第8篇 现代分离技术对湿法.ppt

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。 8.3 难熔金属工业的今昔 8.3.1 钨冶炼工艺的技术进步 表8—3 碱性萃钨与酸性萃钨的比较 8.3.2 钽铌湿法冶炼工艺的变革 8.5 绚丽多彩的贵金属提取工艺 8.7结束语 1）资源的减少与贫化，逼迫人类利用现在还认为无利用价值的原料。 2）保护环境的要求对工业生产的压力越来越大，开发对环境友好的新技术、新工艺势在必行。 3）高纯金属表现出人类始料未及的一些特殊性质与用途。它对未来科学技术发展的作用是无法估计的。 4）能源紧缺迫使冶金学家采用更加节能的工艺。 5)作为人类历史长河中的一条小溪，分离科学技术还将不断发展，新分离方法将继续出现，原有的分离方法将不断完善、提高。各种学科的互相渗透，各种分离方法的有机结合将促使湿法冶金工艺向更高的高度推进，而冶金分离科学与工程学科也将日趋完善、成熟。 * 1850年Thompson和way发现泥土的碱交换现象并发表了Thompson的同事Spence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 5.4 5.4 3940.0 4810.0 2460.0 1460.0 6530.0 6530.0 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 1910.0 2390.0 2300.0 2870.0 48.5 49.7 1.71 1.67 图8—3 溶剂萃取的铜产量（KMT/Y） 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、Si MgCl2 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 5M NH4Cl 图8—6 离子交换生产APT原则流程图 （弃之） 清 液 稀释过滤 渣 粗Na2WO4 离子交换 交后液 2M NH4OH （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 名 称 用于1t精矿的消耗量 碱性萃取 酸性萃取（计算值） Na2CO3（Kg） 50 100～150 盐酸（30