CN103952552B - 铜萃取剂lpb的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜萃取剂LPB的制备方法，将1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5按照1:1:0.5～1:0.2的摩尔比混合后，得萃取剂主料；将所述萃取剂主料与煤油按照1:4～9的体积比混合后，得铜萃取剂LPB。该铜萃取剂LPB具有抗氧化性较强、适用料液pH值范围较广、效率高等特性。

Description

铜萃取剂LPB的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高效铜萃取剂LPB的制备方法。
背景技术
铜作为一种战略金属，广泛用于电子信息、家电及机械制造等多种行业。工业中大量的含铜废液生成，因此通过萃取进行铜的回收是当前化工行业研究的热门。羟酮(醛)肟是近年来工业上应用较多的铜萃取剂(如BASF的Lix984)，具有萃取速度快、铜回收率高的优点，但其抗氧化性较差，而且只适用于低pH值溶液中铜的萃取。因此一些公司开发了β-二酮型萃取剂(如Cognis的Lix54-100)，此萃取剂具有更高的稳定性，但由于其具有一定的水溶性，使得在使用过程中损耗较高；该β-二酮型萃取剂适宜于pH值为3～13的料液中铜的萃取，效率约为95％。因此开发水溶性较小的β-二酮型萃取剂是近来研究热门。
CN101591229A中告知了用1-苯基-1,3-癸二酮做萃取剂，萃取率为98％。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗氧化性较强、适用料液pH值范围较广且效率高的铜萃取剂。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种铜萃取剂LPB的制备方法，将如式I所示的1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5(即，15-冠醚-5)按照1:1:0.5～1:0.2的摩尔比混合后，得萃取剂主料；
将所述萃取剂主料与煤油按照1:4～9的体积比混合后，得铜萃取剂LPB。
作为本发明的铜萃取剂LPB的制备方法的改进：煤油为磺化煤油。
作为本发明的铜萃取剂LPB的制备方法的进一步改进：1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5的摩尔比为1:1:0.68～0.88:0.2。
本发明提供的铜萃取剂基于β-二酮(即，指含有1,3-二酮结构片段的化合物)，相对于已报道的β-二酮萃取剂，由于以苯基取代长链烷基，具有更小的水溶性。调和组分(即，均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5)的加入使本发明产品能适用于pH值为2～13的料液中铜的萃取，且效率较高(萃取率能达到99％)。同时，由于本发明所用β-二酮的位阻较大，在氨铜溶液中萃取铜时氨的萃取率较小(共萃取氨量达20mg/L)。
具体实施方式
室温是指10～30℃。
实施例1、一种铜萃取剂LPB的制备方法：
室温下，将56g(0.25mol)1,3-二苯基-1,3-丙二酮、48g(0.17mol)2-羟基-5-壬基苯乙酮肟、30g(0.25mol)均三甲苯及11g(0.05mol)15-冠-5进行混合，待混合均匀后；得萃取剂主料(约160ml)；
然后加入1200mL煤油(磺化煤油)，混合均匀后即得萃取剂LPB。
对实施例1所得的萃取剂LPB进行测试：
选取铜(离子)浓度为2.0g/L、pH值为2的料液，相比为O/A＝1:1(体积比)，萃取等温点25℃，反萃等温点25℃，萃取时间40s，反萃时间30s。测得铜净转移率为99％。相同条件下，只改变料液的pH，得不同pH下萃取率，具体数据见表1。
备注说明：上述测试，采用硫酸铜，以稀硫酸作为缓冲液及溶剂。
表1
pH 铜净转移率，％
2 99
3 99
4 98
5 97
6 98
7 97
8 98
9 99
10 99
11 98
12 98
13 98
由上表1可知：本发明的萃取剂LPB适用料液的pH较广，且萃取效率(铜净转移率)较高。
实验1、本发明还对所制备的萃取剂LPB进行了氨铜溶液中铜的萃取实验，条件为：氨浓度3g/L，铜浓度3g/L，料液pH为9，相比为1:1(体积比)，萃取剂浓度为20％(体积浓度)；所得铜净转移率为99％，共萃氨量为20mg/L。
备注说明：萃取剂浓度为20％，即为：将实施例1中制备所得的萃取剂主料与磺化煤油按照1:4的体积比进行混合，得到该实验所用的萃取剂。
作为对比例，将实施例1中的1,3-二苯基-1,3-丙二酮改成1-苯基-1,3-癸二酮，摩尔量不变；所得萃取剂主料与磺化煤油按照1:4的体积比进行混合；其余等同于实施例1。该萃取剂按照上述实验1进行氨铜溶液中铜的萃取实验，结果为：铜净转移率99％，共萃氨量为42mg/L。由此可见本发明具有较小的氨萃取量。
水溶性实验：取实施例1所制备的萃取剂100mL，向其中加入等体积的去离子水，在25℃下搅拌1小时，分相，测有机相1,3-二苯基-1,3-丙二酮损失量为1％。
抗氧化性实验：取实施例1所制备的萃取剂100mL，向其中加入质量浓度15％的双氧水20mL，在25℃下搅拌1小时，测主组分(1,3-二苯基-1,3-丙二酮和2-羟基-5-壬基苯乙酮肟)降解率为1％。
实施例2、铜萃取剂LPB的制备方法
将56g(0.25mol)1,3-二苯基-1,3-丙二酮、60g(0.22mol)2-羟基-5-壬基苯乙酮肟、30g(0.25mol)均三甲苯及11g(0.05mol)15-冠-5进行混合，待混合均匀后，待混合均匀后；得萃取剂主料(约170ml)；
然后加入1300mL煤油(磺化煤油)，混合均匀后，即得萃取剂。
选择与实施例1中相同的测试条件，得结果如表2。
表2
pH 铜净转移率，％
2 99
3 99
4 97
5 95
6 95
7 93
8 93
9 94
10 94
11 93
12 92
13 92
选择与实验1相同条件(即，萃取剂浓度为20％)，铜氨溶液萃取结果为：所得铜净转移率为94％，共萃氨量为19mg/L。
水溶性实验：取实施例2所制备的萃取剂100mL，向其中加入等体积的去离子水，在25℃下搅拌1小时，分相，测有机相1,3-二苯基-1,3-丙二酮损失量为1％。
抗氧化性实验：取实施例2所制备的萃取剂100mL，向其中加入质量浓度15％的双氧水20mL，在25℃下搅拌1小时，测主组分降解率为1％。
对比例1-1、将实施例1中的均三甲苯改成甲苯，摩尔量不变，其余同实施例1。
对比例1-2、将实施例1中的均三甲苯改成二甲苯，摩尔量不变，其余同实施例1。
对比例2-1、将实施例1中的1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5的摩尔比改成1:1:0.4:0.2；其余等同于实施例1。
对比例2-2、将实施例1中的1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5的摩尔比改成1:1:1.2:0.2；其余等同于实施例1。
对比例3-1、取消实施例1中均三甲苯的使用，其余同实施例1。
对比例3-2、取消实施例1中15-冠-5的使用，其余同实施例1。
上述所有的对比例，按照实施例1所述方法进行检测，所得结果如下表3所示。
表3
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.铜萃取剂LPB的制备方法，其特征为：将如式I所示的1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5按照1:1:0.5～1:0.2的摩尔比混合后，得萃取剂主料；
将所述萃取剂主料与煤油按照1:4～9的体积比混合后，得铜萃取剂LPB。
2.根据权利要求1所述的铜萃取剂LPB的制备方法，其特征为：所述煤油为磺化煤油。
3.根据权利要求1或2所述的铜萃取剂LPB的制备方法，其特征为：1,3-二苯基-1,3-丙二酮、均三甲苯、2-羟基-5-壬基苯乙酮肟和15-冠-5的摩尔比为1:1:0.68～0.88:0.2。
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