β-二酮和5-壬基水杨醛肟从氨性溶液萃取铜的研究

第2 4卷第 1 0期 21 0 0年 1 0月

化工B T JU,Ch m ia n u ty T m e e c l d s r i s I

V 12 No 1 o . 4, . 0

Oc . 0. 0 0 t1 2 1

d i1 . 9 9 j i n 1 0 o:0 3 6/ . s . 0 2—1 4 2 1 .0 0 7 s 5 X. 0 0 1 .0

I 3一二酮和 5一壬基水杨醛肟从氨性溶液萃取铜的研究蒋崇文彭霞张春燕蒯勤 (中南大学化学化工学院，湖南长沙 408 ) 103摘要对 B一二酮， 5一壬基水杨醛肟和它们的混和物萃取氨性溶液中的铜的性能做了研究，结果表明：在铜离子

初始浓度为 2 5g L氨浓度为 5 L,二酮与 5一壬基水杨醛肟的体积比为 12时，回收率达到 8 .0, ./, 6 p一：铜 5 1%饱和

萃铜容量为 6 0sL ./。最佳萃取和反萃条件为：初始水相 p 0温度 3℃, H 1, O硫酸浓度为 10g L 8/。并把 p一二酮和 5一壬基水杨醛肟与 B一二酮的体积比为 l2的混和物应用于模拟印制电路板蚀刻废液中铜的回收，:经过单级萃取，混合物的铜回收率比 B一二酮提高 2 7 .%。

关键词 B一二酮 5一壬基水杨醛肟

铜回收率

萃取

蚀刻废液

S ud n Ex r cin o p e r m t y o ta to fCo p rf o Am m o ic lS l to s n a a ou in

w t一D k tn sa d5一N n l ai llo i i 1 h 3 ieo e n o y l yad xme S cJ n h n w n P n i Z a gC u y n K a Qi i gC o g e e gX a hn h n a u i n a ( ol eo h m s ya dC e i l n ier g C nrl o t n e i,H n nC a gh 10 3 C l g f e ir n h m c g e n, et u U i r t e C t aE n i aS h v sy u a h nsa 0 8 ) 4Ab ta t B—dk tn s 5一n n l aiyad xme, n er xu ew r sdt x a t o p r rm mmo i s c r ieo e, o y l llo i s c a dt i mitr eeu e e t c p e o a h o r c f n— a a ouin h eut so e a h n teiia o c nrt no

o p rw s ./L,tec n e t t n o m— c lslt .T ersl h w dt t e t l n e t i f p e a 5 g o s h w h ni c ao c 2 h o c nr i fa ao

m na a 6g L n evlm a oo o i w s/,adt ou ert f 5 h i B—dk t e ieo st 5一n n l ai lloi a:,tecp e rcvr n o o y sl y dx ca mew s1 2 h o pr eoe y atn d8 . 0 a dtestrt xrc o a ai f o prw s . L h pi m et ci n tp i t i 5 1% n a ae et tncp ct o p e a 0 g .T eo t ae h u d ai y c 6/ mu x at nadsip g r o r nc n i o s we e:ali t lwa e h s H f1 o dt n r i l ni a trp a e p o 0,a tmp r tr f3 i e e a u e o 0%,a uf rc a i o e tain o 8 / nd a s lu cd c nc nr to 1 0 s i f

L .Wh nB—dkt e n dktn s 5一nn l a cl dxm xue(:、 )w r p l dt tercv e ie n sad B— ie e+ o o oy l ya oi emi r 12, V e api o- si l t e e oh eey o o p rfo smu a e se e c n l t nso rne ic i b a d t r u h o e sa e e ta to r fc p e r m i l td wa t thig s u i fp i td cr u t o r o g n tg x r cin,t o p r o o h he c p e

r oeyo xueicesdb .% cm a n i e vr f tr n rae y2 7 c mi o p r gwt p—dkt e. i h ie n s oKe ywo ds B—d k t n s 5一n n ls lc ll o i c p e e o e y e ta t n wa t th n ou in r i eo e o y aiy ad xme o p rr c v r xr ci o se ec i g s l to

随着现代电子信息产业的高速发展，我国印制线路板行业的发展极为迅速，已成为世界

最大的线路板生产国，印制电路板过程中产生大量的蚀刻废液是线路板生产企业遇到的最大环保问题之一 l。废液中 l】含有大量的铜和高浓度的氨，如何有效地对其资源化回收，少环境污染，有重要的意义 j我国目减具。 前处理印制线路板铜氨蚀刻废液的方法大多数是通收稿日期：0 0—0 2 2 1 9— 5

过电解法、碱化法、酸中空纤维支撑液膜法、化学沉淀

法

等，这些方法不同程度地存在 2次污染严重，

回收的铜纯度不高，废液不能返回利用，成本高等缺点，溶剂萃取法回收铜是最为经济有效的途径之 J具有选择性高、离效果好、剂消耗少、分试 2次污染小等优点。B一二酮萃取剂，其活性成分为 1 苯基一13一丙二酮，一种在氨性体系中包括印，是一

,

一

作者简介：崇文(9 8一，,蒋 16 )男副教授，,硕导主要从事 2次资源的转化与利用的研究。通信作者：彭霞 (9 4,, 18一)女硕士生，主要从事湿法冶金的研究。E—m i ppp@ 13 cr al xyz 6 .o : n一

2— 5

■墨圃

2 0 o 4 o0 0 . 1, . 1 V. N 1 2

科进{dns ic&e no)技展A aei cn T h l vc See cog n yL,间 5rn考察 1% 1时 i, a O 3一二酮，O 1%5一壬基水杨

制线路板的蚀刻废液中萃取铜的萃取剂。,具有 1它。

共萃氨量低，易于剥离，稳定性好等优点，但对铜的萃取能力低。5一壬基水杨醛肟对铜有很强的萃取能

醛肟和它们的混和物萃取氨性溶液中的铜的性能，实验结果如表 l。由表 l以看出，两者按不同体积可将配比得到的萃取剂的铜回收率明显高于单一萃取剂

力，是许多商用铜萃取剂的主要有效成分，被广泛应用于酸性介质中铜的特效萃取剂¨但在氨性体系¨,中，尤其在高 p H值下萃取铜时存在较为严重的共萃氨和铜不易反萃等问题¨。本文主要研究 1一 3二酮和 5一壬基水杨醛肟的复配产物对铜在氨性溶液中的萃取性能，讨温度，H值，酸浓度等因素对铜探 p硫萃取和反萃的影响，把其应用于印制线路板蚀刻废并液中铜的回收，克服单一萃取有效成分在氨性溶液中萃取铜的缺陷，

高对铜的萃取性能。提

使用。从表中所得数据可知， B一当二酮与 5一壬基水杨醛肟体积比为 l 2时，的回收率最高，到：铜达8 .0, 5 1%由此可推断，的混和物比以 B一二酮为两者主的萃取剂在反萃上有所降低，但是在萃取性能方面有显著的提升，这对工业生产中最大化利用萃取剂有着良好的应用价值。表 1不同体积比的 B一二酮与 5一 壬基水杨醛肟铜的回收率Ta l T e c p err c v r fdf r n o u be 1 h o p e o e y o ie e tv l me

Ⅱ塞验部1 1试剂与料液 .

rt f3- i tn st5—n n l ai ld xme ai o 1— k o e o de o - o y s ly lo i ca

1一二酮和 5一壬基水杨醛肟都为自行合成， 3 B一二酮的质量分数为 8%,壬基水杨醛肟质量分数 6 5一为 5%。有机相组成： 0用磺化煤油稀释的萃取剂，水相组成：配制一定浓度的铜氨溶液，硫酸和氢氧化用钠调节 p H值。1 2实验方法 . 2 3饱和萃铜容量的测定 .

分别用 1%的 1一二酮，0的 5一壬基水杨醛 0 3 1%肟和 B一二酮与 5一壬基水杨醛肟体积比为 12的复：

萃取试验在一定温度下进行，机相与水相按照有一

配萃取剂对相对铜浓度为 25gL的料液进行饱和 ./容量测定，即反复对新鲜料液进行萃取，直到萃余液浓度等于料液浓度为止，此时负载相达到饱和，负其载量为饱和容量。测定结果如图 l所示：由图 l以可看出，一二酮萃取剂萃取铜的最大饱和容量达 53 1 3 .

定比例混合于分液漏斗中，在恒温水浴振荡器中振

荡一定时间，随后静置分相，出萃余液，排采用 E T DA

滴定法分析萃余液中的铜浓度有机相中的铜浓引，度用差减法求算。水相 p H值用 p S一 5 H 2数字酸度计测定。反萃前用蒸馏水洗涤有机相，硫酸溶液进用行反萃。

L5壬基水杨醛肟萃取剂萃取铜的最大饱和容量，一达 67gL两者体积比为 I2时的复配萃取剂萃取 ./,:

目结墨皇过2 1实验原理 .

魁谴

B一二酮和 5壬基水杨醛肟从氨性溶液中萃取一铜可用式 ( ) 1表示 L 1:

舔

暴

2 Ro+ u N 34亡 C

R(+ N 4) H ( c ( H ) u 2) 2 H矗+ ) o2 H ( N 3) () 1图 1 B一-。 - -m 5一壬基水杨醛肟和它们的混和物的铜萃取等温线Fg 1 E ta t n io h r o o p r xr cin i. x rci te msf rc p e t t o s e a o

式( ) H 1中： R表示萃取剂分子，下角标 ( ) a和() o分别表示水相和有机相。 2 2 B一二酮与 5一壬基水杨醛肟最佳配比 .

在料液铜浓度为 25gL氨浓度为 5/初 ./, 6gL,始p H值为 1,比为 O A一11温度为 2%, 0相/:, 0萃取

wi t B—dk tn s 5一n n l ai llo i e h i oe, e o y s ly d xm caa d t e rm i u e n h i x r t

时间为 5mn反萃温度为 3%, i, 0硫酸浓度为 10g 5/一

2一 6

蒋文 -酮一基杨肟氨溶萃铜研 2 V., .囝圆 崇等 3二和5壬水醛从性液取的究 0. 1 N 1 I目 1 o2。 0 4 0铜的最大饱和容量达 6 0gL, 1 ./比 3一二酮萃取剂多 07ri说明复配后的萃取剂能改善 1 ./,, 3一二酮萃取能力不强的缺点。 2 4影响最佳配比萃取剂萃取的因素 .2 4 1温度对铜萃取的影响 . .∞: 3可褥出随着 H值的增大铜的萃取率有% 8 3从图舛以看；,∞ p

所提高， p当 H值大于 95时铜的萃取率变化幅度不 .大，明在氨性条件下 p说 H值对复配萃取剂萃取铜的影响较小。从萃取率和不浪费原料两方面考虑，我们选择 p H一 1。 O

.在有机相与水相相比 O A一 11初始水相 p 2 5影响最佳配比萃取剂反萃取的因素/:, H . .一1, 0氨浓度为 5 L振荡时间 5rn, 6, i时改变萃取 2 5 1硫酸浓度对铜反萃取的影响 a在 T-3￣, - 0(有机相铜离子浓度为 24/, 2 .5gL有温度范围2 4℃, O一 0考察温度对复配萃取剂铜的萃/:,-5rn改变硫酸的浓 a取性能的影响，试验结果如下图 2所示：图 2可以机相与水相相比 O A一 11t- i,从看出，温度对复配萃取剂萃铜的影响不是很大，于低 3￣时， 0C随着

温度的升高而增加，过 3￣,取超 0E时萃度，别考察了不同硫酸浓度对铜的反萃率的影响，分 试验结果如下图 4所示：图 4可以看出，的反萃从铜率是随着反萃液中硫酸浓度的升高而逐渐增大的，当硫酸浓度为 10gL时， 8/复配后的萃取剂的铜的反萃

率有所下降，不过幅度都不大，在=3℃时，:O萃取率达最大 9%。所以最优选择 3℃。 7 O

率达到 9 .%, 59综合考虑反萃取的要求、经济效益及设备保护等方面的因素，确定硫酸最佳浓度为 10gL 8/。静

釜将

∞

糌

图 2温度对铜萃取的影响Fg 2 E e to e e a u e o x rcin i. f c f mp r t r n Cu e t t t a o

2 42水相 p .. H值对铜萃取的影响

硫酸浓度/ L e e

在温度为 3℃,机相与水相相比 O A一 11 O有/:,

图 4硫酸浓度对铜反萃取的影响Fg 4 Ef c fH2 O4c n e t t no tipn i. f to o c nr i n Cu s r ig e S ao p

氨浓度为 5/, 6 L萃取振荡时间5mn采用硫酸和氢 g i,氧化钠调节初始水相 p H值，察了在不同初始水相考p H值下复配萃取剂对铜的萃取率的影响，果见图结

2 5 2温度对铜反萃取的影响 ..

在硫酸浓度为 10g L有机相与水相相比 O A 8/,/一 11t= n通过改变反萃时温度，考察温度：,=5mi,来

哥{卧

图 3水相 p H对铜萃取的影响Fg 3 E e to H o x rc in i. f c fp n Cu e ta t o

图 5温度对铜反萃取的影响Fi. E e t f e p rt r n Cu s r pn g5 f c m e a ue o ti ig o t p2一 7

一

■墨圆

20 o2, . 0 . 14。0 1V. N 1

科进{dns ic&eno )技展A aei cn T hly v c Se e cog n[] O A F ud b e Bs . e ettn—i ue e 2 on,SM A dl ai Cm nao r i n cdr. dc vr fsl o ey o ef— a s mb e hrf e c p e o d r r m se l u a n o p r p w e

s f d i o

对铜反萃率的影响。实验结果如图 5所示：图 5可从以看出，随着温度的升高，萃率增加。但增加幅度反不大。在温度为 3￣,萃率为 9 .%,度为 0C时反 59温

set t igslt n f r tdc ciba s[] o - pn e h ouo s i e i ut or J .P w cn i o pn r ddr ehooy 2 0,19 3:17—14 e cnl, 05 5 ( ) 2 T g 3

4℃, O反萃率为 9 .%,能耗和反萃率两方面考 68从虑，我们选择 3℃即可。 O2 6萃取回收模拟印制电路板氨性蚀刻废液中的 .铜

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在铜初始浓度为 10 0 gL氯离子浓度为 5 ./,1 7 7g L氨浓度为 10 5g L 6 ./, 7 ./。采用 8% B一二酮 0和 2 .% B一二酮+ 3 3 67 5 .%5一壬基水杨醛肟用于萃取回收模拟印制电路板氨性蚀刻废液中的铜，比相

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O A-21在最佳萃取工艺条件下，级萃取，余/ -:, -单萃液中铜离子浓度分别为 8 ./ 25gL和 7 ./,取 13g L萃率分别为 4 .%和 5 .%。用 10 gL的硫酸反 50 25 8/萃，比 O A一 1 1水相铜离子浓度分别为相/:,5 ./ 0 1g L和 5 . /,萃率分别为 7 .%和 4 0gL反 40

pl—sa et

J .Junlo e ba e Si c, it c e t s[] ora f M m r c ne o l s n e2 0 2 6:3 1~3 9 0 6, 8 0 0

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6 .%,的回收率分别为 3 .%和 3 .%。所以 86铜 33 60p一二酮和 5一壬基水杨醛肟的混和物比 B一二酮更有利于铜的回收，但要增加一道洗涤工艺。

p op a T P i t n 1一ot o[] eaao hsh t B )d ue i e( ld ca l J .Spr i n tna d P r c t n T c n lg,2 0 6 5 6—6 1 n u i ai e h oo y 0 8, 2: 9 i f o 0

日缝( )一二酮和 5一壬基水杨醛肟复配能够得到 1

[] A caaA rwl SK m r,K K Sh .I nadcpe 9 r n ga a, u ai au r n opr h o

rcvr/e v r n uta w t:A r i J . eoe r a f m i srl a e v w[] y mol o d i s s eeI . En . Ch m . Re . 2 0,48,61~61 nd g e s 09 45 61

比较高的铜回收率，优于单一的萃取剂，最佳配比为 B二酮与 5壬基水杨醛肟的体积比为 12一一：。 ( )复配后的混和萃取剂的铜最大饱和容量介 2于单一的萃取剂的铜最大饱和容量之间，到达 60gL ./。最优的萃取和反萃条件为：始水相 p 初 H值为 l,度 3℃,酸浓度为 10g L O温 O硫 8/。 ( )B一二酮和 5一壬基水杨醛肟与 B一二酮的 3体积比为 12的混和物应用于模拟印制电路板蚀刻：废液中铜的回收，过单级萃取，合物的铜回收率经混比 B一二酮提高 2 7。 .%参考文献

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LX 4adLX 4 J .Id E g hm.R s 98 3 I 8 n I 5[] n . n.C e e.19, 7( ) 4 8 4 8 1: 0 4— 0 9

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28一

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