第8章 现代分离技术对湿法.ppt

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1、第八章现代分离技术对湿法冶金工艺发展的贡献8.1现代冶金分离技术的发展轨迹1：它们基本上由四个分支组成。即在溶剂萃取、离子交换与吸附、色层技术和膜分离四大系列分离方法基础上，互相渗透，取长补短，相互结合而演变形成一系列新方法。2：这四大系列分离方法均建立在人类长期对自然现象的观察、总结及模仿的基础上。3：20世纪中叶以后现代分离技术得到了迅速的发展，这与现代科学技术的发展、各种新材料出现的节律完全一致，也与这一时期人类面临的资源、环境、能源问题日益尖锐突出的现象相吻合。1850年Thompson和way发现泥土的碱交换现象并发表了Thompson的同事Spence

2、在1845年的相关试验结果1935年Adams和Holms发明了合成离子交换树脂的方法，以后将此专利卖给了德国与美国19世纪初，茨维特用白垩柱分离叶绿色，提出色层概念19世纪初，Nernst总结大量液—液两相分配现象，提出了分配定律1748年发现通过猪膀胱的渗透现象。1855年Fick扩散定律提出。1911年Donnan定律提出18世纪末，发现木炭吸附能力，1811年发现骨炭吸附能力离子交换膜1909年生产出活性炭20世纪40年代，德国与美国相继实现合成树脂工业化。引发离子交换在冶金中应用的大发展大孔吸附树脂合成无机离子交换剂扩散渗析电渗析膜电解双极膜电解离子交换

3、色层1945年TBP做核燃料萃取剂，引发溶剂萃取在冶金中的大发展非水溶剂中的离子交换萃取色层乳化液膜支撑液膜隔膜萃取微滤静电准液膜60年代反渗透进入工业应用70年代超滤进入工业应用90年代纳滤进入工业应用膜蒸馏蒸馏图8—1现代分离技术发展轨迹Cu浸出液置换铁屑铜粉（含Cu＞99%）熔炼铜锭电解精炼阳极板电铜阳极泥图8—2铁屑置换法提铜工艺8.2铜湿法冶金技术的飞跃Cu萃取原则工艺表8—1两种湿法炼铜工艺的经济效益比较工艺能力万t铜/a投资I万美元生产费用E万美元/年收入R万美元/年置换—熔炼萃取—电积5.45.43940.04810.02460.01460.065

4、30.06530.0工艺利润P万美元/年现金流通CF万美元/年偿还率ROR%投资偿还期P.P/年置换—熔炼萃取—电积1910.02390.02300.02870.048.549.71.711.67图8—3溶剂萃取的铜产量（KMT/Y）8.3难熔金属工业的今昔8.3.1钨冶炼工艺的技术进步图8-5溶剂萃取制取APT原则流程示意图Na2S黑钨精矿碱浸Na2WO4溶液NaOH白钨精矿高压碱浸Na2WO4溶液Na2CO3除P、As、SiMgCl2除Mo萃取反萃负载有机萃余液弃之有机相(NH4)2WO4溶液结晶APT母液（回收）（HN4）2WO4溶液5MNH4Cl图8—6离

5、子交换生产APT原则流程图（弃之）清液稀释过滤渣粗Na2WO4离子交换交后液2MNH4OH（处理排放）结晶APT母液（送回收工序）解吸余碱负载有机相（回收）苏打浸出液钨钼共萃取APT母液（NH4）2WO4溶液结晶除钼图8—7钨矿苏打浸出液直接萃钨工艺有机相反萃返回浸出从苛性钠溶液中直接萃钨原则流程表8—3碱性萃钨与酸性萃钨的比较名称用于1t精矿的消耗量碱性萃取酸性萃取（计算值）Na2CO3（Kg）50100～150盐酸（30%）（Kg）100～200萃取剂（Kg）0.050.05电能（Kwh）150200WO3萃取率（%）94～9693～96外排液体积（m3）0.

6、0500.7～1.0CaO（Kg）0.05NaCl（Kg）60～90热能（KJ）2.52.18.3.2钽铌湿法冶炼工艺的变革KClHF(Ta,Nb)2O5混合物溶解溶液（弃之）渣沉钽K2TaF7沉淀从1~2%HF再结晶K2TaF7晶体DIAN母液8~10次再结晶后弃之母液蒸发结晶K2NbOF5H2O结晶母液从1~2%HF再结晶K2NbOF5·H2O母液图8—8Ta—Nb分离的经典工艺8.4稀土分离工艺的巨大变化RECl3溶液纯Y化合物HoEr富集物DyHoEr富集物四价再萃取Ce氧化为稀土分组La、Ce、Pr、NdLa化合物萃取分离Pr、Nd富集物Tm、Yb、Lu

7、富集物萃取色层萃取纯Ho萃取色层纯Er图8—12现代稀土分离原则工艺Sm、Eu、Gd富Sm富Eu萃取提纯萃取分离富GdDyHoErTmYbLuYb纯Dy萃取分离萃取提纯萃取提纯萃取色层纯化纯Lu纯Yb纯Tm萃取或交换色层纯Nd化合物纯Pr化合物8.5绚丽多彩的贵金属提取工艺图8—13马太—吕斯腾堡精炼公司（MRR）贵金属萃取分离流程Os贵金属盐酸溶液（含贱金属）MIBK萃取萃残液蒸残液有机相Au蒸馏再蒸馏萃残液氧化萃取萃残液Rh有机相Pt叔胺萃取有机相Irβ—羟肟萃取萃残液有机相PdRu图8—15英国国际镍业公司（INCO）阿克统Pt精炼厂萃取流程有机相萃残液有机

8、相（Pd）