使用CWL-M型离心萃取机萃取电路板刻蚀液中的铜

1. 前言

1.1 研究背景

    如今，随着社会的飞速发展，铜作为一种非可再生能源，其在地球上的储量日益减少。而在铜的消费和生产过程中，会产生大量的含铜废渣，如电镀泥、电子废料等，因此从各种含铜废料中提取金属铜的工艺越来越受到国内外各个行业的重视[1]。尤其是电路板刻蚀液的废水，该类废水的含铜量通常都比较高，如果不对废水进行回收处理，刻蚀液中的金属铜将会大量损失，并且生产成本也会明显增加。另外，刻蚀液的水体也会对生态环境以及人类健康产生广泛而严重的危害，所以电路板刻蚀液废水的处理技术研究也日益重要。对电路板刻蚀液废水实行铜回收，不仅能够避免资源浪费，而且能够有效地降低生产成本，保护环境。因此，铜萃取是一个经济和环境双重友好型的项目。

    萃取技术具有选择性好、金属回收率高等优点，因此该技术在湿法冶金和金属回收行业得到了广泛的应用。离心萃取机在设备构造和运行机制上做出了很多改进，使之与传统的萃取设备相比，具有功耗低、速度快、有机相损失少，连续化处理能力强等优点。

1.2 铜萃取剂

    目前实验和工业上所使用的铜萃取剂主要包括二酮类、肟类、醇类、三元胺类和酯类及其复配物。对于一些弱酸性萃取剂，为恒定溶液pH值，需要先对萃取剂进行皂化处理。实际工业应用中，肟类有机化合物及其复配物应用得较多，其中主要是酮肟类和醛肟类。由于肟中氢原子能被金属所置换，而氮原子具有未成对电子，因此可形成一定的螯合环结构[2]，实际应用中就是利用肟类萃取剂上的氧原子与氮原子实现螯合，从而实现对铜离子的萃取[3]。

2. 2.实验部分

2.1 试剂及设备

浓H2SO4、自来水、铜萃取剂、蠕动泵、CWL50-M型离心萃取机、密度计、250ml量筒、分液漏斗。

2.2 实验过程

2.2.1 原液萃取

    原液与萃取剂按照一定的相比进料，在一定的相比条件下，采用逆流萃取方式，改变萃取级数，观察离心萃取机的萃取效果；萃取级数一定的条件下，采用逆流萃取方式，通过泵调整进料相比，观察萃取效果；相比和萃取级数一定的条件下，改变萃取方式，观察萃取效果。

2.2.2 水洗

    负载萃取剂与自来水按照1:1的相比进料，采用单级萃取方式对萃取液进行水洗，一定时间后，取样置于分液漏斗中静置，检测水洗后样品的pH值，观察水洗效果。

2.2.3 反萃

    负载萃取剂与一定浓度的H2SO4按照一定的相比进料，采用逆流萃取方式，改变萃取级数，观察反萃效果；萃取级数一定的条件下，采用逆流萃取方式，改变进料相比，观察反萃效果。

2.2.4 离心萃取机与萃取槽的对比

    实验中，在保证铜原液与萃取剂的相比，萃取级数，萃取方式，水洗方式以及反萃方式一致的条件，分别利用萃取槽和离心萃取机对电路板刻蚀液的废水进行处理，观察两种萃取设备的萃取效果。实验结果如表1所示。

表1 萃取槽与离心萃取机对比实验结果

3. 3.结果与讨论

3.1 原液萃取

表2 萃取级数对分离效果的影响