Từ kết quả bảng 3.7 và hình 3.13 ta thấy: khi tăng % tác nhân chiết thì hệ số phân bố tăng. Điều này là do khi tăng % tác nhân chiết đã làm tăng khả năng tạo phức giữa Sb với tác nhân chiết. Tuy nhiên, khi tăng % tác nhân chiết thì độ nhớt tăng gây kho khăn cho quá trình vận hành thiết bị. Vì vậy, chúng tơi chọn % tác
Nhƣ vậy, các điều kiện thích hợp cho quá trình chiết antimon bằng PC88A nhƣ sau:
- Nồng độ dung dịch Sb3+ ban đầu là 0,1M
- Nồng độ axit là 3M
- Tỉ lệ tác nhân chiết/dung môi là 20 %
3.3.4. Thu hồi antimon từ pha hữu cơ
Sau quá trình chiết antimon bằng tác nhân PC88A, nồng độ của antimon trong pha hữu cơ là 0,060 M. Trong thí nghiệm này chúng tơi tiến hành giải chiết antimon trong pha hữu cơ bằng dung dịch HCl. Thay đổi nồng độ axit HCl giải chiết từ 6 – 9 M, lắc trong 5 phút. Kết quả nghiên cứu giải chiết dung dịch Sb bằng axit HCl đƣợc thể hiện trên bảng 3.10.
Bảng 3.10: Kết quả giải chiết antimon bằng dung dịch HCl có nồng độ khác nhau
TT [H +] (M) [Sb 3+]nƣớc khi rửa giải lần 1 (M)
Hiệu suất rửa giải lần 1 (%) [Sb
3+]nƣớc khi rửa giải lần 2
(M)
Hiệu suất sau 2 lần rửa giải (%) 1 6 0,050 83,33 0,009 98,33 2 7 0,058 96,67 <0,001 <98,33 3 8 0,058 96,67 <0,001 <98,33 4 9 0,058 96,67 <0,001 <98,33
Từ kết quả giải chiết có thể nhận thấy rằng nồng độ axit cao thì khả năng giải chiết nhanh hơn. Với nồng độ axit HCl 6M, hiệu suất rửa giải đạt 83,33%. Tăng nồng độ axit HCl từ 7 đến 9 M thì hiệu suất rửa giải đạt 96,67% sau 1 lần rửa giải. Tuy nhiên sau 2 lần rửa giải với nồng độ axit HCl là 6M cho hiệu suất thu hồi Sb cao nhất (đạt 98,33%). Nhƣ vậy chúng tôi chọn nồng độ axit HCl rửa giải là 6M.
Nhƣ vậy, sau quá trình chiết antimon bằng tác nhân PC88A và giải chiết antimon 2 bậc từ pha hữu cơ bằng dung dịch HCl 6M có thể thu đƣợc antimon có độ sạch 99,6%.
3.4. Thử nghiệm tinh chế kim loại Sb từ dung dịch Sb sau khi chiết
Dung dịch Sb thu đƣợc sau q trình chiết có nồng độ 40g/l và có độ sạch trên 99,5% đƣợc đem thử nghiệm điện phân để thu đƣợc antimon tinh khiết hơn.
Điều kiện điện phân [8]: - Hiệu điện thế U = 3,0 (V)
- Scatôt = Sanot = 20,25 cm2 hoặc (20,25.10-4m2) (catot là thép không gỉ, anot là grafit)
- Mật độ dòng I = 0,9A
Sau 4 giờ điện phân, thu lấy Sb từ điện cực catot. Sản phẩm Sb đƣợc xác định độ sạch bằng phân tích ICP – MS. Kết quả cho thấy Sb có độ tinh khiết trên 99,87%.
Nhƣ vậy bằng phƣơng pháp hịa tách với axit HCl, sau đó dùng phƣơng pháp chiết lỏng-lỏng với PC88A để thu đƣợc dung dịch giàu antimon và điện phân dung dịch này đã thu đƣợc kim loại antimon có độ tinh khiết trên 99,87%.
KẾT LUẬN
1. Đã nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố đến khả năng tách và thu hồi antimon từ quặng antimon Tân Lạc – Hịa Bình bằng cách xử lí sơ bộ quặng (nung quặng), sau đó dùng phƣơng pháp thủy luyện với tác nhân hịa tan là axit HCl và đã tìm đƣợc điều kiện tối ƣu nhƣ sau:
- Nung quặng ở 600oC
- Thời gian khuấy là 75 phút. - Nồng độ axit HCl là 4M.
- Tỉ lệ khối lƣợng axit/quặng (L/R) là 3/1.
Hiệu suất thu hồi antimon từ điều kiện tối ƣu đạt 93,08 %. Đã xác định đƣợc độ tinh khiết của sản phẩm Sb là 95,47%.
2. Đã xác định đƣợc điều kiện tối ƣu để làm giàu antimon bằng phƣơng pháp chiết với tác nhân PC88A nhƣ sau:
- Nồng độ Sb3+ là 0,1M
- Nồng độ axit sử dụng trong quá trình chiết là 3M - Tỉ lệ tác nhân chiết/ dung môi là 20%
- Nồng độ axit HCl sử dụng trong quá trình giải chiết là 6M với số bậc rửa giải là 2.
3. Đã thử nghiệm tinh chế antimon sau quá trình chiết bằng phƣơng pháp điện phân và thu đƣợc kim loại antimon có độ tinh khiết 99,87%.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt
1. Nguyễn Xuân An và Phạm Văn Thắng dịch từ bản dịch của Tiến sĩ PHDORTRUK.V.P (1990), Độ chứa quặng antimon ở Miền Bắc Việt Nam, tạp chí Địa chất, số 196-197, tr. 1- 4.
2. Nguyễn Văn Bình (2008), Quặng Hóa Antimon miền bắc Việt Nam, NXB Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Hà Nội.
3. Bộ Công thƣơng (2008), Quyết định số 05/2008/QĐ – BCT, Phê duyệt Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng thiếc, vonfram và antimon giai đoạn 2007 – 2015, có xét đến năm 2025.
4. Cơng ty Cổ phần chứng khốn sen vàng (2010), Báo cáo phân tích khai
thác – ngành kim loại màu.
5. Lƣu Đức Hải, Chu Văn Ngọc (2004), Tài nguyên khoáng sản, NXB Đại
học Quốc gia Hà Nội.
6. Trần Thị Hiến (2011), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu hồn thiện cơng
nghệ tuyển quặng antimony mỏ Hậu Duệ, Hà Giang.
7. Hồng Nhâm (2004), Hóa vơ cơ, tập 2, NXB Giáo dục.
8. Mạc Đình Thiết (2002), Nghiên cứu quá trình thu tách antimon từ quặng antimonite và valentinite Việt Nam bằng phương pháp điện phân. Luận văn Thạc sĩ
khoa học. Trƣờng đại học Khoa học Tƣ nhiên – ĐHQGHN.
Tài liệu Tiếng Anh
9. Anderson, C.G. (1994), Antimony separation process, US Patent No.5,
290, 338.
10. Anderson, C.G. (2001), Hydrometallurgically treating antimony-bearing
industrial wastes, JOM 53:18–20. doi: 10.1007/s11837-001-0156.
11. Anderson, C.G. (2012), ―The metallurgy of antimony‖, Chemie der Erde – Geochemistry, 72(4), pp. 3-8.
12. Anderson, C.G., Krys, L.E. (1993), Leaching of antimony from a refractory precious metals concentrate, In: Hiskey, J.B., Warren, G.W. (Eds.),
Proceedings of the Fourth International Symposium on Hydrometallurgy, AIME- SME, Salt Lake City, UT.
13. Anderson, C.G., Nordwick, S.M., Krys, L.E. (1992), Processing of antimony at the sunshine mine, In: Reddy, R.G., Imrie, W.P., Queneau, P.B. (Eds.),
Residues and Effluents—Processing and Environmental Considerations, AIME- TMS, San Diego, CA.
14. Chegwidden J (2011), Study of the antimony market, Roskill Consulting Group Ltd, London.
15. Kim Soo Sik, et al. (1975), “Leaching of antimony with ferric chloride”, Taehan Kwangsan Hakoe Chi, 12 (4), pp. 35–39.
16. Li Wenjie and Xu Benfu (1984), ―A trial process for direct
hydrometallurgical production of antimony white”, Hunana Metallurgy, (4), pp.
20–23.
17. Preston, J. S., Anna C. Du Preez (1990), Solvent extraction processes for
the separation of the rare earth metals, Proceeding of the International solvent extraction inferences, pp. 383-399.
18. Rydberg. J., Michael Cox, Claude Musika, Gregory, R. (2004). Solvent extraction principles and practice, 2 nd, Taylo & Francis Group, LLC , USA.
19. Satterthwaite K (2014), Flame retardant markets to 2018, Roskill
Consulting Industrial Minerals Event, Budapest.
20. Schmidt M, Liedke M, Domer U (2015), Rohstoffrisikobewer-tung Antimon, Deutsche Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für
Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Berlin, Germany.
21. Su Guohi (1981), New hydrometallurgical process for antimony,
22. Tang Motang, et al. (1981), New techniques for treating the Dachang jamesonite concentrate, J. Central South Inst. Min.Metall, (4), pp. 18–27.
23. Thibault, J., et al. (1997), September 12. Process for producing antimony
trioxide, International Patent Application No. PCT/CA97/00659.
24. United States Antimony Corportation (2015), Uses and Formulations,
http://www.usantimony.com/2013_uses_formulations.htm.
25. U.S. Geological Survey (2017), Mineral commodity summaries 2017: U.S. Geological Survey, 202, https://doi.org/10.3133/70180197.