一、 核心特性与萃取原理
1. 化学本质：
它是一种长碳链的叔胺（R₃N，其中R为C8-C10的烷基）。这种结构使其既能溶于有机稀释剂（如煤油、磺化煤油），又具有碱性，能够与酸结合。
2. 萃取原理：
叔胺本身并不直接萃取金属阳离子（如Cu²⁺、Fe³⁺）。它的核心功能是在酸性环境中先与无机酸（如H₂SO₄, HCl）反应生成铵盐，然后这个铵盐再与溶液中的金属酸根阴离子进行阴离子交换。
基本反应步骤：
-
胺的质子化（成盐）：
2 R₃N(有机相) + H₂SO₄(水相) → (R₃NH⁺)₂·SO₄²⁻(有机相)
（在盐酸体系中：R₃N(有机相) + HCl(水相) → R₃NH⁺·Cl⁻(有机相)）
-
阴离子交换（萃取）：
2 R₃NH⁺·Cl⁻(有机相) + [MClx]^(x-)(水相) → (R₃NH⁺)x·[MClx]^(x-)(有机相) + 2 Cl⁻(水相)
其中，[MClx]^(x-) 是金属在浓盐酸或氯离子环境中形成的络合阴离子，例如 [FeCl4]⁻, [ZnCl4]²⁻, [UO2(SO4)2]²⁻ 等。
二、 在湿法冶金与金属回收中的具体应用
N235因其强大的阴离子萃取能力，被广泛应用于以下多个关键领域：
1. 从硫酸浸出液中萃取铀
这是N235最经典和重要的应用之一。
-
工艺过程： 铀矿石经硫酸浸出后，铀通常以 [UO2(SO4)2]²⁻ 或 [UO2(SO4)3]⁴⁻ 等络阴离子形式存在于浸出液中。
-
萃取： 使用N235的有机相与浸出液混合，上述铀酰硫酸根络阴离子被选择性萃取到有机相中。
-
反萃取： 负载铀的有机相再用碳酸钠溶液、氯化钠溶液或稀酸进行反萃，得到纯净的铀酸盐溶液，进一步加工成核纯产品。
-
优势： 选择性好，能从含有大量杂质离子的复杂溶液中高效回收铀。
2. 钨和钼的分离与提纯
在钨冶金中，N235用于从碱性或弱碱性浸出液中提取钨和钼。
-
工艺过程： 钨精矿经碱压煮后，得到含有钨酸钠和钼酸钠的溶液。将溶液调至特定pH值，并加入硅酸盐等，使钨以杂多酸（如硅钨酸）的阴离子形式存在，而钼则形成同多酸阴离子。
-
萃取： N235能优先萃取钼的阴离子，从而实现钨与钼的高效分离。负载钼的有机相再用氨水反萃，得到钼酸铵溶液。
-
应用： 这是生产高纯钨制品（如APT-仲钨酸铵）的关键步骤，能有效去除钼这一有害杂质。
3. 稀土元素的分离
在盐酸体系中，某些稀土元素（如钇、重稀土）能形成 [LnCl4]⁻ 或 [LnCl5]²⁻ 等络阴离子。
4. 废酸回收与金属去除（“三价铁”的去除）
在铜、锌等金属的电解精炼或电积过程中，电解液会不断积累铁离子（Fe³⁺）。
5. 从二次资源（电子废弃物、催化剂）中回收有价金属
N235在金属回收领域，特别是处理含贵金属和稀有金属的废料方面，应用广泛。
-
回收钯： 从废催化剂、电子废料的盐酸浸出液中，钯（Pd）以 [PdCl4]²⁻ 形式存在，N235可以高效萃取。
-
回收金： 在盐酸介质中，金（Au）形成 [AuCl4]⁻，同样可以用N235萃取，实现与铜、镍等贱金属的分离。
-
回收铼： 从钼精矿焙烧烟尘或废催化剂中，铼常以高铼酸（HReO₄）形式存在，其阴离子 ReO₄⁻ 可被N235萃取。
-
回收钒： 从石煤提钒或废催化剂的浸出液中，在特定pH下，钒会形成多钒酸根阴离子，可用N235萃取富集。
三、 工艺优势与注意事项
优势：
-
高选择性： 对特定金属阴离子有很好的识别和萃取能力。
-
萃取容量大： 单位体积萃取剂能处理大量金属。
-
化学稳定性好： 不易降解，可长期循环使用。
-
反萃容易： 负载的金属通常可以用水、稀酸或碱液轻松反萃，实现有机相的再生。
-
成本效益： 相对于某些特种萃取剂，N235价格相对低廉，技术成熟。
注意事项：
-
形成第三相： 在高负载或特定条件下，有机相可能分裂成两相，影响操作。通常需要添加相调节剂（如高碳醇，如异癸醇） 来增加有机相的溶解能力，防止第三相形成。
-
对酸度的依赖性： 其萃取性能强烈依赖于水相的酸度和阴离子浓度，需要精确控制工艺条件。
-
杂质影响： 水相中的悬浮物、胶体或其他有机物可能污染有机相，导致乳化或降低萃取效率，因此进料液通常需要预处理（如过滤、澄清）。
总结
三(辛/癸基)叔胺（N235） 是湿法冶金和金属回收领域中一种不可或缺的“工作母机”型萃取剂。它通过独特的阴离子交换机理，在铀、钨、钼、稀土、钯、金、铼、钒等多种战略金属和稀有金属的提取、分离与纯化，以及电解液净化过程中发挥着核心作用。其成功应用极大地推动了复杂矿产资源综合利用和二次资源循环经济的发展。
