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新材料技术

需求背景

资源与环境正在成为制约社会可持续发展的核心因素。当前全球经济发展与自然资源消耗密不可分，经济扩张正在引发各种自然资源枯竭。铜、镍作为国家战略有色资源，广泛应用于电子、机械制造和航天航空等各个领域^[1-3]；在我国，铜、镍矿矿分布广、低品味矿居多、生产和冶炼成本偏高，随着多年的开采和消耗，多处铜、镍矿资源已经呈现枯竭状态^[4,5]。而与此同时，铜、镍金属产品在生产、消费过程中产生的固体废弃物正在破坏生态环境，特别是重金属污染，治污成本高。我市作为机械、装备制造、电子等工业产业的重要基地，对铜镍资源消耗大，材料加工过程中产生大量的废弃物，如铜镍合金尾料、电子废弃物、电镀污泥等，回收利用价值高。面对当前铜、镍金属矿产资源枯竭和固体废弃物处理成本高的双重矛盾，铜镍固废资源化研究和应用开发迫在眉睫。

Sun^[6]和Xu^[7]等人做了关于从废弃电子产品中回收提取铜的研究，认为借鉴相对绿色的“浸出-萃取-电积”湿法冶金工艺，并结合“氨浸法”从固废中回收提取二次资源是一个不错的选择。湿法冶金较火法冶炼成本低、污染小，几乎可以用于除钢铁以外所有金属的冶炼，特别是用于低含量成分富集、复杂组分纯化分离^[8]。氨浸法选择性高，用于提取回收铜镍资源有着得天独厚的优势，因为氨可以选择性地与铜镍形成络铵离子（[Cu(NH₃)₄]²⁺、[Ni(NH₃)₆]²⁺），使固废中的铜镍溶解进入溶液，与其他杂质（如铁、锰等）分离，节约分离成本^[9,10]。然而，在氨浸介质中，现有的萃取剂能够共萃铜镍，铜镍二者难以分离的问题凸显。因此，寻求高效的铜镍分离方法是氨浸法回收利用铜镍资源的重要途径。

需解决的主要技术难题

① 铜萃取剂中添加亚砜修饰剂前后，对氨介质中铜（镍）萃取分配系数、铜镍分离系数的作用规律。

② 混和萃取剂载体对支撑液膜分离铜镍的动力学反协同效应，即建立铜镍离子在支撑液膜中的传质动力学方程，揭示铜镍传质速率差异对铜镍分离作用。

期望实现的主要技术目标

① 阐明羟肟萃取剂和亚砜的混合萃取体系氨介质中铜镍反协同萃取的差异规律，构建铜镍离子的传质动力学方程，为使用支撑液膜反协同萃取分离铜镍研究和应用提供依据。

② 构筑具有反协同萃取效应的支撑液膜，实现混合铜镍在氨介质中铜的优先高选择性分离，完成氨介质中铜镍二者的分离。

处理进度