高位阻β-二酮萃取剂的制备及其对氨性溶液中铜和锌萃取性能的研究
“氨浸-萃取反萃-电积”工艺是处理我国高碱性脉石型低品位氧化铜矿和氧化锌矿的理想工艺。其中,萃取剂的选择和设计是该工艺的核心问题。本论文针对商品β-二酮萃取剂在氨性溶液中使用容易变质、对Cu2+选择性差,对Zn2+萃取效率低等缺点,制备出一系列不同结构β-二酮萃取剂,并系统地研究了β-二酮类萃取剂的萃取性能和稳定性,找到了适合于从氨-铵盐体系中萃取Cu2+的高位阻β-二酮类萃取剂,找到了适合于从氨-铵盐体系中萃取Zn2+的协同萃取体系,并对其机理进行了研究。
1、采用克莱森缩合反应制备了一系列不同空间位阻和含氟官能团的β-二酮萃取剂,它们包括:1-苯基-3-正庚基-1,3-丙二酮(Ⅲ1),1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮(Ⅲ2),1-(4’-十二烷基)苯基-3-叔丁基-1,3-丙二酮(Ⅲ3),1-(4’-十二烷基)苯基-3-三氟甲基-1,3-丙二酮(Ⅲ4)。采用现代波谱分析方法(FTIR,1HNMR,MS)对其进行了表征。
2、系统地研究了β-二酮类萃取剂分子的空间位阻和萃取剂酸性对萃取能力和萃取选择性的影响。发现β-二酮类萃取剂的酸性越强,对同种金属离子的萃取效率越高,但对不同金属离子的萃取选择性越差；随着萃取剂分子空间位阻的增大,其对Ni2+和Zn2+的萃取效率随之降低,但对Cu2+的选择性随之增大。
3、通过对不同空间位阻β-二酮类萃取剂进行稳定性研究,证明了空间位阻较大的萃取剂具有更高的稳定性,长期使用不会变质。
4、通过研究五种协萃剂的比较实验,发现三正辛基氧化膦(TOPO)对萃取效率的提高最为显著,确定了TOPO与高位阻β-二酮(Ⅲ2)的协同萃取系数R=3.36。运用斜率法确定了高位阻β-二酮(Ⅲ2)萃取Zn2+时萃合物组成为ZnA2；TOPO与高位阻β-二酮(Ⅲ2)的协萃体系萃取Zn2+时协同萃合物组成为ZnA2B；协同萃合物稳定常数logβ1=2.08。
溶剂萃取;高位阻β-二酮;氨性溶液;萃取剂;缩合反应;波谱分析;稳定常数
中南大学
硕士
冶金物理化学
陈启元
2010
中文
TF804.2
77
2011-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）