离子液体在选矿中的应用

在湿法冶金中最重要的过程就是金属从矿石中高效分离后可以从浓缩金属
中回收。近十年来,硫化矿的湿法处理越来越受到人们的重视,如,冶金工业的绿色可持续发展越来越受到关注[7,11,26-27]。一些包括氯化浸出,生物浸出,压力硫酸浸出的浸出过程已被开发成可以从黄铜矿中恢复精铜矿的数据。然而,由于氰化物的剧毒性,会产生环境后果,进出过程是有争议的,并且会检查出浸出新品种,因此,需要为生产铜的操作过程寻找一种新型绿色的湿法冶金过程,这种过程可以在耗能低,耗酸少,耗氧量少以及无污染排放的低温环境和大气环境中进行。离子液体被当做从硫化矿中浸取金,银,铜和碱金属的浸出溶剂(或者一种清洁液体或一种水混合物)[7,26-27]。目前,氰化物主要用于从矿石和精矿中浸出金和银的湿法冶金中。

McCLUSCEY等人通过在电解精炼黄铜矿中使用离子液体的初步调查结果表明离子液体在铜硫化矿和碱金属硫化物处理中应用的可能性[11]。由Fe(BF4)3和四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑组成的离子液体被用作黄铜矿好的浸出剂。8小时后,水溶液中的四氟硼酸铁和[Bmim]BF4比例为1:1,并且在100°C时有效铜的萃取率达90%。
WHITEHEAD等人已经报道出用加有硫酸铁氧化剂和硫脲的硫酸化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体从矿石中回收金和银[7]。在20-50°C时使用离子液体作为溶剂从合成氧化物矿石和天然硫化物矿石中萃取金,其萃取率大于85%。用离子液体萃取金的结果和由 H2SO4/硫脲/Fe2(SO4)3组成的溶液系统中萃取金的结果很相近。相对于一种酸溶液,用洁净的离子液体从天然硫矿中回收率显著大于或等于60%。而在酸溶液中的回收率要小于10%。此外,已经报道了,离子液体对金和银的萃取具有高选择性。对其他金属如Cu,Zn,Pb和Fe具有最小的选择性。

WHZTEHEAD等人将[Bmim]HSO4作为一种溶剂媒介在以三价铁作为氧化剂的主要用硫脲的硫化物矿石中浸出金,银,铜和碱金属[26](见图1)。他们发现在70°C时以离子液体为介质时,从黄铜矿中萃取铜比萃取铁更有效。当离子液体的组成(质量分数)从10%增至100%时,萃取率从55%增至87%。在20-25°C时,有三价铁或硫脲存在的离子液体中,金和银的回收率分别大于85%和60%[7,26]。咪唑阳离子中正烷基链的延长导致金和银的萃取率的下降,这可能是由于离子液体的粘度的增加。从具有不同链长和不同类型阴离子的离子液体中获得的浸出结果分析显示当考虑到这种化合物相对低的价格时,[Bmim]HSO4是最有效的介质[7,27]。
以[Bmim]HSO4为离子液体的浸出实验是在固定烧瓶中与纯离子液体及其水溶液进行的。该实验是在大气环境下,在纸浆密度为10g/L和100g/L,温度为50-90°C下进行浸出黄铜矿精矿的[28]。当浸出液中离子液体的体积分数从10%增至100%时,铜的浸出率会从51.8%增至87.8%。铜的萃取是在低于70°C的温度下进行的,而当温度明显地从70°C升到90°C时,这就表明为了加速化学反应而破坏黄铜矿晶格的化学键需要一个中等温度,温度大于或等于70°C。

最近十年的初步研究表明离子液体对金和银具有强的选择性。这表明离子液体可能被用作一种潜在的溶剂以取代在商业湿法冶金浸出金和银的传统氰化物,并且可能发展为从矿石中回收金和银的一种有效处理技术。

参考资料:

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

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