[发明专利]从含轻金属的混合溶液中富集低浓度有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属分离方法，具体涉及从含轻金属的混合溶液中富集低浓度有价金属的方法。

背景技术

有价金属镍、钴、铜、铂、钯等是重要的有色金属原材料，被称为“工业维生素”，主要用于金属冶炼、轻工、机械制造、化工、石油和电力行业，以及高新技术等领域。但是，这类金属常以类质同象形式分散在脉石矿物中，浓度较低，粒度很细，且常伴生钙、镁等轻金属，不利于工业上获得高纯度的金属。

目前国内外关于有价金属的富集回收方法主要有萃取法、沉淀法、离子交换树脂或功能性树脂吸附分离法等。虽然萃取法早已在有色金属的分离过程中得到了广泛应用，但其处理过程中仍存在界面乳化、有机溶剂对人体的毒害等不良结果，其缺点是对低浓度，杂质含量高的体系分离效果并不理想；难溶盐沉淀法中主要使用的沉淀剂是碳酸盐、草酸盐和氢氧化物，这些物质几乎对体系中所存在的金属离子没有选择性，还需要后续处理，才能使有价金属与轻金属等杂质离子得到有效分离。此外，沉淀法形成的难溶盐大多为胶状沉淀，过滤工艺冗长复杂，经济效益低下；离子交换树脂或功能性树脂吸附分离法则普遍存在着吸附容量小，后处理过程复杂，不能连续分离金属离子的缺点，这极大地限制了该方法在大规模工业生产中的应用。

发明内容

为了克服现有有价金属的富集回收方法的缺点，本发明提供了一种反应时间短，温度低，安全高效，能耗损失少，工艺简单的从含轻金属的混合溶液中富集低浓度有价金属的方法。

实现上述目的的技术方案为：

从含轻金属的混合溶液中富集低浓度有价金属的方法，其步骤为：

(1)向含轻金属的混合溶液中按化学计量比加入浓度为0.2-0.8mol/L刚性二元羧酸盐溶液，加入质量百分浓度为5-50％的pH调节剂，pH控制6-9，控制温度40-80℃，反应时间为4-8h，生成粒径较大的固态有价金属配位聚合物。

(2)配位聚合物经过滤，以无机酸解吸附，得到高浓度且杂质含量较低的有价金属溶液。

所述的刚性二元酸盐为邻苯二甲酸盐、顺丁烯二酸盐、反丁烯二酸盐、对苯二甲酸盐、间苯二甲酸盐中的一种。

所述的刚性二元羧酸盐为钾盐、钠盐或铵盐中的一种。

所述的pH调节剂为氨水、氢氧化钠、尿素、三乙胺、乙二胺、硫脲中的一种。

所述的无机酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、高氯酸中的一种。

解吸附后的刚性二元羧酸配体的回收率＞80％。

经过研究，刚性二元羧酸配体对有价金属离子具有很强的配位能力，能生成颗粒较大的交联型固态配位聚合物，该特性可应用在有价金属的富集回收方面。在温和的反应条件下，刚性二元羧酸配体优先与有价金属离子发生配位反应，通过添加少量pH调节剂控制溶液的pH基本恒定，最终使有价金属离子以难溶于水的配位聚合物的形式从含有轻金属的混合溶液中沉淀出来，有价金属的回收率＞99.7％，反应结束后将生成的金属配位聚合物过滤，用硫酸或其它无机酸将其分解，通过控制无机酸浓度可获得高浓度的有价金属离子溶液，及固态刚性二元羧酸配体。配体可重复使用，每一循环中配体的回收率均＞80％。

本发明的有益效果为：

1、工艺简单，易于工业化生产。

2、本发明的方法中待富集的有价金属离子与溶液中所含有的钙、镁等轻金属离子之间具有很高的分离因数，分离效果明显。

3、本发明的方法所形成的金属配位聚合物具有较大的粒径，与现行工艺所生成的碱式碳酸盐沉淀相比，易于过滤，不存在堵塞滤布，过滤时间冗长等问题。

具体实施方式

实施例1

(1)向上述原始混合溶液中按化学计量比加入浓度为0.2mol/L反丁烯二酸钠溶液，加入质量百分浓度为10％的氨水调节pH值，pH控制6，控制温度80℃，反应时间为8h，生成粒径较大的固态有价金属配位聚合物。

(2)配位聚合物经过滤，以硫酸解吸附，得到高浓度且杂质含量较低的有价金属溶液。

解吸后的反丁烯二酸的回收率为85％。

实施例2

(1)向上述原始混合溶液中按化学计量比加入浓度为0.8mol/L对苯二甲酸钠溶液，加入质量百分浓度为30％的氢氧化钠调节pH，pH控制9，控制温度40℃，反应时间为4h，生成粒径较大的固态有价金属配位聚合物。

(2)配位聚合物经过滤，以盐酸解吸附，得到高浓度且杂质含量较低的有价金属溶液。

解吸后的对苯二甲酸的回收率为90％。

实施例3