学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高位阻β-二酮萃取剂的制备及其对氨性溶液中铜和锌萃取性能的研究

作　者: 付翁
导　师: 陈启元
学　校: 中南大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 溶剂萃取高位阻β-二酮氨-氯化铵溶液铜锌
分类号: TD952
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 118次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

“氨浸—萃取反萃—电积”工艺是处理我国高碱性脉石型低品位氧化铜矿和氧化锌矿的理想工艺。其中,萃取剂的选择和设计是该工艺的核心问题。本论文针对商品β-二酮萃取剂在氨性溶液中使用容易变质、对Cu2+选择性差,对Zn2+萃取效率低等缺点,制备出一系列不同结构β-二酮萃取剂,并系统地研究了β-二酮类萃取剂的萃取性能和稳定性,找到了适合于从氨—铵盐体系中萃取Cu2+的高位阻β-二酮类萃取剂,找到了适合于从氨—铵盐体系中萃取Zn2+的协同萃取体系,并对其机理进行了研究。1、采用克莱森缩合反应制备了一系列不同空间位阻和含氟官能团的β-二酮萃取剂,它们包括：1-苯基-3-正庚基-1,3-丙二酮(Ⅲ1),1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮(Ⅲ2),1-(4′-十二烷基)苯基-3-叔丁基-1,3-丙二酮(Ⅲ3),1-(4′-十二烷基)苯基-3-三氟甲基-1,3-丙二酮(Ⅲ4)。采用现代波谱分析方法(FTIR,1HNMR,MS)对其进行了表征。2、系统地研究了β-二酮类萃取剂分子的空间位阻和萃取剂酸性对萃取能力和萃取选择性的影响。发现β-二酮类萃取剂的酸性越强,对同种金属离子的萃取效率越高,但对不同金属离子的萃取选择性越差；随着萃取剂分子空间位阻的增大,其对Ni2+和Zn2+的萃取效率随之降低,但对Cu2+的选择性随之增大。3、通过对不同空间位阻β-二酮类萃取剂进行稳定性研究,证明了空间位阻较大的萃取剂具有更高的稳定性,长期使用不会变质。4、通过研究五种协萃剂的比较实验,发现三正辛基氧化膦(TOPO)对萃取效率的提高最为显著,确定了TOPO与高位阻β-二酮(Ⅲ2)的协同萃取系数R=3.36。运用斜率法确定了高位阻β-二酮(Ⅲ2)萃取Zn2+时萃合物组成为ZnA2; TOPO与高位阻β-二酮(Ⅲ2)的协萃体系萃取Zn2+时协同萃合物组成为ZnA2B；协同萃合物稳定常数logβ1=2.08。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章文献综述  9-26
  1.1 引言  9
  1.2 铜和锌的性质、用途及市场需求  9-11
    1.2.1 铜的性质  9-10
    1.2.2 铜的用途及市场  10
    1.2.3 锌的性质  10
    1.2.4 锌的用途及市场  10-11
  1.3 我国铜和锌矿产资源现状  11-12
    1.3.1 我国铜矿资源现状  11
    1.3.2 我国锌矿资源现状  11-12
  1.4 低品位铜锌氧化矿湿法冶金工艺评述  12-18
    1.4.1 低品位氧化铜矿湿法冶金工艺评述  12-15
    1.4.2 低品位氧化锌矿湿法冶金工艺评述  15-18
  1.5 溶剂萃取在铜和锌湿法冶金中的应用  18-24
    1.5.1 硫酸体系中铜和锌的萃取  18-21
    1.5.2 氯化物体系中铜和锌的萃取  21
    1.5.3 氨—铵盐体系中铜和锌的萃取  21-24
  1.6 本研究的必要性及拟开展的工作  24-26
    1.6.1 本研究的必要性  25
    1.6.2 本文拟开展的工作  25-26
第二章 β-二酮萃取剂的制备  26-51
  2.1 引言  26
  2.2 制备路线及条件的确定  26-30
    2.2.1 制备路线的确定  26-27
    2.2.2 制备条件的确定  27-30
  2.3 实验部分  30-31
    2.3.1 实验主要仪器及试剂  30
    2.3.2 试剂预处理  30-31
  2.4 反应中间体的制备  31-34
    2.4.1 酯化反应  31-33
    2.4.2 Friedel-Crafts酰基化反应  33-34
  2.5 模型化合物的制备  34-36
    2.5.1 1-苯基-3-叔丁基-1,3-二酮  35
    2.5.2 1-苯基-3-三氟甲基-1,3-二酮  35
    2.5.3 结果与讨论  35-36
  2.6 目标化合物的制备  36-38
    2.6.1 1-苯基-3-正庚基-1,3-丙二酮  36-37
    2.6.2 1-苯基-4-乙基-1,3-辛二酮  37
    2.6.3 1-(4′-十二烷基)苯基-3-叔丁基-1,3-丙二酮  37-38
    2.6.4 1-(4′-十二烷基)苯基-3-三氟甲基-1,3-丙二酮  38
    2.6.5 结果与讨论  38
  2.7 化合物的基本理化性质及波谱分析  38-49
    2.7.1 化合物基本理化性质  39
    2.7.2 化合物的红外光谱研究  39-45
    2.7.3 化合物的-HNMR研究  45-46
    2.7.4 化合物的质谱研究  46-49
  2.8 本章小结  49-51
第三章 β-二酮萃取性能研究  51-64
  3.1 引言  51
  3.2 萃取实验  51-53
    3.2.1 实验仪器  51
    3.2.2 实验试剂  51
    3.2.3 萃取实验研究方法  51-53
  3.3 结果与讨论  53-61
    3.3.1 β-二酮类萃取剂的酸性对金属离子萃取的影响  53-56
    3.3.2 β-二酮类萃取剂空间位阻对萃取效率的影响  56-58
    3.3.3 β-二酮类萃取剂空间位阻对萃取选择性的影响  58-59
    3.3.4 金属离子的电子层结构对萃取效率的影响  59-60
    3.3.5 萃合物的红外光谱分析  60-61
  3.4 萃取剂的稳定性研究  61-62
  3.5 本章小结  62-64
第四章氨性体系中协同萃取锌的研究  64-75
  4.1 引言  64
  4.2 萃取实验  64-66
    4.2.1 实验仪器  64
    4.2.2 实验试剂  64
    4.2.3 萃取实验研究方法  64-66
  4.3 结果与讨论  66-74
    4.3.1 不同协萃体系对氨性溶液中锌离子萃取效果的比较  66-67
    4.3.2 高位阻β-二酮—TOPO协萃体系的萃取平衡研究  67-74
  4.4 本章小结  74-75
第五章结论  75-77
参考文献  77-84
致谢  84-85
攻读学位期间主要的研究成果  85

高位阻β-二酮萃取剂的制备及其对氨性溶液中铜和锌萃取性能的研究

内容摘要

全文目录

相似论文