lg(K1K2)?lgD?lgc(R)O; lgD?lg(K1K2)?lgc(R)O;
图3-4 PH与萃取率的关系
根据以上萃取机理,可以得到萃取分配比D与[H?]浓度无直接关系,与试验结果基本相符。具体如图4所示 3.5.5.2实验最佳条件
实验结果分析表明,当相比(有机相与贵液的体积比)为0.3,萃取时间为10min时,其萃取率可达95%。 3.5.6 金的反萃取
萃取完成后,为进一步提纯金,往往需要将金再转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取。除了溶剂萃取外,其他萃取过程一般也要涉及反萃取操作。对于一个完整的萃取过程,常常在萃取和反萃取操作之间增加洗涤操作,洗涤操作的目的是出去与目标产物同时萃取到有机相的杂质,提高反萃取液中目标产物的纯度。
取MIBK萃取金的载金有机相150ml,加入50m、l5%的草酸溶液加热蒸馏进行反萃取,MIBK经蒸馏冷凝后回收再用于金的萃取,有机相中的AuCl4-被草酸还原成粉末状的金。
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3.5.7实验废水的处理
由于本实验是一个环保项目,需要考虑实验中废水的处理问题。实验废水包括两部分:一是去铜实验留下的酸性废水;二是萃取金后的酸性废水。
分析可知,去铜实验的酸性废水主要含有硫酸、铜离子等物质,而萃取金后的酸性废水主要含有硝酸、盐酸等物质。两种废水同属酸性溶液,故可将两种废水混合后进行处理。
考虑到废水溶液的酸性、铜离子的回收利用以及处理的经济效益,本实验废水处理采用石灰处理法。先将石灰溶于适量水中,形成氢氧化钙溶液,然后将氢氧化钙溶液缓慢倒入酸性废水中,根据有关资料显示,溶液呈中性或者偏碱性时铜离子易于氢氧根离子形成氢氧化铜沉淀。故维持溶液ph值为8左右,使得铜离子以氢氧化铜形式得以回收利用,废水排放也达到国家标准。 3.5.8 经济效益分析
以1吨量废旧PCB算,1吨废旧PCB中含金24.04g,含铜220kg。近萃取率按90%计算,萃取出金64.80g,废水处理过程中生成氢氧化铜沉淀273kg。根据市场价格358元每克,故金总价值23198元;氢氧化铜价格为28元每千克,故氢氧化铜总价值7644元,总价值30842元。废旧电路板15000元每吨。消耗硫酸1200升,硫酸每吨600元,为720元,双氧水1900元每吨,消耗约1100升,为2090元,石灰消耗约100元,共计17910元。若不计仪器的维修与折旧,显然有很大的利益。
同时PCB的处理还是具有良好的环境效益和社会效益。回收处理PCB改善了环境质量和人类的生活质量。而且回收处理PCB可以使得金属资源得以重复利用,而且回收的过程带动了相关产业的发展,因此回收处理PCB还是具有良好的发展前景。
3.6小结
本实验采用双氧水-浓硫酸除铜率可达90%以上,具有良好的去除效果。并且去除的铜以铜离子的形式存在于溶液中,在废水处理过程中可通过石灰的加入使铜以氢氧化铜的形式沉淀下来,在萃取金的过程中实现了铜的回收利用,具有良好的效益。
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在去除铜离子后采用碘量法滴定溶液中铜离子溶度,实验结果表明,双氧水-浓硫酸去除铜方法可行,为后续萃取金的实验做好了很好的准备,基本去除铜离子的干扰,保证实验的准确性。
采用MIBK萃取低含量的含金贵液中的金,不但回收率高而且萃取速度快。在观察相比对金萃取率影响的实验中,由图3可以看出,随着相比的增大,金的萃取率变大,但曲线的斜率明显减小,这意味着随着相比的增大,金的萃取率的递增速率逐渐减小,直至最后金的萃取率不再上升,且采用MIBK萃取金在较小的相比(有机相/水相),即相比为0.3的条件下就可获得95%的金萃取率,考虑到实际情况以及经济效益,只需维持相比在0.3左右即可。通过简单的经济效益的分析,我们可以发现用MIBK从废旧电路板中提取金具有很高的经济效益,环境效益和社会效益。
综上所述,酸度对萃取过程的影响较小,当pH值为O.3-O.5时,分配比与酸度几乎无关,并且在较小的相比(有机相/水相)条件下采用MIBK萃取金可获得较高的分配比和较高的金回收率。
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结论
电子废弃物中金属回收技术主要有机械处理技术、热处理技术、生物技术和湿法冶金技术。机械处理技术只能作为金属单质回收辅助手段;热处理技术中火法冶金技术因污染严重已逐渐被淘汰,但热解技术对富集金属含量低的废物中的金属有良好效果;生物技术有投资省、回收率高和环保等优点,但工业化仍很遥远。湿法冶金技术工艺流程复杂,但成本较低、回收率高,且可回收高纯度金属单质,工业应用前景广阔。各种技术的优化搭配可实现电子废弃物中金属的高效清洁回收。 采用MIBK作为萃取剂的溶剂萃取法,作为从废弃电子印刷线路板中提取金的常规方法,具有分离效果好,生产能力大,便于快速连续操作,过程中存储量小,较安全和易于实现自动控制等优点。
双氧水-浓硫酸除铜率可达90%以上,具有良好的去除效果。并且去除的铜以铜离子的形式存在于溶液中,在废水处理过程中可通过石灰的加入使铜以氢氧化铜的形式沉淀下来,在萃取金的过程中实现了铜的回收利用,具有良好的效益。
采用MIBK萃取低含量的含金贵液中的金,不但回收率高而且萃取速度快。在观察相比对金萃取率影响的实验中,由图3可以看出,随着相比的增大,金的萃取率变大,但曲线的斜率明显减小,这意味着随着相比的增大,金的萃取率的递增速率逐渐减小,直至最后金的萃取率不再上升,且采用MIBK萃取金在较小的相比(有机相/水相),即相比为0.3的条件下就可获得95%的金萃取率,考虑到实际情况以及经济效益,只需维持相比在0.3左右即可。
在观察酸度对金萃取率影响的实验中,由理论分析可以看出金的萃取率与酸度无关,而由实验结果,即从图4上我们可以看出,随着溶液PH值的增大,金的萃取率并没有出现大的浮动,这与理论分析相符,即酸度对金的萃取过程影响较小。
综上所述,酸度对萃取过程的影响较小,当pH值为O.3-O.5时,分配比与酸度几乎无关,并且在较小的相比(有机相/水相)条件下采用MIBK萃取金可获得较高的分配比和较高的金回收率。
致谢
经过几个月的查资料、整理材料、写作论文,今天终于可以顺利的完成论文了。时光匆匆飞逝,四年的努力与付出,随着论文的完成,终于让我在大学的生活得以
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