乳状液膜法分离高钼低钨料液中钨钼的研究_李绍秀

乳状液膜法分离高钼低钨料液中钨钼的研究李绍秀＊王向德张秀娟(广东工业大学建筑设备系,广州510500)(华南理工大学环境科学研究所,广州510641)摘要根据钼资源利用中钼料液含少量钨的具体实际,对此类高钼低钨料液采用以三烷基氧化膦(TRPO)为载体、NaOH为反萃试剂的液膜体系来分离钨钼.考察了影响钨钼分离的诸因素,得到了分离钨钼的最佳操作条件.在此条件下,钼的浓度为0.0521mol/L,WO3与Mo的质量分数为10%的料液经一级间歇液膜过程,在内水相可得到纯度为100%的钼.关键词钨钼分离乳状液膜分离膜分类号TQ028.8在钨、钼资源利用中,钨钼分离是个关键的问题.我们已对钨资源利用中含少量钼的弱碱性和酸性钨溶液分别进行了乳状液膜法分离钨钼的研究[1,2].其中酸性高钨低钼溶液中的乳状液膜分离钨钼是利用钨、钼与H2O2生成的过氧化合物在以三烷基氧化膦(TRPO)为载体,NaOH为反萃试剂的液膜中的迁移性能的显著差异来分离,它适用于从盐酸分解钨酸钙精矿制取粗钨酸时分离钨钼.本文根据钼资源利用中钼料液含少量钨的具体实际,对此类高钼低钨料液进行除钨研究.由于上述在酸性高钨低钼溶液中,分离钨钼的乳状液膜体系,对钼含量较高,但尚未多于钨的料液进行钨钼分离时,其钨钼迁移率差值很高,因此,可以预测,用该液膜体系分离高钼低钨料液中的钨钼也可能会获得较好的分离效果.所以,本文仍采用以三烷基氧化膦为载体,NaOH为反萃试剂的液膜体系对高钼低钨料液进行钨钼分离研究.通过在料液中添加H2O2,利用载体对钼的过氧化合物的选择性,将钼迁移进内水相而钨仍留在外水相,从而达到钨钼分离的目的.类似本文的研究国内外尚未见报道.1实验1.1试剂及料液盐酸、氢氧化钠、钨酸钠、钼酸钠、过氧化氢,均为分析纯试剂.LMA-1表面活性剂,本所研制[3].三烷基氧化膦(TRPO),工业一级品,上海试剂三厂生产.煤油,民用,使用前经磺化处理.料液,用钨酸钠和钼酸钠配制.1.2分析方法及仪器钼的分析用硫氰酸铵比色法,钨的分析用硫氰酸钾比以法.测定用CD-841型全差示分光光度计,pH测定用25型酸度计,破乳用EC-2型高压静电破乳器(本所研制).1.3实验方法液膜实验:将内水相溶液和已加有载体和表面活性剂的煤油按一定油内比(油相与内水相体积之比,Roi),分别加入乳化器内,在常温下,高速搅拌(2500r/min)10min制成油包水型乳状液,然后将乳液按一定乳水比(乳液与外水相体积之比,Rew)加入到外水相中,仍在常温下低速搅拌(300r/min)进行分离实验,定时从外水相取样,测定溶液中的钨钼浓度.2结果与讨论2.1外水相酸度对钨钼分离的影响外水相酸度对钨、钼迁移率的影响如图1所示.收稿日期:1997-05-21第一作者:女,30岁,讲师＊联系人第18卷第1期膜科学与技术Vo1.18No.11998年2月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYFeb.1998DOI:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.1998.01.011图1外水相pH值对钨钼迁移率的影响(1)外水相:[H2O2]=0.1086mol/L;[WO3]=0.0022mol/L;[Mo]=0.0521mol/L.膜相:[TRPO]=0.125mol/L[LMA-1]=0.003mol/L内水相:[NaOH]=1.0mol/LRoi=2∶1,Rew=2∶1迁移时间5min从图中可以看出,pH在0.5～1.2范围内,pH对钨、钼的迁移率无影响,钨钼的迁移率差值恒定,为86.12%.当pH>1.2时,随着pH的增大,钨、钼的迁移率均相应地下降,当pH增至1.8时,钨的迁移率下降至零,而钼的迁移率降为74.01%.虽然此时钨钼的迁移率差值小于pH0.5～1.2范围内的钨钼迁移率差值,但考虑到在内水相可得到纯的钼,因此选择pH1.8作为钨钼分离的适宜酸度.钨、钼的迁移率与酸度的关系可由在外水相与膜相界面上载体TRPO与钨、钼的过氧化合物的络合反应得到解释.由TRPO萃取钨、钼的过氧化合物的机理研究结果可知,在外水相与膜相界面上,TRPO与钨、钼的过氧化合物络合的反应为:当pH<1.2时,H2M2O11+2R3PO2R3PO·H2M2O11(1)当pH>1.2时,H2M2O11+2R3PO2R3PO·H2M2O11(2)H++HM2O-11+2R3PO2R3PO·H2M2O11(3)(M为W、Mo)显然,pH在0.5～1.2范围内,H+不直接参加反应,故酸度的变化对TRPO与钨、钼的络合无影响,因此钨、钼的迁移率不随酸度的变化而变化.当pH>1.2时,H+直接参与反应,随着pH的增大,H+浓度降低,在外水相与膜相界面上钨、钼的络合物也随着减少,钨、钼的迁移率相应地下降.2.2H2