纪绍芬

[摘 要]云南的铜矿石中铁含量相对较高，随着时间的推移，因为锰离子在系统中经过长时间的积累，锰离子对溶剂萃取作业的影响日益明显。本人从事湿法金铜多年，在工作中经历过两次因锰在系统中积累过多，而导致萃取、电积作业无法正常生产，经处理后，萃取、电积作业都能恢复生产。

[关键词]作用和机理 表现的方式

中圖分类号：TP81.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0045-01

锰离子Mn2+本身对萃取作业没有影响。它在富铜液中的存在只是起着一些提高总的固体溶解量的作用。当锰离子Mn2+在随负载有机相液流夹带的水一起进入反萃作业再进入到电解液中时，在电解槽的高氧环境下就会把Mn2+氧化成更高的氧化状态。在工厂刚投产的一段时间里特别明显，此时由于富铜液和电解液中铁的含量都很低，而且电解液没有开路。在早期作业中，电解液中低铁深度也加速了锰的问题出现。当有足够多的亚铁离子与锰一起存在时，高价锰会将亚铁氧化成三价铁而锰自身被还原。高氧化状态下锰的存在，可以在电解车间作业中明显看到。

首先是在电解槽内，在除酸雾的塑料小球和阴极板边缘上会析出MnO2黑色固体沉淀，同时阳极表面变暗，仔细观察阳极板表面会有深浅不一的沟槽，阳极板表面颜色为紫色，其次是电解槽溢流电解液颜色发生变化，变为深紫红色，这种深紫红色表明有高锰酸盐离子MnO4-存在，这种离子为极强的氧化剂并能与有机分子发生反应。

主要影响

一、萃取剂化学反应的动力学下降。下降的影响是使萃取剂的萃取铜离子的能力降低，使铜离子损失在萃余液中。由于搅拌时间是常数，反应动力学的任何下降都会使铜萃取率降低。

二、干扰有机相的表面张力特性，降低用于聚结和澄清界面张力。此影响具有许多连锁的反应，它也与其它许多因素相互作用，产生更为复杂的结果。产生的这三个因素最终导致更严重的后果：

1、产生稳定的“混合相”在澄清室中生成大量的稳定分散带；

2、使水相被有机相夹带大量上升，这些夹带会达到极高的比率；

3、很难在混合室过程保持所希望的相连续性，并且有一个很强的改变相连续性的趋势，尤其是在萃取阶段；

4、使不锈钢种板上的始极片难剥离，始极片脆、易碎，所剥离的始极片不完整；

5、萃取系统内絮凝物增加，从而加重有机相的消耗；

6、使从正萃到负载有机相池内被夹带的絮凝物增加，这部份絮凝物最终又进入到萃取中，形成一个恶性循环。

三、直接破坏阳极保护层（氧化作用产物），这种PbO和Pb（OH）2的体积比PbO2大的多，它们成片状掉下来，不粘附在阳极表面，从而加速了阳极的腐蚀，使阴极产品的含铅量增加。因为片状腐蚀产物会被裹在阴极铜板中，这些离子也会在阴极铜板表面长瘤，从而影响阴极铜质量。

四、在电解液中产生无定型MnO2沉淀。Mn2+被氧化成Mn4+并以MnO2沉淀而诱导成核过程，结果将优先在不规则表面或胶体状颗粒上形成沉淀。后者主要来自矿石中的硅。大量的非结晶结构的MnO2和硅的混合物不容易沉降。此物分散在整个电解液中而引起阴极铜表面长粒子，并在反萃回路中形成絮凝物。由于它们有很高的比表面，这些粒子被有机物吸收进一步降低有机相的疏水性，这反过来降低气浮和聚结除有机物过程的效率。

五、在电积沟槽内加速氯化物氧化，生成的氯气被排放到电解车间的空气中。在此区域内，高浓度的氯气导致以氯酸的形式再溶解，并在不锈钢种板上进行点状的腐蚀。种板的点状腐蚀导致始极片表面不平整、有孔洞，要对种板进行修复。氯气也会在导电棒与铜反应使接触电阻升高。

六、使萃取剂降解。被降解的萃取剂成紫红色，通过在萃余液池里回收的萃取剂可以明显的观察到。拿这些萃取剂做萃取试验，可能发现这部分萃取剂基本丧失了萃取能力。

处理的方法

在生产过程中一旦发现萃取系统中锰离子含量高，可采取以下方法：

采用在系统中加入硫酸亚铁是个简单有效的方法。它本身是种低氧化电位的物质，它可以被锰氧化从而使锰还原。亚铁离子Fe2+它能和锰发生反应，如：Mn7++5Fe2+=5Fe3++Mn2+，为了获得系统中存在低含量的Mn7+，就必须要保证系统中要有高浓度的Fe2+（或Fe）。但是要注意系统中不能有过多的铁，否则在电解作业中，过量的铁离子会将阴极板挂耳处的铜转换出来成为铜离子Cu2+，从而使阴极板上铜挂耳断裂，铜板坠落，严重的会使电解槽受损出现漏液现象。在实践中，为了保持锰的影响处于控制下，最低要保证8：1或10：1的比例。

在生产的过程中，平时多注意、多观察，采取一些小的措施就可以避免出现锰对作业的危害：

1、尽量减少由萃取到负载有机相贮槽内被夹带的絮凝物。如有机相贮槽内有絮凝物要及时将它清出。可采取在机相贮槽底部安装排放管，及时将絮凝物排出，以免絮凝物里的锰离子、铁离子等杂质对有机相造成伤害。这部份絮凝物进入到反萃作业后再进入到电解液中，经过一段时间的积累到一定浓度会给生产带来影响。

2、富铜液定期排放。这样电解液里即使有锰离子，但经过随时排放电解液，再补充一部份新的电解液，电解液中的锰离子的含量相对较少，对生产的影响也相对较小。

总之，在生产过程中要勤观察、分析、思考，及时发现问题并及时处理，锰离子对铜萃取-电积作业的危害是可以避免的。

参考文献

[1] 杨佼庸，刘大星，编著.萃取冶金工业出版社，1988.