试验所用原料为工业纯金,含金量99.9%以上。各种提取条件和提取率之间的关系如下。
第一,溶液的酸度与萃取率的关系。
从乙醚盐酸溶液中萃取各种金属的氯化物时,各种金属在水相和有机相中的分配系数随盐酸的浓度和金属的价态变化很大。图1所示的萃取试验结果与H.M. Irwin在6mol∕L盐酸溶液中用乙醚萃取金属氯化物的数据基本一致(见下表)。从图中可以看出:在盐酸溶液中,乙醚萃取金属氯化物的萃取率随着盐酸浓度的增加而增加。当盐酸浓度为1 ~ 3mol·∕l时,砷、铁、锑、锡等金属的萃取率很低,而三价金的萃取率几乎不变。因此,在萃取过程中必须严格控制酸度,实现金与杂质的分离。
图1不同酸度下各种金属的萃取率
用乙醚从6N盐酸溶液中萃取金属氯化物的结果
第二,金浓度对萃取率的影响。
根据菲克定律,单位时间内的传质速率(萃取率)与驱动力(浓度差)成正比。公式是:
=kF(C1-C)
式中g——提取量;
t-提取时间;
k-转移系数;
f-两相接触面积;
C1——原液中提取金属的浓度;
平衡时有机相中萃取金属的浓度。
从公式中可以看出,萃取率随两相浓度差和水相中金浓度的增加而增加。
为了增加两相之间的浓度差,唯一可以采取的措施是增加有机相的体积并降低有机相中萃取物质的浓度。通过不同的对比实验,在不同配比(水)下,金的提取率(%): 3 ∶ 1,99.0;2∶1,99.5;1∶1,99.1。从整体经济效果考虑,采用水与水的比例= 1 ∶ 1为宜。水相中金的富集实验表明,不同金浓度的萃取率(%): 100g/L,96.2;120g∕l,98.7;150g∕l,99.4;200g∕L,98.2。可以认为含金100 ~ 150 g ∕ L的原液比较合适。如果原液中金的浓度过高,有机相中的金达到饱和后,水相中残留的金会相应增加,导致萃取率下降。
3.相间接触、萃取时间和温度对萃取的影响。
在萃取过程中,可以采用强力搅拌和逆流萃取来加强两相之间的接触,从而提高萃取率。
提取时间应尽可能完整。考虑到乙醚可循环使用,萃取时间为10 ~ 15min。
虽然温度的升高可以加速离子的扩散,但温度的升高会增加乙醚的挥发损失,所以应采用室温,不增加乙醚捕集设备。
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