【工藝應(yīng)用】離子交換樹脂在濕法冶金以及錸提取工藝中的應(yīng)用

濕法冶金是利用浸出劑在一定溫度壓力下與礦石接觸，把礦石中有用的金屬溶解后再從溶液中回收有價(jià)金屬的一種工藝，因?yàn)槠溥^程大都是在水溶液中進(jìn)行，所以又被稱為“水法冶金”。

濕法冶金作為解決我國金屬礦產(chǎn)資源利用問題的有效途徑，具有金屬回收率高、工藝靈活性大、投資省、見效快和伴生成分綜合回收好等特點(diǎn)，尤其適合低品位礦產(chǎn)資源的回收利用。

其工藝流程大致分為以下幾個(gè)步驟：

浸出：用化學(xué)溶劑將原料中有用成分轉(zhuǎn)入溶液。在浸出過程中，無論用水、用酸或用堿作浸出劑，都會(huì)有不溶性金屬或其化合物留在浸出渣中。

液固分離：將浸取溶液和殘?jiān)蛛x，同時(shí)將夾帶于殘?jiān)械囊苯鹑軇┖徒饘匐x子回收。

溶液凈化：浸取溶液的凈化和富集。其作用是一方面使雜質(zhì)不致危害下一道作業(yè)對(duì)主金屬的提取，同時(shí)也是礦物原料綜合利用工藝流程中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，溶液凈化的方法主要有沉淀、溶劑萃取和離子交換等等。

金屬提?。?/strong>從凈化液中提取金屬或化合物，其本質(zhì)是將溶液中的金屬離子還原成金屬并從溶液中析出。

廢水處理：除去廢水中的有害組分，已達(dá)到排放或復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)。這些廢水組成復(fù)雜，可根據(jù)其具體成分及除去有害成分的程度，選擇使用不同的廢水處理方法。

目前常用的方法有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法及電滲析法等。

由于濕法冶金本質(zhì)上是金屬礦物原料在酸性介質(zhì)或堿性介質(zhì)的水溶液中進(jìn)行化學(xué)處理、有機(jī)溶劑萃取、分離雜質(zhì)、提取金屬及其化合物的過程，而離子交換樹脂是由高分子化合物與活性官能團(tuán)反應(yīng)交聯(lián)而成的一類多孔海綿狀固體高分子物質(zhì)，作為一種吸附分離材料，具有較好的耐酸堿性，且不溶于水和有機(jī)溶劑。

也就是說離子交換樹脂能夠有效地從稀溶液中通過離子交換反應(yīng)吸附富集金屬離子的同時(shí)，對(duì)混合金屬離子具有不同的離子交換選擇性，并且離子交換樹脂負(fù)載金屬離子后經(jīng)適當(dāng)?shù)南疵搫┫疵摰玫胶撤N金屬離子的濃溶液，再經(jīng)還原可得純度較高的金屬。

離子交換樹脂用于濕法冶金從水溶液提取有價(jià)金屬或溶液凈化，具有成本低、金屬收率高、設(shè)備自動(dòng)化程度高、操作簡單、污染小的特點(diǎn)。

錸是一種含量很低的貴金屬，在自然界中分布很少且不以單獨(dú)的礦物存在，大部分錸被發(fā)現(xiàn)與鉬共存于銅礦石中，而錸的提取主要來鉬冶煉和銅冶煉的煙灰和廢酸。

錸在銅礦中大多以cures4和res2的形式存在，在銅造锍熔煉過程中，錸的氧化物幾乎全部進(jìn)入煙氣，大部分錸則在煙氣凈化洗滌時(shí)與水反應(yīng)生成高錸酸進(jìn)入污酸中。

在這些污酸中和處理的過程中，錸、銅等有價(jià)金屬進(jìn)入中和渣中，其余量隨廢水損失，即污酸中含有的錸完全沒有得到合理的回收利用，造成有價(jià)金屬的流失及危廢渣量的增加。以目前的生產(chǎn)狀況，大型銅冶煉廠每天都要產(chǎn)生300～1300m3不等的廢酸，其中含re約為3～30mg/l，因此在排放的污酸中錸的潛在價(jià)值較大。

目前國內(nèi)外研發(fā)的相關(guān)回收錸的工藝,因其研發(fā)成本昂貴、回收工藝復(fù)雜、容易導(dǎo)致二次污染、解吸回收困難、解吸劑毒性大、產(chǎn)品純度不、回收效率低以及投資成本等因素使得錸的回收利用成為行業(yè)難點(diǎn)。

在礦中提取銅,焙燒的過程中會(huì)產(chǎn)生含錸煙道灰,煙道灰需定期用酸浸泡進(jìn)行清理回收其中的金屬錸，科海思作為“環(huán)保治理價(jià)值化”理念的倡導(dǎo)者和實(shí)踐者，在浸泡后的煙道灰經(jīng)過過濾后采用Tulsimer?RCX-5143回收錸樹脂進(jìn)行選擇性吸附回收錸,吸附飽和后再用氨水或氫氧化鈉進(jìn)行洗脫,回收得到錸酸銨。

科海思錸提取工藝能夠有效解決國內(nèi)提錸技術(shù)成本昂、應(yīng)用受限的現(xiàn)狀，不但工藝簡單、實(shí)用性強(qiáng)，而且回收效率高、投資少、運(yùn)行成本低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

Tulsimer?RCX-5143回收錸樹脂在應(yīng)用上對(duì)于錸的吸附和解吸均不受硫酸鹽、銅離子和砷含量的干擾，實(shí)際工作交換容量可達(dá)30-50g/l，而且出水錸含量穩(wěn)定控制在0.02ppm以下。

重要參數(shù)

同時(shí)從煙道灰中回收錸的經(jīng)濟(jì)效益也非常可觀。假設(shè)一年實(shí)際運(yùn)行時(shí)間為300天、日處理酸洗煙道灰廢水為500噸,1噸酸洗廢水含錸量為30g,那么:

　　日回收錸:500噸*0.03kg/噸 =15kg

　　年回收錸:15kg*300(天)/年=4.5噸/年錸

　　折合錸酸銨(99.99%):6.48噸/年

　　回收錸年利潤:6.48噸/年錸酸銨* 450萬元/噸=2900萬元/年

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科海思（北京）科技有限公司成立于2010年，致力于環(huán)保技術(shù)革新，圍繞企業(yè)在廢水處理、資源回收、凈水處理、危廢處理、工藝缺陷等環(huán)境治理過程中成本高、難度大、穩(wěn)定性差的現(xiàn)狀，為企業(yè)提供更高效、可持續(xù)、高回報(bào)的解決方案。

2011年科海思與美國Thermax集團(tuán)、德國WATCH集團(tuán)合作成為其中國區(qū)總代理，將“特種離子交換樹脂”引進(jìn)國內(nèi)，基于國情進(jìn)行工藝創(chuàng)新，不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí)。在推廣實(shí)踐中，倡導(dǎo) “環(huán)保治理價(jià)值化”新理念，在治理的同時(shí)進(jìn)行廢物資源再生，將企業(yè)環(huán)保建設(shè)從單純投入轉(zhuǎn)為開源投資。