Nghiên cứu thu hồi Zn, Cd từ bã thải của quá trình điện phân kẽm bằng phương pháp chiết sử dụng tác nhân chiết PC88A

Bài viết Nghiên cứu thu hồi Zn, Cd từ bã thải của quá trình điện phân kẽm bằng phương pháp chiết sử dụng tác nhân chiết PC88A trình bày kết quả chính về nghiên cứu thu hồi Zn và Cd từ bã thải quá trình điện phân bằng phương pháp chiết dung môi với tác nhân chiết PC88A trong môi trường axit sunphuric.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thu hồi Zn, Cd từ bã thải của quá trình điện phân kẽm bằng phương pháp chiết sử dụng tác nhân chiết PC88A Nghiên cứu thu hồi Zn, Cd từ bã thải của quá trình điện phân kẽm bằng phươngpháp chiết sử dụng tác nhânchiếtPC88A Recovery of Zn, Cd from waste residue of zinc electrolysis process by extraction method using PC88Aextractant Nguyễn Đình Việt, Nguyễn Văn Phú, Nguyễn Văn Tùng, Lưu Xuân Đĩnh Viện Công nghệ xạ hiếm, 48 Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội Dinhviet0701@gmail.com Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả chính về nghiên cứu thu hồi Zn và Cd từ bã thải quá trình điện phân bằng phương pháp chiết dung môi với tác nhân chiết PC88A trong môi trường axit sunphuric. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết như: thời gian tiếp xúc pha, nồng độ axit sunphuric trong nguyên liệu, nồng độ tác nhân PC88A và nồng độ axit sunphuric giải chiết đã được đánh giá nhằm xác định thông số tối ưu cho quá trình thu hồi. Các kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số tách Zn/Cd đạt giá trị 20 đến 30 phụ thuộc vào nồng độ tác nhân chiết PC88A và mức độ chuyển xuống pha nước của Zn và Cd trên 90% khi dung dịch giải chiết có nồng độ axit sunphuric trên 2M. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu ở trên, thử nghiệm thu hồi Zn và Cd được tiến hành trên quy mô pilot với hệ thiết bị khuấy-lắng 16 bậc, mỗi bậc dung tích 15l. Kết quả bước đầu thu được sản phẩm ZnSO4 đạt độ sạch 99.9% và CdSO4 đạt độ sạch 99%. Từ khóa: PC88A; Zn; Cd; chiết dung môi, thiết bị chiết khuấy-lắng. Abstract: The main results for recovery Zn and Cd from waste residue of zinc electrolysis process by extraction method using PC88A extractant in sulfuric acid medium have been reported. The factors that effected to the separation extraction process, such as contact time, sulfuric acid concentration in the raw material, PC88A concentration and stripping sulfuric acid concentration have been investigated. The results showed that the separation factor of Zn/Cd pair reach value from 20 to 30, depending on PC88A concentration and stripping more than 90% at sulfuric acid concentration above 2M. Based on laboratory results, the recovery test was carried out on pilot system using mixer– settler system of 16-stage, 15l/stage. The ZnSO4 and CdSO4 of 99.9% and 99% purity, respectively have been recovered. Key words: PC88A; Zn; Cd, solvent extraction, mixer-settler contactor. 1. MỞ ĐẦU Nhà máy điện phân kẽm Sông Công Thái Nguyên đang lưu giữ trên 500 tấn bã thải có chứa Cd, Zn, Mn, Fe và hàng tháng phát sinh thêm khoảng 20-30 tấn bã thải. Hiện tại,Nhà máy chưa có công nghệ xử lý chất thải này. Nhằm hợp tác xử lý, thu hồi hợp phần quý trong bã thải, Trung tâm Nghiên cứu và chuyển giao công nghệ Đất hiếm đã tiến hành nghiên cứu trên đối tượng bã thải này. Trong những năm gần đây, trên thế giới có một số nghiên cứu quá trình chiết dung môi đối với Zn, Cd. Các tác nhân chiết được sử dụng nhiều nhất là tác nhân chiết axit cơ photpho như Cyanex 302, Cyanex 923, PC88A, D2EHPA, hỗn hợp D2EHPA và TBP, axit cacboxylic, axit napthalic và axit versatic, Aliquat 336 trong các môi trường chiết là axit sunphuric, clorua và cả môi trường khác như nitric, thiocyanat hay photphat [3,4]. K. Kongolo và các cộng sự đã chiết tách riêng rẽ Zn và Co bằng D2EHPA trên hệ chiết liên tục ngược dòng [1]. Manis Kumar Jha và các cộng sự đã nghiên cứu thu hồi các kim loại đồng, kẽm, cadimi và niken từ phế liệu điện tử. Ban đầu, đồng được chiết bởi LIX 84, tiếp theo kẽm, cadimi và niken được chiết tách bởi cyanex 302 [8]. D. Haghshenas Fatmehsari và các cộng 1 sự đã khảo sát sự ảnh hưởng của hỗn hợp các tác nhân D2EHPA và TBP lên quá trình tách chiết Zn, Cd, Mn, Co, Cu, Ni [2]. Quá trình chiết tách Zn/Cu bằng tác nhân axit versatic 10 và cyanex 272 đã được Manish K. Sinha và các cộng sự nghiên cứu đầy đủ [5]. Ở trong nước, hiện tại chưa tìm thấy nghiên cứu nào về chiết Zn/Cd. Các nghiên cứu về chiết tách Zn/Cd sử dụng tác nhân chiết PC88A chưa được nghiên cứu nhiều. Bên cạnh đó PC88A là tác nhân chiết có khả năng tách tốt với nhiều kim loại trong đó có Zn và Cd [3,4,9,10]. Vì vậy, nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu quá trình chiết tách Cd/Zn bằng phương pháp chiết sử dụng tác nhân chiết PC88A. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Hóa chất và nguyên liệu Các hóa chất sử dụng cho nghiên cứu bao gồm: -Dung môi chiết được pha từ tác nhân chiết PC88A (Hãng Daihachi, Nhật Bản) và chất pha loãng là hydrocacbon IP 2028 (Nhật Bản) với thành phần khác nhau 20% v và 30% theo thể tích. - Các loại hóa chất khác như H2SO4, ZnSO4, CdSO4, NaOH, tinh khiết phân tích (TQ). - Dung dịch nguyên liệu đượ ...