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钨碱性萃取是一种钨湿法冶金清洁生产技术，该工艺可实现碱压煮-碱性萃取过程中水的闭路循环。随着国家环保政策的日趋严厉，钨湿法冶金碱性萃取工艺必将逐渐取代环保优势相对较差的离子交换法和酸性萃取法，成为中国钨冶炼当前和今后相当一段时间的技术发展方向。 本文针对目前钨碱性萃取工艺用三辛烷基甲基氯化铵(N263)萃取剂存在的①操作复杂、加剧污染;②转化率低，抑制萃取;③水溶性好，损耗增加;④价格昂贵，增加成本等关键问题，研制出新型钨碱性萃取剂——三长链烷基甲基碳酸盐(GW05)，并将其应用于Na2WO4溶液的碱性萃取，与N263的钨萃取性能进行了对比，取得了较好的萃取效果。本文的研究结果将有利于推动钨冶炼工业清洁生产技术的转化及应用。 GW05采用碳酸二甲酯(DMC)与三辛烷基叔胺(N235)的季铵化反应来合成，对该合成反应的条件进行了优化筛选，确定了较优的反应条件:甲醇为溶剂，DMC与N235的摩尔比为5∶1，用N2排除空气，反应温度140℃，反应时间24h，水解的温度为20℃，水解时间2h。 通过IR对所合成的产物结构进行了表征，并与原料N235的红外光谱图进行了对照，结果说明产物中含有甲基碳酸根离子，反应原料N235已经成功地与DMC发生了季铵化反应;分析了产物GW05中季铵活性物的含量并由此计算出N235的季铵化率为94.22％，反应比较完全。 对产物GW05的钨萃取性能进行了测试，组成为45％ GW05+20％仲辛醇+35％煤油的有机相对WO3浓度为100g/L和150g/L的Na2WO4溶液单级萃钨率分别为90.60％和77.67％。 通过摇瓶实验对GW05和N263在萃取、反萃取和再生等过程的性能进行了对比研究，选择了合适的有机相组成，考察了各种因素对萃取和反萃取过程的影响，优化了各阶段的操作条件，采用饱和浓度法绘制了GW05和N263的萃取等温线，并进行了连续串级错流对比实验。结果显示，当有机相组成为45％ GW05或N263+20％仲辛醇+35％煤油时，萃取效果最好;较优的萃取条件为油水比(O/A)2∶1，搅拌时间10min，萃取温度为20℃，料液pH值为9～14。在相同的萃取条件下，GW05的单级萃钨效率要高于N263萃取剂5％～10％;从绘制的GW05和N263的萃取饱和等温线可以看出，两者的萃钨饱和容量大致相同，但是使用GW05所需要的串级萃取理论级数可以比N263少一级。 通过串级错流萃取实验，对于WO3含量为114.28g/L的Na2WO4溶液，N263在3级萃取的条件下可以达到99.78％的钨萃取率，而GW05在2级萃取的条件下即可达到99.26％的钨萃取率，并且在提高WO3含量至158.13g/L的情况下，GW05仍然可以在3级萃取的条件下达到99.82％的效果。 用2.5mol/L NH4HCO3溶液对GW05和N263萃取后所得的萃合相进行连续串级错流反萃取对比实验，GW05萃合相表现出较好的反萃取性能;将GW05和N263反萃后所得有机相用1.0mol/L的NaOH溶液进行再生，这两种萃取剂均具有良好的再生萃取性能。 针对N263在萃钨之前需要先将其所含的Cl-转换成CO32-的问题，采用文献报道的转型方法进行了验证，最终其Cl-的置换效率仅为78.48％，仍然残留大量的Cl-，证明采用该方法N263的转型并不完全，并且由于N263的水溶解性而造成在转型过程中的损失率达到1.61％，同时，N263的转型步骤会产生大量高含盐、高COD废水。 GW05钨碱性萃取剂的开发，避免了使用现有萃取剂N263因转型而产生的大量高含盐、高COD废水，简化了萃取工艺，能够在一定程度上降低钨碱性萃取的成本，有利于钨碱性萃取清洁生产工艺的推广应用。