離子液體在選礦中的應用

在濕法冶金中最重要的過程就是金屬從礦石中高效分離后可以從濃縮金屬
中回收。近十年來,硫化礦的濕法處理越來越受到人們的重視,如,冶金工業的綠色可持續發展越來越受到關注[7,11,26-27]。一些包括氯化浸出,生物浸出,壓力硫酸浸出的浸出過程已被開發成可以從黃銅礦中恢復精銅礦的數據。然而,由于氰化物的劇毒性,會產生環境后果,進出過程是有爭議的,并且會檢查出浸出新品種,因此,需要為生產銅的操作過程尋找一種新型綠色的濕法冶金過程,這種過程可以在耗能低,耗酸少,耗氧量少以及無污染排放的低溫環境和大氣環境中進行。離子液體被當做從硫化礦中浸取金,銀,銅和堿金屬的浸出溶劑(或者一種清潔液體或一種水混合物)[7,26-27]。目前,氰化物主要用于從礦石和精礦中浸出金和銀的濕法冶金中。

McCLUSCEY等人通過在電解精煉黃銅礦中使用離子液體的初步調查結果表明離子液體在銅硫化礦和堿金屬硫化物處理中應用的可能性[11]。由Fe(BF4)3和四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑組成的離子液體被用作黃銅礦好的浸出劑。8小時后,水溶液中的四氟硼酸鐵和[Bmim]BF4比例為1:1,并且在100°C時有效銅的萃取率達90%。
WHITEHEAD等人已經報道出用加有硫酸鐵氧化劑和硫脲的硫酸化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體從礦石中回收金和銀[7]。在20-50°C時使用離子液體作為溶劑從合成氧化物礦石和天然硫化物礦石中萃取金,其萃取率大于85%。用離子液體萃取金的結果和由?H2SO4/硫脲/Fe2(SO4)3組成的溶液系統中萃取金的結果很相近。相對于一種酸溶液,用潔凈的離子液體從天然硫礦中回收率顯著大于或等于60%。而在酸溶液中的回收率要小于10%。此外,已經報道了,離子液體對金和銀的萃取具有高選擇性。對其他金屬如Cu,Zn,Pb和Fe具有最小的選擇性。

WHZTEHEAD等人將[Bmim]HSO4作為一種溶劑媒介在以三價鐵作為氧化劑的主要用硫脲的硫化物礦石中浸出金,銀,銅和堿金屬[26](見圖1)。他們發現在70°C時以離子液體為介質時,從黃銅礦中萃取銅比萃取鐵更有效。當離子液體的組成(質量分數)從10%增至100%時,萃取率從55%增至87%。在20-25°C時,有三價鐵或硫脲存在的離子液體中,金和銀的回收率分別大于85%和60%[7,26]。咪唑陽離子中正烷基鏈的延長導致金和銀的萃取率的下降,這可能是由于離子液體的粘度的增加。從具有不同鏈長和不同類型陰離子的離子液體中獲得的浸出結果分析顯示當考慮到這種化合物相對低的價格時,[Bmim]HSO4是最有效的介質[7,27]。
以[Bmim]HSO4為離子液體的浸出實驗是在固定燒瓶中與純離子液體及其水溶液進行的。該實驗是在大氣環境下,在紙漿密度為10g/L和100g/L,溫度為50-90°C下進行浸出黃銅礦精礦的[28]。當浸出液中離子液體的體積分數從10%增至100%時,銅的浸出率會從51.8%增至87.8%。銅的萃取是在低于70°C的溫度下進行的,而當溫度明顯地從70°C升到90°C時,這就表明為了加速化學反應而破壞黃銅礦晶格的化學鍵需要一個中等溫度,溫度大于或等于70°C。

最近十年的初步研究表明離子液體對金和銀具有強的選擇性。這表明離子液體可能被用作一種潛在的溶劑以取代在商業濕法冶金浸出金和銀的傳統氰化物,并且可能發展為從礦石中回收金和銀的一種有效處理技術。

參考資料:

百度百科:http://wenku.baidu.com/view/110e5d1de45c3b3567ec8bbc.html

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