羟肟萃取剂LIX984N酸解和铜萃取分相性能

第27卷第4期 中国有色金属学报 2017年4月

V

olume 27 Number 4 The Chinese Journal of Nonferrous Metals April 2017

DOI ：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.04.019

羟肟萃取剂LIX984N 酸解和

铜萃取分相性能

刘晓荣1，申君辉1，刘妍君2，朱延号1，张 皓1

(1. 上海应用技术大学 材料科学与工程学院，上海 201418；

2. 上海应用技术大学 工程创新学院，上海 201418)

摘 要：铜溶剂萃取时，萃取剂与硫酸溶液接触将促发其降解。研究羟肟萃取剂LIX984N 的酸解行为及其对萃取分相性能的影响。结果表明：酸降解使肟基结构破坏，LIX984N 中5-壬基水杨醛肟降解生成2-羟基-5-壬基苯甲醛、2-羟基-5-壬基乙酰苯酮肟降解生成2-羟基-5-壬基苯甲酮；有机相与浓硫酸溶液接触30 h 后，萃余液表面张力从56.4 mN/m 降至38.1 mN/m ，铜萃取分相速率明显降低，萃余液中有机相夹带量、溶解量显著增大，有机相流失现象加重。研究发现夹带是萃余液中有机相流失的主要形式，接触50 h 时夹带量在有机相流失总量中占61%。

关键词：铜溶剂萃取；羟肟萃取剂；降解；分相；萃余液夹带

文章编号：1004-0609(2017)-04-0818-07 中图分类号：TF111.3 文献标志码：A

羟肟类萃取剂是富集、分离铜离子的高效萃取剂，其成功开发是铜湿法冶金发展的里程碑。其中，LIX984N 极具代表性，它是有效成分5-壬基水杨醛肟(LIX860N)、2-羟基-5-壬基乙酰苯酮肟(LIX84)以及改质剂4-壬基酚在高闪点煤油中的混合物，三者相对含量(体积分数)比为1:2:5。LIX984N 兼有醛肟的高效萃取性能和酮肟优良的反萃取性能，在国内应用广泛。

铜溶剂萃取生产中，减少萃取剂损失是控制成本的重点。萃取剂通常通过夹带、溶解、挥发、降解等方式而损失，其中水相夹带和溶解造成萃取剂流失，降解造成萃取剂功能丧失，两者是造成萃取剂损失的主要原因。羟肟萃取剂使用过程中会发生氧化、还原、水解、异构、光解等降解反应，使肟功能团破坏而逐渐老化，造成萃取效率降低，界面乳化加重，生产成本增加[1?5]。

不同的羟肟萃取剂有不同的降解途径。WHEWELL 等[6]研究了几种羟肟类萃取剂的降解现象，认为LIX63和SME529在有机体相内与H 2SO 4水解产物HLIX63+·HSO ?·n H 2O 发生反应而降解，生成酮类化合物；LIX65N 和P5100的降解是界面过程，与有机相中夹带的水和酸无关。SPERLING 等[7?8]认为，与硫酸的长期接触和光照是5-十二烷基水杨醛肟

降解的主要原因，萃取剂可快速与浓硫酸进行不可逆反应脱去羟基，可鉴定出酸解的一个组分带有σ-羟基肟和羧基两个功能团，还有许多酸解产物难以鉴定。羟肟类萃取剂与浓硫酸反应也会通过脱水作用产生异噁唑类降解产物[9?10]。

LIU 等[11]的研究表明，LIX984N 会通过贝克曼重排、水解等机理逐渐降解，降解产物可能含羰基、羧基、羟基及酰胺等基团。BARNARD 等[12?13]研究了有机酸、温度、金属离子、工艺参数等对5, 8-二乙基-7-羟基-十二烷-肟(LIX63)稳定性的影响，结果表明，在LIX63/Versatic 10/TBP 协萃体系中，LIX63化学稳定性最差，降解产物为5, 8-二乙基-6, 7-十二烷基二元酮。徐志刚等[14]研究了硝酸根和高锰酸根对几种醛肟或酮肟萃取剂降解的影响，认为酸性条件下，硝酸根能与羟肟萃取剂发生取代反应，生成硝基醛肟或硝基酮肟，两种酸根均加速羟肟萃取剂的降解，增加分相时间，加重界面乳化现象。

羟肟萃取剂由于成分、结构复杂，对其化学稳定性的研究较为困难。目前，对羟肟萃取剂降解的研究主要关注降解的影响因素和产物鉴定。萃取剂降解破坏肟官能团，使有机相载铜能力下降、萃取动力学速率降低的事实不言而喻。迄今为止，少见萃取剂降解对其他萃取性能影响的相关报道。鉴于此，本文作者

基金项目：国家自然科学基金资助项目(51474150) 收稿日期：2016-03-11；修订日期：2016-06-23

通信作者：刘晓荣，教授，博士；电话：021-********；E-mail: xrliu@https://www.wendangku.net/doc/347496227.html,