CN108486371B - 一种大理石废浆皂化p507-p204协同萃取体系的方法 - Google Patents

一种大理石废浆皂化p507-p204协同萃取体系的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大理石废浆皂化P507‑P204协同萃取体系的方法，旨在提供了一种，能耗小，成本低，无污染，高皂化率的碳酸钙皂化P507‑P204协同萃取体系的方法。P507‑P204协同萃取体系，由P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯组成。本技术方案的步骤包括，对大理石废浆除杂、提纯，调节提纯后大理石废浆，与P507‑P204协同萃取体系皂化反应，分层后对皂化后的P507‑P204协同萃取体系洗涤，最终获得纯度较高的皂化P507‑P204协同萃取体系。本发明利用当地大理石加工厂的废弃钙基资源(大理石废浆)来替代生石灰皂化工艺，使用的钙基资源纯度更高，无需高温灼烧、碳化等工艺，从源头上更为环保节能，工业化生产的经济效益也更好。

Description

一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法
技术领域
本发明涉及金属的萃取分离技术领域，具体涉及一种有机萃取剂的处理方法。
背景技术
P507-P204协同萃取体系，由P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯组成。P507，化学名称：2－乙基己基磷酸单2－乙基己基酯，是一种无色或淡黄色透明油状液体，主要用于稀土元素和有色金属的萃取分离；P204，化学名称：磷酸二异辛酯，是一种无色透明较粘稠的液体，可用作有机溶剂、酸性萃取剂；磷酸三辛酯作改性剂；磺化煤油作有机溶剂。
萃取分离是一种重要的湿法冶金方法，大部分萃取分离是在酸性条件下进行的，其萃取能力与水相平衡酸度成反比，一般萃取一个金属离子要置换一定数量的氢离子进入水相，随着酸度的增加，萃取液萃取能力迅速下降，因此萃取有机相需要在萃取反应前用氢氧化钠或氨水进行皂化，称之为钠皂或氨皂。
皂化有机相与待萃取元素进行离子交换后，有机相负载待萃取元素，经反萃取后有机相可循环使用，水相为钠或氨的盐溶液，一般作为废水排放或再处理。由于对氨氮废水的排放进行严格的规定，现在金属萃取行业许多厂家使用生石灰消化成熟石灰后进行皂化。众所周知，在制备熟石灰的过程中所用的石灰粉属于强碱类物质，对人体具有巨大的腐蚀作用，同时也对周围环境产生巨大影响。
“CN201710521290-一种碳酸钙皂化P507的方法”公开的是：直接制备碳酸钙悬浮液对P507进行皂化反应。此工艺的缺点在于成本较高，杂质无法有效清除，导致皂化率低，从而导致萃取分离效果差、工业生产成本升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，以大理石加工厂的大理石废浆为原料制备钙皂化剂，提高萃取剂萃取能力的同时，大大降低了工业生产的成本。
一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：将大理石废浆与氢氧化钙混合后以20～30r/min的速度搅拌1～2h，过100～200目滤网，除杂；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.4～0.5％的悬浮剂后搅拌得到悬浮液；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按20～28:3～5:60～75:4～6的比例混合；
(4)皂化反应：将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以20～30r/min的速度搅拌后，静置反应15～20min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤1～2次，每次10～15分钟，后在旋液分离器中旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
进一步地，步骤(1)中所述大理石废浆与氢氧化钙比例为100～120：1。
进一步地，步骤(1)中所述大理石废浆中水含量为40～50％，碳酸钙占固体重量的95～98％。
进一步地，步骤(2)中所述悬浮剂由聚丙烯酸钠与羧甲基纤维素按1.5～2:1的比例组成。
进一步地，步骤(4)中所述悬浮液中碳酸钙的浓度为3～6mol/L。
进一步地，步骤(5)中所述洗涤槽中采用去离子水洗涤，水相的流速为1～3L/min。
进一步地，步骤(5)中所述旋液分离器的工作参数如下：工作压力0.3～0.4MPa，功率10～12kw。
本发明具有以下有益效果：
1、该工艺使用大理石废浆进行皂化反应，减少了皂化萃取剂过程中对人体的危害，同时降低了对工业生产中排放的污染，具有能耗低，成本低，皂化效率高，得到的萃取剂萃取能力强的特点。
2、利用当地废弃钙基资源(大理石废浆)来替代生石灰皂化工艺，使用的钙基资源纯度更高，无需高温灼烧、碳化等工艺，从源头上更为环保节能，工业化生产的经济效益也更好。
3、采用聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素作为碳酸钠的悬浮剂，聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素皆溶于水，具有亲水和疏水基团，可以在不引入过多杂质的同时提高了碳酸钙的分散度，从而提高了皂化效率，大大降低了生产中皂化所用时间，且不会使有机相中的萃取剂体系中毒。皂化15min，该萃取体系的皂化率即可达到76％。
4、将皂化好的P507-P204协同萃取体系有机相加入逆流洗涤槽，利用水相与有机相的高浓度差把有机相中的杂质交换在水相中，随后在旋液分离器中，利用高速旋转产生的离心力将密度较大的水抛向器壁，并沿着器壁落到旋液分离器底部出水口。将逆流洗涤槽与旋液分离器串联使用可以有效地分离水相、除去杂质，从而洗涤效率更高，保证了P507-P204协同萃取体系有机相的洁净度，大大提高萃取能力。在相比(有机相与水相的体积之比)为2/1，平衡时间15min，水相PH值为2的条件下，该皂化后的萃取体系对钴的一级萃取率为89.77％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求书做进一步说明，任何在本发明权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。
实施例1：
一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：取水含量为40％，碳酸钙占固体重量的95％的大理石废浆，将大理石废浆与氢氧化钙以100:1混合后以20r/min的速度搅拌1h，过100目滤网除杂；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.24％的聚丙烯酸钠和滤液总重0.16％的羧甲基纤维素后搅拌得到悬浮液；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按20:3:73:4的比例混合；
(4)皂化反应：所得悬浮液中碳酸钙的浓度为3mol/L，将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以20r/min的速度搅拌，静置反应15min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤1次，水相的流速为1L/min，洗涤时间10分钟，设置旋液分离器工作压力为0.3MPa，功率为10kw，将逆流洗涤后的液体注入旋液分离器旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
该实施例的P507-P204协同萃取体系钙皂化率为73％。在相比(有机相与水相的体积之比)为2/1，平衡时间15min，水相PH值为2的条件下，钴的一级萃取率为85.02％。
实施例2：
一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：取水含量为50％，碳酸钙占固体重量的98％的大理石废浆，将大理石废浆与氢氧化钙以120:1混合后以30r/min的速度搅拌2h，过200目滤网除杂；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.34％的聚丙烯酸钠和滤液总重0.16％的羧甲基纤维素后搅拌得到悬浮液；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按28:5:61:6的比例混合；
(4)皂化反应：所得悬浮液中碳酸钙的浓度为6mol/L，将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以30r/min的速度搅拌，静置反应20min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤2次，水相的流速为3L/min，洗涤时间15分钟，设置旋液分离器工作压力为0.4MPa，功率为12kw，将逆流洗涤后的液体注入旋液分离器旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
该实施例的P507-P204协同萃取体系钙皂化率为70％。在相比(有机相与水相的体积之比)为2/1，平衡时间15min，水相PH值为2的条件下，钴的一级萃取率为82.83％。
实施例3：
一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：取水含量为40％，碳酸钙占固体重量的98％的大理石废浆，将大理石废浆与氢氧化钙以120:1混合后以30r/min的速度搅拌2h，过200目滤网除杂；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.34％的聚丙烯酸钠和滤液总重0.16％的羧甲基纤维素后搅拌得到悬浮液；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按25:5:65:5的比例混合；
(4)皂化反应：所得悬浮液中碳酸钙的浓度为6mol/L，将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以30r/min的速度搅拌，静置反应15min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤2次，水相的流速为2L/min，洗涤时间15分钟，设置旋液分离器工作压力为0.4MPa，功率为12kw，将逆流洗涤后的液体注入旋液分离器旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
该实施例的P507-P204协同萃取体系钙皂化率为76％。在相比(有机相与水相的体积之比)为2/1，平衡时间15min，水相PH值为2的条件下，钴的一级萃取率为89.77％。
实施例4：
一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：取水含量为45％，碳酸钙占固体重量的96％的大理石废浆，将大理石废浆与氢氧化钙以110:1混合后以25r/min的速度搅拌1.5h，过200目滤网除杂；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.30％的聚丙烯酸钠和滤液总重0.20％的羧甲基纤维素后搅拌得到悬浮液；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按26:5:64:5的比例混合；
(4)皂化反应：所得悬浮液中碳酸钙的浓度为5mol/L，将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以30r/min的速度搅拌，静置反应16min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤2次，水相的流速为2L/min，洗涤时间15分钟，设置旋液分离器工作压力为0.35MPa，功率为12kw，将逆流洗涤后的液体注入旋液分离器旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
该实施例的P507-P204协同萃取体系钙皂化率为73％。在相比(有机相与水相的体积之比)为2/1，平衡时间15min，水相PH值为2的条件下，钴的一级萃取率为86.77％。

Claims (5)

1.一种大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对大理石废浆除杂、提纯：将大理石废浆与氢氧化钙混合后以20～30r/min的速度搅拌1～2h，过100～200目滤网，除杂；所述大理石废浆与氢氧化钙比例为100～120：1；
(2)调浆：在滤液中加入滤液总重0.4～0.5％的悬浮剂后搅拌得到悬浮液；所述悬浮剂由聚丙烯酸钠与羧甲基纤维素按1.5～2:1的比例组成；
(3)配制萃取体系：将P507、P204、磺化煤油、磷酸三辛酯按20～28:3～5:60～75:4～6的比例混合；
(4)皂化反应：将悬浮液与P507-P204协同萃取体系混合以20～30r/min的速度搅拌后，静置反应15～20min；
(5)洗涤、分离：完全反应后加入逆流洗涤槽洗涤1～2次，每次10～15分钟，后在旋液分离器中旋液脱水，得到皂化后的P507-P204协同萃取体系。
2.根据权利要求1所述的大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，其特征在于，步骤(1)中所述大理石废浆中水含量为40～50％，碳酸钙占固体重量的95～98％。
3.根据权利要求1所述的大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，其特征在于，步骤(4)中所述悬浮液中碳酸钙的浓度为3～6mol/L。
4.根据权利要求1所述的大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，其特征在于，步骤(5)中所述洗涤槽中采用去离子水洗涤，水相的流速为1～3L/min。
5.根据权利要求1所述的大理石废浆皂化P507-P204协同萃取体系的方法，其特征在于，步骤(5)中所述旋液分离器的工作参数如下：工作压力0.3～0.4MPa，功率10～12kw。
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