一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法与流程

1.本发明涉及资源综合处理利用技术领域，尤其涉及一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法。


背景技术：

2.高砷金精矿属于一种难冶炼的复杂金精矿，该类金精矿含砷量高，金银多被砷黄铁矿包裹，采用常规金精矿处理工艺金银的回收率极低，如：常规的两段焙烧预处理氰化提金工艺，部分金银因氧化铁包裹导致回收率不高，且生产过程产生大量的氰化尾渣与含砷石膏渣危废，不符合目前国家的环保政策：若采用火法炼铜工艺，金银的回收率较高，但需要大量的含铜物料进行配矿，且配矿后的砷含量有严格的要求，砷超标将会严重影响铜产品的质量且会产生大量含砷危废，处理难度大。上述两种处理方法成本费用大，时间周期长，且工序复杂劳动强度大。若可经过预处理操作后高效、高选择性的从杂质离子共存的多金属酸性溶液体系中有效的分离出金银，既可以解决上述问题，又具有一定的环境效益和经济价值，最终实现难处理金精矿的处理利用。
3.现有技术中已有关于资源化处理利用难处理高砷金精矿中金银的报道，例如：中国专利cn103966450a通过先将一种铜阳极泥进行热酸浸、碱性浸出及氯化浸出，将一系列的铜、硒、银、钡、金、锑、锡、铂等金属分段浸出并分离，通过热酸浸出将钡在提取金银前脱除并开路回收，提高了金银的回收率。中国专利cn103937977a公开了一种含砷锑金精矿综合回收金的工艺，通过预先碱性浸出并加入还原剂回收锑；在经两段焙烧回收砷硫；酸浸后氰化浸出回收金，采用本工艺有效提高了锑（65%）和金（80%）的回收率。
4.而离子液体作为当下热门的可应用于分离的新介质，已有许多关于水溶液中金属离子萃取的报道，作为一种优良的萃取剂，在分离过程中得到了广泛的应用。离子液体具有不挥发、热稳定性和化学稳定性高、不易燃、蒸汽压力低、溶解性强等特殊性能，与具有潜在的应用价值的超临界流体、水两相溶剂并称为“三大绿色溶剂”。目前已有一些研究证明，离子液体对水溶液中的金属离子具有良好的萃取效果，且其分离效率高于传统有机溶剂。因此通过利用离子液体的可设计性及多种作用机理，从杂质离子共存的多金属酸性溶液体系中有效的分离出金银，提高其分离效率和选择性，具有很好的应用前景。基于离子液体在金属离子分离的萃取分离过程，通过进一步的离子液体结构设计与机理探究，有效的提升了其在金银分离回收上的效率和选择性。
5.文献[extraction of au(iii) from hydrochloric acid media using a novel amide-based ionic liquid,new journal of chemistry, 2022,46,19824-19833]，提出并研究了以酰胺基团功能化的吡咯吡啶基离子液体，并评价其在盐酸介质中金的分离回收效率，经过4次循环后，最终实现了90%以上的提取效率。文献[a separationstrategy of au(iii), pd(ii) and pt(iv) based on hydrophobic deep eutectic solvent from hydrochloric acid media,journal of molecular liquids, 2022, 365,120200]，考察了基于利多卡因和百里酚的疏水性低共熔溶剂对二次资源酸性浸出液中au(iii)、pd(ii)
和pt(iv)的选择性萃取分离，通过研究萃取过程、最大萃取能力和竞争萃取实验来探究了其萃取分离能力，并提出了萃取过程中的离子缔合机理。在此基础上提出了一种基于酸度和kscn控制的au(iii)、pd(ii)和pt(iv)的分离工艺，实现了97.8 %au(iii)和99.9%pd(ii)的回收率。
[0006]
在高砷金精矿处理中，该类金精矿中含有少量的金银贵金属，采用常规金精矿处理工艺金银的回收率极低，产生大量的氰化尾渣或含砷危废，处理难度大。因此如何高效的对其进行分离回收具有良好的环境效益和经济价值，完善现有工艺路线，最终更高效的实现难处理金精矿的处理利用。


技术实现要素：

[0007]
针对上述现有技术方法存在的不足之处，本发明提供了一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，经过预处理操作后有效分类浸出各种金属元素，通过温度响应控制而实现均相和两相之间可逆转换的离子液体萃取分离过程，依据功能基团络合作用、分子间相互作用等多种协同方式，构建出“ucst-ils-水”温控相变体系让金银快速转移，最终实现高效、高选择性的从杂质离子共存的多金属酸性溶液体系中有效的分离出金银并回收，方法涉及的工艺简单、能耗低、废液产生少、过程绿色，这不仅降低了实际生产成本，也实现了资源的充分利用，具有一定的社会效益和经济价值。
[0008]
为实现上述目的，本发明公开了一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，采用如下的技术方案：一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：（1）将难处理金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后处理得到相应酸浸液及氯化浸出液，将金精矿中包括金银在内的金属元素浸入到浸出液中，并测定各金属元素浓度；（2）将（1）中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph，按照浸出液量向其中加入一定量的ucst-ils，逐渐调整反应釜温度，使不同离子液体添加量下的离子液体-浸出液体系达到一定浓度后逐渐形成均相，在均相状态下有效提升金银与离子液体的相互作用效率并实现其快速转移；（3）在（2）中均相萃取完成后逐渐降温到指定温度，得到富集金银之后的两相，酸水溶液相泵回酸浸系统，在补充后继续步骤（1）酸浸及氯化浸出处理；（4）采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤（2）中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环5-10次。
[0009]
作为补充，上述步骤（1）中所述难处理金精矿中金含量5~100g/t、银含量1~200g/t。
[0010]
作为补充，ucst-ils是采用以下步骤制备得到的由疏水性阴离子和含有聚醚基团改性的功能化1,4,7-三氮杂环壬烷阳离子组合成的离子液体，该类离子液体制备过程如下：
①
将定量1,4,7-三氮杂环壬烷和乙腈混合均匀，在搅拌回流下滴加双（三氟甲磺酰）亚胺锂反应3小时，抽滤得到离子液体中间产物，并用蒸馏水多次洗涤后真空干燥48小时；
②
将
①
中离子液体中间产物加入盛有适量乙醇溶剂的高压反应釜中，加入定量环氧乙烷，封釜后通入氮气或惰性气体置换，在一定压力的氮气或惰性气氛下于30℃下搅拌反应5h后升温至70-75℃继续反应6-10h，旋除溶剂后得到具有一定聚合度的聚醚改性1,4,7-三氮杂环壬烷基双（三氟甲磺酰）亚胺盐离子液体（ucst-ils）。
[0011]
作为补充，上述步骤（2）中调整浸出液ph=0.5-2，ucst-ils与浸出液剂液比为1：50-1：120，反应温度为20-80℃。
[0012]
作为补充，上述步骤（4）中所用的剥离剂为草酸钾溶液（金剥离剂），二硫化物（银剥离剂）。
[0013]
本发明的技术特点及有益效果如下：1．本发明针对难处理高砷金精矿浸出液中金银回收的问题，采用ucst-ils构建均相液-液萃取体系，该体系可以通过适当的热刺激实现均相和两相之间的可逆转换。通过温度变化促进离子液体中所含阴离子、阳离子与水之间氢键的形成和断裂，依据这些氢键的数量和强度影响其溶液状态，即从相分离到均相的可逆变化。同时该离子液体具有较高的耐酸性，通过该ucst-ils可以有效避免液液两相分离过程的弊端，如高粘度导致的传质过程限制和过高的离子液体用量，实现了高效、高选择性的从杂质离子共存的多金属酸性溶液体系中有效的分离出金银并回收。
[0014]
2．本发明的方法所涉及的工艺简单、能耗低、废液产生少、过程绿色，这不仅降低了实际生产成本，也实现了资源的充分利用，具有一定的社会效益和经济价值。
具体实施方式
[0015]
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明采用ucst-ils构建了一系列的ucst-ils-水均相液-液萃取体系处理回收难处理金精矿浸出液中金银的方法，但并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围内，变化实施例都包含在本发明的技术范围内。实施例中所述方法如无特殊说明均为常规方法；所用材料、装置如无特殊说明均为现有技术、可市购获得。
[0016]
实施例1一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量50g/t、银含量100g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：50的ucst-ils，逐渐升温至80℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环5次。
[0017]
本实施例中金的萃取回收效率为98.6%，银的萃取回收效率为98.2%。
[0018]
实施例2一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量50g/t、银含量100g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=0.5，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：50的ucst-ils，逐渐升温至80℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环5次。
[0019]
本实施例中金的萃取回收效率为87.8%，银的萃取回收效率为89.1%。
[0020]
实施例3一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量50g/t、银含量100g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：100的ucst-ils，逐渐升温至60℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环5次。
[0021]
本实施例中金的萃取回收效率为93.2%，银的萃取回收效率为93.5%。
[0022]
实施例4一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量50g/t、银含量100g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：120的ucst-ils，逐渐升温至45℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环10次。
[0023]
本实施例中金的萃取回收效率为83.7%，银的萃取回收效率为80.3%。
[0024]
实施例5一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量80g/t、银含量150g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1.5，按照浸出液量向其中加
入剂液比=1：50的ucst-ils，逐渐升温至80℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环6次。
[0025]
本实施例中金的萃取回收效率为96.5%，银的萃取回收效率为94.4%。
[0026]
实施例6一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量100g/t、银含量150g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：120的ucst-ils，逐渐升温至50℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环6次。
[0027]
本实施例中金的萃取回收效率为80.6%，银的萃取回收效率为78.8%。
[0028]
实施例7一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：
①
将金含量10g/t、银含量60g/t的高砷金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后得到相应浸出液，测的各金属元素浓度；
②
将
①
中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph=1，按照浸出液量向其中加入剂液比=1：120的ucst-ils，逐渐升温至45℃使ucst-ils-浸出液体系达到均相，在均相状态下快速转移金银至离子液体；
③
萃取完成后将
②
中得到的均相萃取液逐渐降温到室温，得到富集金银之后的离子液体相和酸水溶液相，酸水溶液相泵回浸出系统后继续步骤
①
酸浸及氯化浸出处理；
④
采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤
②
中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环6次。
[0029]
本实施例中金的萃取回收效率为97.2%，银的萃取回收效率为96.8%。本实施例中酸浸液中的铜离子萃取分离效率为94.7%，锌离子萃取分离效率为94.2%。以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，包括如下步骤：（1）将难处理金精矿经过常规焙烧、酸浸及氯化浸出处理，脱除硫砷等杂元素后处理得到相应酸浸液及氯化浸出液，将金精矿中包括金银在内的金属元素浸入到浸出液中，并测定各金属元素浓度；（2）将（1）中得到的浸出液泵入到反应釜搅拌并调节ph，按照浸出液量向其中加入一定量的ucst-ils，逐渐调整反应釜温度，使不同离子液体添加量下的离子液体-浸出液体系达到一定浓度后逐渐形成均相，在均相状态下有效提升金银与离子液体的相互作用效率并实现其快速转移；（3）在（2）中均相萃取完成后逐渐降温到指定温度，得到富集金银之后的两相，酸水溶液相泵回酸浸系统，在补充后继续步骤（1）酸浸及氯化浸出处理；（4）采用剥离剂选择性的剥离出离子液体相中的金银，剥离后的离子液体循环回步骤（2）中再次萃取分离浸出液体系中的金银，循环5-10次；其中所述ucst-ils为疏水性阴离子和含有聚醚基团改性的功能化1,4,7-三氮杂环壬烷阳离子组合成的离子液体。2.根据权利要求1所述的均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，其特征在于，所述步骤（1）中难处理金精矿中金含量5~100g/t、含银量1~200g/t。3.根据权利要求1所述的均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的ucst-ils是采用以下步骤制备获得：
①
将定量1,4,7-三氮杂环壬烷和乙腈混合均匀，在搅拌回流下滴加双（三氟甲磺酰）亚胺锂反应3小时，抽滤得到离子液体中间产物，并用蒸馏水多次洗涤后真空干燥48小时；
②
将
①
中离子液体中间产物加入盛有适量乙醇溶剂的高压反应釜中，加入定量环氧乙烷，封釜后通入氮气或惰性气体置换，在一定压力的氮气或惰性气氛下于30℃下搅拌反应5h后升温至70-75℃继续反应6-10h，旋除溶剂后得到具有一定聚合度的聚醚改性1,4,7-三氮杂环壬烷基双（三氟甲磺酰）亚胺盐离子液体（ucst-ils）。4.根据权利要求1所述的均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，其特征在于，所述步骤（2）中调整浸出液ph=0.5-2，ucst-ils与浸出液剂液比为1：50-1：120，反应温度为20-80℃。5.根据权利要求1所述的均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，其特征在于，所述步骤（4）中所用的剥离剂为草酸钾溶液（金剥离剂），二硫化物（银剥离剂）。

技术总结
本发明提供了一种均相液液萃取回收高砷金精矿浸出液中金银的方法，对湿法金精矿处理浸出液中富集的主要元素进行分离，实现从杂质离子共存的多金属酸性溶液体系中高效、高选择性的分离回收金银。采用上临界溶液温度型功能化离子液体（UCST-ILs）构建均相液-液萃取体系，通过温度变化促进离子液体中所含阴离子、阳离子与水之间氢键的形成和断裂，从而氢键的数量和强度来影响其溶液状态，实现均相和两相之间的可逆转换。采用的UCST-ILs具有较高的耐酸性，通过该UCST-ILs可以有效避免液液两相分离过程中高粘度导致的传质限制和过高的离子液体用量的弊端。本发明所涉及的工艺简单、能耗低、废液产生少、过程绿色。过程绿色。


技术研发人员：王志强 孙振 丁重云 张连正
受保护的技术使用者：烟台市金奥环保科技有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/7/11