Reagenssin pinta-aktiivisuuden hyödyntäminen sinkin uutossa

Työssä tutkittiin sinkin uutossa käytettävän di(2-etyyliheksyyli)fosforihappo (D2EHPA) -uuttoreagenssin faasikäyttäytymistä ja miten laimentimen koostumus, lämpötila ja orgaanisen faasin sinkkipitoisuus vaikuttavat faasitasapainoon. Laimentimen vaikutuksen havaittiin olevan pientä, kun taas lämpötilan nostaminen yli huoneenlämpötilan leventää faasidiagrammin yksifaasialuetta. Pienet orgaanisen faasin sinkkipitoisuudet eivät juuri vaikuta faasitasapainoon. Sinkin ja D2EHPA:n moolisuhteen ollessa välillä 0,1–0,2 kompleksin rakenne ilmeisesti muuttuu. Sinkkipitoisuuden kasvaessa yksifaasialue muodostuu pienemmillä ammoniakkimäärillä. Suurilla orgaanisen faasin sinkkipitoisuuksilla ja ammoniakkimäärillä muodostuu orgaanisen faasin ja vesifaasin välille kolmas nestefaasi. D2EHPA:n (40 p %) vesipitoisuuden ja viskositeetin pH riippuvuutta tutkittiin, kun laimentimena oli alifaattinen hiilivetyliuotin. Nostettaessa pH yli 3,5:n uuttoreagenssi alkoi muodostaa käänteismisellejä, jolloin orgaanisen faasin vesipitoisuus ja viskositeetti kasvoivat eksponentiaalisesti. Sinkin mukana uuttautuu epäpuhtauksia kuten Al3+, Co2+, Cu2+, Na+, Ni2+, Cl- ja F-. Takaisinuuton kautta epäpuhtaudet joutuvat talteenottoelektrolyysiin, jossa ne voivat vaikuttaa tuotteen laatuun ja laskea virtahyötysuhdetta. Tarkoituksena oli tutkia väheneekö epäpuhtauksien myötäuuttautuminen jollakin tietyllä sinkin latausasteella. Fluoridin ja kuparin uuttautumisen havaittiin vähenevän vasta, kun sinkin pitoisuus orgaanisessa faasissa oli yli 20 g/L lämpötilasta riippumatta. Fluoridi uuttautuu mahdollisesti alumiinikompleksina ja/tai fluorihappona. Koboltin ja nikkelin myötäuuttautumisen havaittiin vähenevän, kun sinkin latausaste oli yli 10 g/L. Natrium ja kloridi eivät myötäuuttautuneet.

The phase equilibria of the zinc extractant di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) were studied. The effects of temperature, diluent and organic phase zinc concentration were studied. It was observed that effect of diluent change was nonexistent. When the temperature was increased above room temperature it was observed that the one phase region of the phase diagram became wider. Small organic phase zinc concentrations did not affect phase equilibrium. When the molar ratio of zinc and D2EHPA in organic phase was between 0.1 and 0.2, the structure of zinc D2EHPA complex obviously changes. Further increase in organic phase zinc concentration shifts the position of one-phase region towards lower ammonia amounts. When the concentration of zinc and amount of aqueous ammonia were high a third liquid phase was formed between organic phase and aqueous phase. An increase of water content and viscosity of D2EHPA (40 w %) were studies as a function of aqueous phase pH. Diluent was an aliphatic hydrocarbon. As the pH raised above 3.5, reverse micelles start to form in the organic phase. Simultaneously the water content and viscosity of the organic phase increased exponentially. Impurities such as Al3+, Co2+,Cu2+, Na+, Ni2+, Cl- and F- are co-extracted with zinc. After stripping stage these impurities may end up into electrowinning, where they can influence the quality of the zinc deposit and decrease current efficiency. The purpose of the present study was also to investigations weather the co-extraction decrease at some specific zinc loading. Fluoride and copper were extracted when concentration of zinc was lover than 22 g/L. It is possible that fluoride is extracted as an aluminium complex and/or as hydrofluoric acid. Co-extraction of cobalt and nickel began to decrease when loading of zinc was over 10 g/L. Sodium and chloride were not co-extracted.