从电镀污泥浸出液中选择性萃取铜的研究

从电镀污泥浸出液中选择性萃取铜的研究

（中国地质大学材料科学与化学工程学院，湖北武汉430074）

辛胜，安黛宗

    [摘要]采用M5640－磺化煤油作为萃取剂，H2SO4为反萃剂，对电镀污泥浸出液中的铜进行选择性萃取实验,确定了萃取铜及反萃的最佳工艺参数。结果表明，实验采用二级萃取，萃取剂浓度为5%，VO/VA=1∶1，混合时间为2min时，铜的萃取率可达到99%以上，另外采用已优化的反萃工艺参数，铜的反萃率可达99%以上。同时，萃取剂对Ni、Zn的共萃率较低，表明M5640－磺化煤油体系对电镀污泥液中铜的萃取选择能力较高，可以达到与溶液中Ni、Zn有较好的分离效果。

    [关键词]电镀污泥浸出液；萃取；回收

    随着人们环境保护意识的提高，如何处理好废弃物，并对其中的有用物质予以二次回收利用，降低对环境的危害，成为越来越关注的问题[1，2]。目前金属矿产资源的日益减少,及对矿产资源需求的不断增大,使得二次资源的回收利用日益受到人们的重视。电镀污泥因其含有铜、镍、铬、锌和铝等金属[3，4],是一种可回收的环境污染物，成为了人们研究的重点[5]。目前电镀污泥中铜回收工艺的研究已比较多，有研究者采用硫酸、氢氧化钠等调节pH,最后萃取分离铜的工艺[5-7]。祝万鹏等[8]以氨为浸出液，其与铜、镍络合,可使两者与其他金属分离,而处理后的浸出液再经萃取,最终回收铜。

    目前对电镀污泥液中铜的回收技术有溶剂萃取法、微生物净化法、化学沉淀法、离子交换法等。而出现于20世纪80年代的溶剂萃取法[9]，因其具有环保、快速等优势而很快占据重要地位[10，11]，目前萃取铜在整个铜产量已占到相当比重。根据这些报道[12，16]，对广东某化工厂所排放的电镀污泥浸出液进行了选择性萃取铜的实验研究，考察了M5640-煤油体系对铜萃取率的影响及铜与镍、锌的分离效果。

    1 实验部分

    1.1 原料和试剂

    实验所用料液为广东某电镀厂电镀污泥浸出液,其中CCu=4.44g/L,CNi=1.13g/L,CZn=0.914g/L,溶液pH=1.54；实验所用萃取剂为英国伦敦产并经过改质的更强的乙醛肟萃取剂M5640,其结构式如图1所示，活性基的化学名为5-壬基水杨醛肟(P-50)，经萃取与铜螯合，其结构式如图2所示，稀释剂为磺化煤油;反萃剂为自配硫酸溶液，以硫酸/氢氧化钠溶液调节pH值，萃取剂浓度以体积比计。

    2.1.4 酸度对萃取率的影响

    室温下，当O/A=1∶1,萃取剂浓度为5%，萃取时间为2min时，改变料液的初始pH，实验结果如图6所示。随着pH的增大，铜的萃取率上升比较显著，此后趋势平稳，同时由图6可以看出，镍、锌的萃取率随着pH的增加呈一定上升趋势，但不是很明显。当溶液初始pH达到2.2以上时，溶液出现浑浊，可能原因为发生了水解反应，将不利于萃取。而在不调节pH的情况下，采用目前操作条件，铜的萃取率已达到99%以上，改变pH其变化并不明显，从成本等因素考虑，故选择不改变原溶液pH。

    当硫酸浓度为2mol/L，反萃时间为30s，考察了反萃相比对反萃率的影响。由图9可以看出，随着反萃相比的增加，铜的反萃率呈上升趋势，当相比为2.5∶3时，铜的反萃率变化平稳，故选择相比为2.5∶3。

    3 结论

    实验结果表明，使用萃取剂M5640萃取电镀污泥液中的铜，采用经过优化的实验参数，可以取得良好的效果。另外采用该工艺，萃取剂M5640从电镀污泥浸出液中分离铜具有高效、简捷等特点。

    单因素实验表明，采用二级萃取，当料液pH=1.54，萃取剂浓度为5%，相比1∶1，萃取时间2min，反萃时采用2mol/L硫酸进行一级反萃，反萃条件为VA/VO=2.5∶3，反萃时间为30s时，萃取率和反萃率都可达到99%以上。铜以硫酸铜溶液形式回收。

    采用M5640萃取Cu（Ⅱ），可以使铜与镍、锌良好地分离。