX622，主要原因是LiX84萃取剂和二价铜离子化学反应后会形成的螯合物稳定性比较差，因此，反萃取所需浓度也比较低，金属净传递量比较大。如果在相同条件下，反萃取之后有机相中残留铜量小于同类萃取剂的20%，LiX对铜的选择性比较大，分相速度更快，对应用在含铜量低，含铁量较高的体系中[1]。

稀释剂对萃取剂的性能影响非常大。在铜萃取中，稀释剂的介电常数越大，则萃取率越低，这四种稀释剂，甲苯介电常数最大达到2.2，因此，萃取率也就越低，磺化煤油的萃取率高于普通煤油，主要原因是煤油经过磺化之后，极性降低。

3 萃取法提铜的主要思路

萃取剂LiX84能够在比较低的pH下进行萃取铜，但在整个萃取过程中，会持续释放出氢离子，因此，在铜萃取过程中需要严格控制pH值[2]。当pH值低于2时，铜萃取率随着初始pH的提升而不断上升。当pH值超过2时，铜萃取率逐步呈现平稳增长，主要原因是在整个萃取过程中，有机相基本已经达到了平衡浓度。但在黄金冶炼厂料液中铁的含量仍然比较高，铁在水解时会发生沉淀，从而影响铜的萃取率。因此，黄金冶炼厂萃取铜提取中，促使pH值尽量控制在2.0±0.2左右。

在恒温振荡器中振荡时，要综合考虑温度对铜萃取率的影响，因为温度在26℃～46℃之间时，铜萃取的反应机理基本相同，如果萃取剂的初始浓度和促使pH值保持相同，则萃取剂分配比的对数和热力学温度的倒数呈线性关系。

如果在黄金冶炼厂萃取通提取中，保持其他条件不变，铜的萃取率会随着萃取剂浓度和二价铜离子的增加而增加。一旦萃取剂浓度超过15%，二价铜离子浓度超过10g/L，则萃取剂的增加幅度会逐渐减少，在质量作用下，萃取反应向生成萃取化合物的方向不断移动，移动大小和浓度对反应推力的强弱有关。在黄金冶炼厂料液中通常情况下，二价铜离子的浓度在7.25g/L左右，铁离子浓度在7.10g/L左右，pH在1.5左右，按照相比法可绘制出平衡等温先，大致和纯铜体系的等温线基本相同。理论级数为3级，含铜为7g/L的料液经过3级逆流萃取后，萃取液中铜的含量可降低到0.1g/L以下，再经过铁粉置换伐相比，铜回收率可提升3%～5%。

4 杂质对铜萃取的影响分析

图1 不同浓度下三价铁的萃取结果对铜萃取的影响

在黄金冶炼厂料液中主要成份包括：铜7.16g/L，铁3.00g/L，锌1.63g/L，锰0.12g/L，硅0.12g/L，铝0.48g/L，钙0.55g/L，镁0.69g/L等。对铜萃取提取影响因素包括以下几点：①三价铁离子。如果黄金冶炼厂料液的pH值为2.0，不同浓度下三价铁的萃取结果如图1所示。从图1中可以看出，水相中三价铁的浓为20g/L，但有机相中铁的含量仍然低于60ppm，铜萃取提取量随着水相中三价铁浓度的增加而不断提升，但当三价铁浓度达到30g/L时，铜萃取率就达到95%。而在相同条件下纯铜的萃取率仅为75%，从中可以看出，三价铁的存在有利于铜萃取。但有机相中负荷铁在5ppm～11ppm之间变化，表明有机相负荷铜对三价铁对萃取有一定的抑制作用。②二价铁对铜萃取的影响。通过水相中二价铁的浓度低于15g/L，铜萃取率在83%～85%之间，在此种条件下，纯铜铜的萃取率大约为82%，此种可以看出，二价铁对铜萃取影响效果不太明显。如果在料液中同时含有二价铜离子、二价铁离子、三价铁离子。如果二价铁离子的浓度在9.3g/L以内，则铜萃取率在92%～94%之间变化。相同条件下纯铜的萃取率为84%，表明二价铁对铜萃取的影响比较小，可满足工业对铜铁分离的要求。

5 结语

综上所述，本文结合理论实践，研究了黄金冶炼厂中萃取法提铜，研究结果表明，通过萃取法可有效提取出黄金冶炼厂生产料液中的金属铜，从而实现回收再利用，提升经济效益，同时也可以降低金属铜污染，对保护生态环境，有非常重要的作用。黄金冶炼厂中萃取法提铜中，需要合理选择萃取剂和稀释剂，严格控制萃取提铜过程，才能提升效率。