【工艺应用】离子交换树脂在湿法冶金以及铼提取工艺中的应用

湿法冶金是利用浸出剂在一定温度压力下与矿石接触，把矿石中有用的金属溶解后再从溶液中回收有价金属的一种工艺，因为其过程大都是在水溶液中进行，所以又被称为“水法冶金”。

湿法冶金作为解决我国金属矿产资源利用问题的有效途径，具有金属回收率高、工艺灵活性大、投资省、见效快和伴生成分综合回收好等特点，尤其适合低品位矿产资源的回收利用。

其工艺流程大致分为以下几个步骤：

浸出：用化学溶剂将原料中有用成分转入溶液。在浸出过程中，无论用水、用酸或用碱作浸出剂，都会有不溶性金属或其化合物留在浸出渣中。

液固分离：将浸取溶液和残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。

溶液净化：浸取溶液的净化和富集。其作用是一方面使杂质不致危害下一道作业对主金属的提取，同时也是矿物原料综合利用工艺流程中一个不可缺少的环节。

当前，溶液净化的方法主要有沉淀、溶剂萃取和离子交换等等。

金属提取：从净化液中提取金属或化合物，其本质是将溶液中的金属离子还原成金属并从溶液中析出。

废水处理：除去废水中的有害组分，已达到排放或复用标准。这些废水组成复杂，可根据其具体成分及除去有害成分的程度，选择使用不同的废水处理方法。

目前常用的方法有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法及电渗析法等。

由于湿法冶金本质上是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液中进行化学处理、有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程，而离子交换树脂是由高分子化合物与活性官能团反应交联而成的一类多孔海绵状固体高分子物质，作为一种吸附分离材料，具有较好的耐酸碱性，且不溶于水和有机溶剂。

也就是说离子交换树脂能够有效地从稀溶液中通过离子交换反应吸附富集金属离子的同时，对混合金属离子具有不同的离子交换选择性，并且离子交换树脂负载金属离子后经适当的洗脱剂洗脱得到含某种金属离子的浓溶液，再经还原可得纯度较高的金属。

离子交换树脂用于湿法冶金从水溶液提取有价金属或溶液净化，具有成本低、金属收率高、设备自动化程度高、操作简单、污染小的特点。

铼是一种含量很低的贵金属，在自然界中分布很少且不以单独的矿物存在，大部分铼被发现与钼共存于铜矿石中，而铼的提取主要来钼冶炼和铜冶炼的烟灰和废酸。

铼在铜矿中大多以cures4和res2的形式存在，在铜造锍熔炼过程中，铼的氧化物几乎全部进入烟气，大部分铼则在烟气净化洗涤时与水反应生成高铼酸进入污酸中。

在这些污酸中和处理的过程中，铼、铜等有价金属进入中和渣中，其余量随废水损失，即污酸中含有的铼完全没有得到合理的回收利用，造成有价金属的流失及危废渣量的增加。以目前的生产状况，大型铜冶炼厂每天都要产生300～1300m3不等的废酸，其中含re约为3～30mg/l，因此在排放的污酸中铼的潜在价值较大。

目前国内外研发的相关回收铼的工艺,因其研发成本昂贵、回收工艺复杂、容易导致二次污染、解吸回收困难、解吸剂毒性大、产品纯度不、回收效率低以及投资成本等因素使得铼的回收利用成为行业难点。

在矿中提取铜,焙烧的过程中会产生含铼烟道灰,烟道灰需定期用酸浸泡进行清理回收其中的金属铼，科海思作为“环保治理价值化”理念的倡导者和实践者，在浸泡后的烟道灰经过过滤后采用Tulsimer®RCX-5143回收铼树脂进行选择性吸附回收铼,吸附饱和后再用氨水或氢氧化钠进行洗脱,回收得到铼酸铵。

科海思铼提取工艺能够有效解决国内提铼技术成本昂、应用受限的现状，不但工艺简单、实用性强，而且回收效率高、投资少、运行成本低，具有显著的经济价值。

Tulsimer®RCX-5143回收铼树脂在应用上对于铼的吸附和解吸均不受硫酸盐、铜离子和砷含量的干扰，实际工作交换容量可达30-50g/l，而且出水铼含量稳定控制在0.02ppm以下。

重要参数

同时从烟道灰中回收铼的经济效益也非常可观。假设一年实际运行时间为300天、日处理酸洗烟道灰废水为500吨,1吨酸洗废水含铼量为30g,那么:

　　日回收铼:500吨*0.03kg/吨 =15kg

　　年回收铼:15kg*300(天)/年=4.5吨/年铼

　　折合铼酸铵(99.99%):6.48吨/年

　　回收铼年利润:6.48吨/年铼酸铵* 450万元/吨=2900万元/年

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科海思（北京）科技有限公司成立于2010年，致力于环保技术革新，围绕企业在废水处理、资源回收、净水处理、危废处理、工艺缺陷等环境治理过程中成本高、难度大、稳定性差的现状，为企业提供更高效、可持续、高回报的解决方案。

2011年科海思与美国Thermax集团、德国WATCH集团合作成为其中国区总代理，将“特种离子交换树脂”引进国内，基于国情进行工艺创新，不断进行科技创新和技术升级。在推广实践中，倡导 “环保治理价值化”新理念，在治理的同时进行废物资源再生，将企业环保建设从单纯投入转为开源投资。