萃取剂组合物以及含铁废水的资源化利用方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种萃取剂组合物以及一种利用了所述萃取剂组合物的含铁废水的资源化利用方法。

背景技术

粉煤灰是我国当前排放量最大的工业废渣之一，不合理处理会造成严重的社会与环境问题，同时，粉煤灰富含Al

铁、铝元素广泛存在于自然界的各种矿物中，在各种冶金过程中几乎均涉及铁、铝元素的分离。传统湿法冶金工业中，主要采用沉淀法除去溶液中的铁，如黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等，这些方法存在铝损失大、沉渣回收困难且易造成二次污染等问题。为了进一步从溶液中分离铝和铁，自20世纪60年代以来，人们开始研究溶剂萃取法分离铁。中国专利CN102061398A采用“N503-异辛醇-磺化煤油”的萃取体系，对含铁2～7g/L的溶液进行三级萃取，然后用2％的草酸和l mol/L的盐酸反萃铁，其缺点为萃取体系萃铁能力弱，且反萃需要用草酸和l mol/L的盐酸，原辅料消耗高，难以实现工业化应用。李明玉等发明了一种从盐酸体系中萃取分离铁、铝的方法，其采用的萃取体系为“N503-TBP-正辛醇-磺化煤油”，该萃取体系选择性高，铝不被萃取，铁和铝的分离彻底，但是其所针对的三价铁浓度为50～60g/L，对于含三价铁在60g/L以上的萃取分离情况并没有提及。对于高浓度铁的萃取分离，中国专利CN 110885931A采用了“N，N-二(1-甲基庚基)已酰胺(N503)-磷酸三丁酯-仲辛醇-磺化煤油”萃取体系，对Fe

基于前述技术不难看出，现有的铁萃取体系大多使用有机胺类萃取剂，或协同使用有机胺类萃取剂和磷酸酯类萃取剂，有机胺类萃取剂价格昂贵，导致废水的资源化利用成本较高。因此需要寻找一种成本低廉、更适于大规模工业化应用的资源化利用方法。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述不足，本发明的一个目的是提供一种萃取剂组合物，该萃取剂组合物无需添加常见的有机胺类萃取剂，组成简单，成本低廉，能够有效萃取分离出Fe

本发明的另一个目的是提供一种含铁废水的资源化利用方法。

本发明提供的萃取剂组合物按质量百分比包括：20～40％的如式1所示的磷酸酯类萃取剂、35～50％的C

式1中，R表示C

现有的铁萃取体系大多需使用有机胺类萃取剂(如N1923、N503等)，本发明的发明人发现，磷酸酯类萃取剂和C

本发明提供的萃取剂组合物中，磷酸酯类萃取剂和一元醇的用量比例可在上述范围中由本领域技术人员进行调整。在一些优选的实施方式中，所述萃取剂组合物按质量百分比包括：20～35％的如式1所示的磷酸酯萃取剂、35～40％的C

本发明提供的萃取剂组合物中，磷酸酯类萃取剂可以为本领域常见的种类。在一些优选的实施方式中，所述R表示C

本发明提供的萃取剂组合物中，C

本发明提供的萃取剂组合物中，稀释剂可以为本领域常见的种类，只要不影响磷酸酯类萃取剂和一元醇的萃取能力即可。在一些优选的实施方式中，所述稀释剂选自磺化煤油或煤油。

本发明提供的含铁废水的资源化利用方法为：使用前述技术方案任一项所述的萃取剂组合物作为萃取剂萃取所述含铁废水中的Fe

本发明的资源化利用方法利用本发明的萃取剂组合物作为萃取剂，通过萃取、反萃过程可以高效率且低成本地从含铁废水中萃取分离出Fe

本发明提供的资源化利用方法中，所述反萃剂选自pH值＝1～2的酸化水，酸化水成本较低，易于反萃。在一些优选的实施方式中，所述反萃剂选自pH值＝1～2的盐酸溶液，例如0.1mol/L的盐酸溶液。

本发明提供的资源化利用方法中，所述萃取的过程中，所述萃取剂(即有机相)与所述含铁废水(即水相)的体积比为6:1～1:1，即V

本发明提供的资源化利用方法中，所述反萃的过程中，所述负载萃取相(即有机相)与所述反萃剂(即水相)的体积比为6:1～1:1，即V

本发明提供的资源化利用方法中，所述萃取还可以采用多级逆流萃取，萃取级数为4～8级，包括但不限于4、5、6、7、8级；可选地，所述反萃也可以采用多级逆流反萃，反萃级数为4～8级，包括但不限于4、5、6、7、8级。

本发明提供的资源化利用方法中，所述含铁废水可以为一步酸溶法工艺过程中所产生的提镓废水，通常，提镓废水中Fe

本发明提供的资源化利用方法还包括利用所述含Fe

本发明提供的技术方案具有以下优点：

本发明的萃取剂组合物无需使用有机胺类萃取剂，萃取体系简单，成本较低，对于三价铁离子的萃取选择性高，饱和容量大，即使高浓度铁之下也不易产生第三相，萃取效率高且易于反萃，因此可适用于各类含铁废水的萃取处理，特别是高含铁废水的萃取处理。

本发明的资源化利用方法通过使用本发明的萃取剂组合物能够有效地从含铁废水中萃取分离出铁而加以资源化利用，分离效率高，分离效果好，而且处理成本得到了大幅降低，非常适宜于大规模的应用，具有重要的经济和社会价值。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明实施例中使用的萃取原液为准能资源综合开发有限公司的“一步酸溶法”工艺过程中所产生的提镓废水。

如无特别说明，本发明的实施例中所使用的百分数均为质量百分数。

实施例1

萃取原液含Fe

表1不同萃取体系的萃取结果

表1结果显示，“25％TBP+35％仲辛醇+磺化煤油”作为萃取体系时，铁分配比为0.98，大于“25％TBP+磺化煤油”和“35％仲辛醇+磺化煤油”各自作为萃取体系时的铁分配比之和0.59，说明TBP和仲辛醇具有协同萃取的作用，而且仲辛醇还有利于消除形成的三相。因此，在“25％TBP+35％仲辛醇+磺化煤油”的萃取体系中，仲辛醇既是协萃剂，又是改质剂。

实施例2

萃取原液含Fe

表2六级逆流串级萃取数据表

萃铁余液返回粉煤灰盐酸浸铝。

取上述萃取后的负载有机相进行反萃，反萃相比O/A＝3.5/1，反萃剂为pH＝1酸化水(0.1mol/L盐酸溶液)，室温下反萃，反萃时间为5min，六级逆流反萃。

表3六级逆流串级反萃数据表

反萃液参照中国专利CN 110885931A采用喷烧工艺生产铁红并回收盐酸。

表2、3结果显示，“30％TBP+35％仲辛醇+35％磺化煤油”的萃取体系萃取铁时，铁的萃取效率高，饱和容量大，选择性高(铝几乎不被萃取)，而且易于反萃。由此可对提镓废水中的铁、铝进行有效分离并分别进行资源化回收利用。

实施例3

萃取原液含Fe

表4五级逆流串级萃取数据表

萃铁余液返回粉煤灰盐酸浸铝。

取上述萃取后的负载有机相进行反萃，反萃相比O/A＝3/1，反萃剂为pH＝1酸化水，室温下反萃，反萃时间为5min，六级逆流反萃。

表5六级逆流串级反萃数据表

反萃液参照中国专利CN 110885931A采用喷烧工艺生产铁红并回收盐酸。

表4、5结果显示，“20％TBP+40％仲辛醇+40％磺化煤油”的萃取体系萃取铁时，铁的萃取效率高，饱和容量大，选择性高，而且易于反萃。由此可对提镓废水中的铁、铝进行有效分离并分别进行资源化回收利用。

除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。

本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。