树脂富集铼的研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 4 3 树脂富集铼的研究 马红周，王耀宁，兰新哲 西安建筑科技大学冶金工程学院，西安7 1 0 0 5 5 摘要用2 0 1 X7 强碱性凝胶型离子交换树脂对钼精矿焙烧烟尘浸出液中的铼进行分离富集工艺条件进 行研究。通过对溶液中主要金属离子存在状态的分析，选择用2 0 1 7 树脂对溶液中铼进行离子交换吸 附，对该树脂在实验溶液中的有关吸附交换的表观吸附容量、吸附溶液p H 等进行了实验研究，另外选 择出了对负载树脂上铼进行有效解吸的解吸剂，并进行了动态解吸。实验结果表明烟尘浸出液经氧化 预处理后，用2 0 1 X7 树脂在常温，p H 9 ．0 时可以对浸出液中的铼有效富集，树脂对铼的表观饱和吸附 容量为9 2m g ／g ；采用lm o l ／L 的硝酸溶液可以对负载树脂上的铼进行有效的解吸。 关键词铼；树脂；离子交换；烟尘；解吸 中图分类号T F 8 4 1 ．8文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 9 0 6 0 0 4 3 0 3 S t u d yo nt h eS o r p t i o no fR h e n i u mb yA n i o nE x c h a n g eR e s i n M AH o n g - z h o u ，W A N GY a o - n i n g ．L A NX i n - z h e S c h o o lo fM e t a l l ．E n g ．，X i a nU n i v ．o fA r c h ．＆T e c h ．，X i a n7 1 0 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t T e c h n i q u e sa r ea p p l i e df o rt h es o r p t i o no fr h e n i u mf r o mt h el e a c h i n gs o l u t i o no ft h ef u m eo fc a l c i m a t i n gm o l y b d e n i t ec o n c e n t r a t eb y2 01 7s t r o n gb a s ea n i o ne x c h a n g er e s i n ．B ya n a l y z i n gt h em a i ni o n f r o mt h el e a c h i n gs o l u t i o nb ep r e t r e a t m e n t e d ，t h e2 01X7s t r o n gb a s ea n i o ne x c h a n g er e s i ni su s e di ne x p e r i m e n t ．T h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so nt h es o r p t i o nw e r ei n v e s t i g a t e d ，w i t hm e d i u mp H ，s o r p t i o nt i m e ，s a t u r a t i o na d s o r p t i o nf o rr h e n i u me t c ．W ea l s os e l e c tae f f e c t i v ed e s o r p t i o na g e n tf o rr h e n i u mo nt h el o a d e d r e s i n ，a n dh a v eb e e ne x p e r i m e n t a l l yf o rd y n a m i cd e s o r p t i o n ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h eb e s te f f e c t f o ra d s o r p t i o ni nl e a c h i n gs o l u t i o ni sp H 9 ．0 ．T h es a t u r a t i o na d s o r p t i o nf o rr h e n i u mi s9 2m g ／go nt h e2 0 1X 7 a n i o ne x c h a n g er e s i n ．N i t r i ca c i ds o l u t i o ni sae f f e c t i v ed e s o r p t i o na g e n tf o rr h e n i u mo nt h el o a d e dr e s i n ． K e y w o r d s R h e n i u m ；R e s i n ；A n i o ne x c h a n g e ；F u m e ；D e s o r p t i o n 从含铼溶液中分离富集铼的方法很多，主要有 沉淀法、树脂离子交换法和溶剂萃取法。这些工艺 所处理的含铼溶液主要是含铼钼精矿的压煮液、钼 精矿焙烧过程中的烟尘淋洗液以及含铼催化剂的浸 出液等[ 1 ] 。这些溶液的特点是溶液中含铼浓度较 高，对这些溶液的处理报道较多，但对钼精矿焙烧烟 尘浸出液中铼的分离回收的报道则很少，因为这种 浸出液中铼的浓度相对较低。钼的浓度相对较高，所 以从这类溶液种分离富集铼的工艺研究显得比较必 作者简介马红周 1 9 7 3 一 ．男，陕西风翔人。硕士。讲师． 要。 1实验过程及方法 1 ．1 离子交换树脂的选择 实验用含铼溶液是将钼精矿焙烧过程中收集的 烟尘用水浸出[ 1 ] ，浸出结束后，固液分离得浸出液， 将浸出液在恒温水浴锅中加热至5 0 ℃并保温，再加 入氢氧化钠调整浸出液p H 到一定值后，加入一定 体积的过氧化氢使溶液由蓝色转变为淡黄色或无 万方数据 4 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 色，溶液过滤后进行离子交换吸附试验，在焙烧烟尘 浸出液含有钼，在p H 较低的溶液中，钼主要以多钼 酸根的形式存在，其离子的尺寸较大，在上述条件制 备的溶液，溶液中的钼主要以M 0 0 42 一形式存在，其 离子尺寸较小；浸出液中的铼主要以R e O 。一的形式 存在，并且其形式不随溶液的p H 的变化而变化，为 了能使溶液中的铼和钼在离子交换过程中充分的分 离，选择了凝胶型离子交换树脂来进行试验，另外又 是在碱性条件，所以选择了强碱性阴离子交换树脂 作为试验用离子交换树脂。 1 ．2 树脂吸附和解吸实验 吸附和解吸实验采用静态法进行，吸附过程将 一定体积预处理[ 4 ] 过的2 0 1 7 树脂放人一定体积 的溶液中进行搅拌吸附，吸附后液取样分析溶液中 铼浓度[ 2 _ 3 ] 。解吸过程将负载树脂放入一定体积 的解吸溶液中进行搅拌解吸，解吸后液取样分析溶 液中铼浓度。 2实验结果与讨论 2 ．1 溶液p H 对离子交换树脂吸附量的影响 取树脂与溶液的体积比为1 ／5 0 0 ，常温，用硫酸 和氢氧化钠调整含铼溶液的p H ，在不同p H 静态吸 附2h ，吸附后的溶液取样分析其中的铼浓度，实验 结果见图1 。 891 0 p H 图I 溶液p H 对树脂吸附铼的影响 F i g ．1R e l a t i o n s h i pb e t w e e np Ha n d a d s o r p t i o nr a t eo fR e 溶液p H 对离子在溶液中的存在形态 分子、离 子、络合物等 均有影响，因此对吸附效果也有影响。 由试验结果可以得出，在溶液p H 一8 ．O ～9 ．0 时，树 脂对铼的吸附量较高，所以，后续的吸附实验溶液的 p H 均在8 ．0 ～9 ．0 。 2 ．2 常温条件树脂饱和容量的测定 通过溶液p H 对树脂吸附的影响实验可以确 定，在溶液p H 8 ．0 ～i 0 ．0 时，树脂对铼的吸附量 较大，所以在溶液p H - - - - 9 ．0 的条件下进行树脂表观 饱和吸附量测定。 准确量取一定体积预处理过的湿树脂，放入 5 0 0 倍树脂体积的经氧化预处理的浸出液中 p H 9 ．0 ，吸附前氧化预处理液中铼浓度1 4 8 ．3m g ／L ， 常温下静态吸附2h ，然后取出树脂，重新放入新鲜 的经处理的含铼浸出液继续吸附，如此重复，直到吸 附后液中铼浓度不再变化为止，这样可以保证树脂 已经吸附饱和。当吸附次数分别为1 、2 、3 、4 、5 次 时，吸附残液中铼浓度分别为 m g ／L 9 0 、1 0 7 ．5 、 1 2 7 ．5 、1 4 3 ．8 、1 4 8 ．3 。可以看出，在溶液吸附5 次 后，吸附后液中铼的浓度与吸附前液中的浓度相同， 由此可以判断，树脂已经吸附饱和。计算表明，树脂 在溶液P H 一9 ．0 时对铼的表观吸附饱和容量为5 9 m g ／m L ，经推算得每克干树脂的表观吸附饱和容量 为9 2m g ／g 。 2 ．3 吸附时间对树脂吸附量的影响 离子交换的速度与离子交换的扩散系数等有关 系，所以吸附质与吸附剂要有足够的接触时间才能 达到吸附平衡。吸附平衡所需要的时间取决于吸附 速度，吸附速度越快，达到平衡所需要的时间越短。 取氧化预处理的溶液4L ，树脂3 0m L 。常温， p H 9 ．0 条件下。静态吸附，在吸附不同时间取样 分析溶液中的铼浓度，实验结果见图2 。 ， 誉 鑫 鬈 图2吸附时间与铼吸附量之间的关系 F i g ．2R e l a t i o n s h i pb e t w e e nt i m ea n d a d s o r p t i o nr a t eo fR e 图2 表明在树脂吸附2h ，随着吸附时间的延 长，液相中铼的浓度变化较小，根据上述测得的树脂 饱和吸附容量计算，树脂并未达到其饱和容量，这就 说明，该树脂的吸附过程主要由扩散过程控制，要使 ∞ 弱 ∞ ；； { ；} 黔 ∞ 硌 m ％／醉莲蓉嚣 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 4 5 树脂吸附饱和，必须提高液相中的R e O 。～浓度；在 液相中铼浓度达到2 0m g ／L 左右时，树脂已达到吸 附平衡，为能使液相中的铼完全吸附，必须更换新的 树脂或采用多级吸附。 3 负载树脂的解吸实验 3 ．1 负载树脂的静态解吸实验 解吸选用硝酸作为解吸液，对吸附铼的负载树 脂用蒸馏水洗至中性，后用不同浓度的硝酸溶液进 行解吸，解吸实验结果见图3 。 硝酸浓度， t o o l L - 1 、图3 硝酸浓度对负载树脂上铼的解吸效果 F i g ．3R e l a t i o n s h i pb e t w e e nc O n c e n t r a t i O n o fH N 0 3a n dd e s o r p t i o nr a t eo fR e 解吸过程条件温度2 9 8K ，解吸时间2h ，解吸 液／树脂 V ／V 1 0 ／1 。 由图3 可以看出硝酸可以比较有效的解吸负 载树脂上的铼，并且随硝酸浓度的增加，铼的解吸率 明显增加。 3 ．2 负载树脂的动态解吸实验 将吸附饱和的2 0m L 离子交换树脂装入直径 1 0m m 的离子交换柱，采用顺流解吸，解吸液流速5 m L ／m i n ，解吸的流出液分别在不同时间取样分析， 实验结果见图4 。 O1 0 02 0 U3 J 【I4 0 0 解吸液体移a J m L 图4 铼的动态解吸曲线 F i g ．4D e s o r p t i o nc u r v eo fR e 由图4 可见，采用动态解吸，需要2 0 倍树脂体 积的解吸液能够将负载树脂解吸充分，并且解吸曲 线基本上无脱尾现象。流出的解吸液中得铼浓度可 达到4 ．5g ／L 左右，便于进一步浓缩结晶制备铼酸 铵产品。 4结论 采用2 0 1X7 强碱性凝胶型树脂分离富集烟尘 浸出液中铼的方法是有效的；溶液p H 9 ．0 时，树 脂对铼的吸附量最大，树脂吸附表观饱和容量为9 2 m g ／g ；采用1m o l ／I 。硝酸溶液作为负载树脂上铼的 解吸液是比较有效的。 参考文献 [ 1 ] 张文钲．铼的生产与应用研究进展[ J ] ．中国钼业， 2 0 0 8 ，8 4 5 1 1 ． [ 2 ] 钱庭宝．离子交换剂应用技术[ M ] ．天津天津科学技 术出版社，1 9 8 4 ． [ 3 ] 钱庭宝，刘维林．吸附树脂及其应用[ M ] ．北京化学工 业出版社，1 9 9 0 ． [ 4 ] 高天星，鲍负．从冶炼废液中同收铼方法研究[ J ] ．北京 钢铁学院学报，2 0 0 8 4 6 3 6 6 ． E 5 3 李来平，吴贤，张文钲．铼的提取与应用研究现状[ J ] ． 矿、啦快报，2 0 0 8 ，1 0 1 0 二5 6 5 7 。 6 5 4 3 2 l O 111．3、莓f鹾；缛 “斜瓢ⅡH M 舢瓤甜H ● 母旃簦罄器 万方数据