液膜法提取氯化钴

2 实验部分
2. 1 主要试剂与仪器
收稿日期 :2002 - 02 - 23 作者简介 :李玉萍 ,女 ,1969 年生 ,毕业于北京大学化学系 ,博士后 。
Co2 + 标准溶液 ,常规配制 1 mg CoCl2/ mL 。 掩蔽溶液 ,100 mL 质量分数为 2. 5 %乙二胺四 乙酸中 ,加入 6 g N H4 F 和 3 g 巯基丁二酸 。 膜试剂 : HD THP ;L113B (双烯基丁二酰亚胺) ; 液体石蜡 ;磺化煤油 ,市售煤油与硫酸 ( d = 1. 84) 按 4∶1 (体积比) 的比例混合 ,在 80 ℃下磺化 30 min ,用 分液漏斗分离出煤油 ,再用 N H4 HCO3 (1. 5 mol/ L ) 水溶液洗涤至中性 ,即为磺化煤油 ; 以 2. 5 mol/ L HCl 水溶液为内相试剂 。 仪器 :制备分离器 、制乳器 (自制) ;DBJ - 621B 型电 动 搅 拌 器 [ 自 动 控 制 转 速 ( r/ min ) 和 时 间 (min) ] ; HL - 2 型恒流泵 ;高压静电发生器 (2. 5～8 kV) ;p H = S - 3C 型酸度计 ;721B 型分光光度计 。 2. 2 实验方法 制乳 取 HD THP 、L113B 液体石蜡和磺化煤 油等按体积分数为 8 %、4 %、3 %和 85 % ,分别置于
t he efficiency of cobalt ext raction is above 91 % under an appropriate experimental conditions In t his case many co - existed ions. can not t ransport t hrough t his liquid membrane. So Co2 + can be separated f rom t hese ions satis2 factorily. The met hod has been for t he ext raction of cobalt in ores ,slag ,dust f ume and waste catalyst containing
factors affecting t he ext raction efficiency of cobalt such as temperat ure ,cobalt concent ration , HCl concent ration , p H value of outer p hase ,and t he ratios of emuision to water have been st udied. Experimental result s show t hat
第 26 卷 第 2 期 李玉萍 :液膜法提取氧化钴
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制乳器中 ,混合均匀后慢慢加入与有机相等体积的 HCl 水溶液 (2. 5 mol/ L ) ,2 500 r/ min 高速搅拌 26 min ,制成油包水型的液膜 。
提取 取 500 mL 料液 ,置于分离器中 ,加入 20 mL 掩蔽溶液 ,用质量分数为 20 % NaO H 水溶液调 节 p H 4. 5～5. 5 ,加 10 mL 乙酸盐缓冲液 (p H = 5) , 加入 35 mL 液膜 ,以 300 r/ min 转速搅拌 15 min ,静 置分离 。上层是有机相 ,下层是提取后的料液 。
3. 4 内相试剂的用量 料液中的 Co2 + 被流动载体透过膜相传递输送
到内相中 ,Co2 + 在内相中形成强电解质 CoCl2 实验 表明 , 1. 8 ～ 4. 8 mol/ L HCl 水溶液 作 内 相 试 剂 , Co2 + 的提取率在 91 %以上 (见表 2) 。内相中的 Co2 Cl2 是强电解质 、离解成离子状态 ,不溶于液膜 ,此过 程为不可逆反应 ,所以 Co2 + 被富集在内相中 。
破乳 静置分层后 ,弃去料液 ,将分离器中留下 的液膜 ,再与高压静电发生器相接 ,3 kV 电压下破 乳 5 min ,静置 。膜相与内相含 Co2 + 的水溶液 ,彻底 分层 。上层是有机相 ,下层是含有 Co2 + 的水溶液 。
测定 收集含有 Co2 + 的水溶液 ,置于 100 mL 容量瓶中 ,然后用亚硝基红盐测定钴的含量 ,波长 530 nm ,1 cm 比色皿 。计算钴的质量浓度 。
3 结果与讨论
3. 1 流动载体的用量 液膜体系中的分离过程 , 不受平衡支 配 。用
HD THP 流动载体输送 Co2 + 的能力和传递 Co2 + 的 速度 。为了寻找最佳流动载体 ,做了大量实验工作 。 曾用 HD THP 、M EHPA (2 - 乙基己基磷酸 2 - 乙基 己脂) 、PMBP (1 - 苯基 - 3 - 甲基 - 4 - 苯甲酰基 5 - 吡唑酮) 等 ,分别作流动载体进行实验工作 。结 果表明 , HD THP 作 Co2 + 流动载体 ,效果较好 。以 体积 分 数 8 % HD THP 流 动 载 体 , Co2 + 的 提 取 率 91 %以上 ,纯度 CoCl2 在 99. 5 %以上 。用 HD THP 作流动载体所制成的液膜 ,放置时间在 6 h ,液膜是 相当稳定的 ,不影响钴的提取 。流动载体在膜相中 不断传递 、输送钴 ,而在内相中富集了高浓度的 Co2 Cl2 水溶液 。 3. 2 L113B 的用量
3. 6 乳水比的影响 液膜体积 (Ve) 和含有钴料液的体积 ( Vw) 之比
8. 0
9. 0
Co2 + 的提取率 89. 99 91. 50 92. 65 92. 62 92. 58 92. 09 91. 59 91. 01 89. 90 /%
注 :1) 膜相 (体积分数) :8 %HD THP 、4 %L113B 、3 %液体石蜡和 85 %磺化煤油等 ;2) 内相试剂 ,215 mol/ L HCL 水溶液 ;3) 外 相 :料液为 p H = 5 ; 4) Roi 为 1∶1 , Rew 为 35∶500 ; 5) 温度为 15～38 ℃,富集时间 26 min ;6) 加入 ED TA 、N H4F 、巯基丁二 酸等 ,阻止其它金属离子迁入内相 ,大大提高了提取 Co2 + 的 选择性 。
表 2 HCl 浓度与 Co2 + 的提取率
HCl 浓度/ mol·L - 1 Co2 + 的提取率/ %
1. 8 2. 0 2. 5 3. 0 4. 0 4. 8 5. 0 6. 0 90. 96 91. 72 92. 48 92. 47 92. 41 91. 98 90. 15 89. 91
注 :实验条件同表 1 。内相试剂 ( HCl) 浓度超过 5 mol/ L HCl ,膜 相不稳定 பைடு நூலகம்Co2 + 的提取率有所下降 。
第 26 卷 第 2002 年 4
2期 月
CHINA
中 国 钼 业
MOL YBDENUM INDUSTR Y
VAoplr.i2l 6 2N0o0.22
液膜法提取氯化钴
李玉萍 王献科
(兰州市东岗镇钢厂 兰州 730020)
摘 要 用 HDEHP [ = ( 2 - 乙 基 己 基) 磷 酸 ] 液 膜 体 系 对 钴 进 行 提 取 。该 体 系 包 括 流 动 载 体
EXTRACTION OF CoCl2 BY L IQUID MEMBRANES METHOD Li Yuping Wang Xianke
(Donggangzhen Steel Works ,Lanzhou , Gansu ,730020) Abstract An liquid membrane system has been used for ext raction of cobalt . The system includes a mobile Car2 rier ( HD EHP) , a surfactant (L113B) , a film - st rengt hening agent ( liquid paraffin) , a solvent ( Sulp honated kerosene) and t he internal p hase (2. 5 mol/ L HCl water solution) . The stability of t he liquid membrane and t he
3. 5 外相料液的 p H 值影响 实验表明 ,料液 (或试液) 的酸度为 p H = 3. 5～
6. 8 ,Co2 + 的提取率均在 91 %以上 (见表 3) 。料液 的 p H ≥6. 8 时 ,提取 Co2 + 的效果偏低 ;料液的 p H ≤ 3. 5 ,Co2 + 的提取率降低 。本实验用料液的 p H 值为 5 较好 。
表 3 料液的酸度与 Co2 + 的提取率
料液酸度/ pH 值 3. 0 3. 5 4. 0 5. 0 6. 0 6. 8 7. 0 8. 0 Co2 + 的提取率/ % 89. 60 92. 05 92. 95 93. 82 93. 09 92. 03 91. 09 90. 80 注 :实验条件同表 1 。
( HDEHP) 、表面活性剂 (L113B) 、膜增加剂 (液体石蜡) 、溶剂 (磺化煤油) 和内相 (2. 5 mol/ L HCl) 。研 究了液膜的稳定性 、温度 、Co2 + 浓度 、HCl 浓度 、外相 p H 值 、乳水比和油内比等因素对提取钴的影响 。 实验结果表明 ,在适当条件下 ,CoCl2 的提取率可达 91 %以上 。在此情况下 ,许多共存离子都不迁移 、 透过此液膜 。只有 Co2 + 可以从这些离子中得到满意的分离 。此法已用于提取黄铁矿 、烟灰 、炉渣和 含有钴废催化剂中的钴 ,CoCl2 的纯度大于 99. 5 %。 关键词 钴 提取 液膜法 含有钴废催化剂 中图分类号 : TQ028. 8 文献标识码 :A 文章编号 :1006 - 2602 (2002) 02 - 0028 - 03