[发明专利]应用固定化室温离子液体吸附提取红土镍矿浸出液中有价金属离子的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种红土镍矿酸性浸出液的提取新工艺，特别是一种涉及将室温离子液体，经载体吸附固定化后形成金属离子吸附床，该吸附床可对红土镍矿酸性浸出液中的有价金属离子(如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺等)进行吸附回收。本发明属于湿法冶金技术研究领域中含金属离子溶液处理部分。

背景技术

矿物的浸出是湿法冶金领域中一项重要的单元操作，是用化学试剂将矿石或精矿中的有用组分转化为可溶性化合物，并选择性地溶解出来，得到含金属的溶液，实现有用组分与杂质组分或脉石组分分离的过程，最终达到回收有价金属的目的。这种方法适用于处理金属品位低、分散度细、组分复杂的矿石及精矿、表外矿、废石、矿渣和各种二次物料。方法操作简单，金属综合回收率较高。

我国的镍的资源总量为790万吨，按储量基础计算，平均60％以上的资源为难以得到经济利用的红土镍矿资源。镍资源贫乏的现状促使我们寻求一种新型的工业技术来解决红土镍矿资源利用的难题。

采用生物冶金技术处理红土镍矿，筛选高效生物冶金异养微生物，进行镍褐铁矿或硅镁镍矿等红土镍矿的选择性生物浸出可以得到较高的镍、钴浸出率。在生产成本和处理能力上优于传统的加压浸出和高温熔炼、还原焙烧-常压氨浸等方法。但红土镍矿浸出液存在酸碱度高、成分复杂、主体金属离子含量低、掺杂有机相和固体颗粒等特点，采用化学沉淀方法回收率低，夹带现象严重，形成二次固体污染物构成环境危害；而采用一般溶剂萃取方法存在着设备(级数)多，占地大，有机、无机试剂消耗量大，投资费用和生产成本较高等缺陷，且萃取剂自身萃取效率不高、污染严重、形成生产效率低，行业竞争力差的状况。因此，有必要寻求一种更新的工艺来处理红土镍矿浸出液。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定化室温离子液体吸附提取红土镍矿浸出液中有价金属离子的工艺，该工艺操作简单，提取效率高，操作时间短，容易实现多级组合，具有高效、经济和对环境友好的优势。

为达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

这种应用固定化室温离子液体吸附提取红土镍矿浸出液中有价金属离子的工艺，它包括以下步骤：

1)、对室温离子液体1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐进行固定化操作，将其固定于多孔性固体吸附载体上，得到负载了室温离子液体的吸附反应床；

2)、将红土镍矿浸出得到的复杂成分酸性浸出液通过吸附反应床层，进行常温下金属离子吸附，提取浸出液中的有价金属离子；

3)、通过调节洗脱液酸度和流速达到金属离子洗脱萃的目的。

吸附床层在一定时间内可反复利用。

所述的多孔性固体吸附载体为硅胶、蒙脱石或活性炭。

有价金属离子为Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺。

室温离子液体(RTILs：Room temperat ure ionic liquids)是一类室温或相近温度下完全由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的液体化合物，属于盐类，熔点通常约在100℃以下。具有无毒、无显著蒸气压、对环境友好、无可燃性、导电性好且电化学窗口宽、熔点低且液态区间宽、热稳定性好、可溶解多种有机物及无机物的特点。本发明中所应用的离子液体不溶于水，微溶于有机溶剂，液体粘度较高，该产品市场有售。

本工艺将载体在常温条件下浸渍于所选用的室温离子液体中，通过物理作用使离子液体负载于载体之上，形成固定化的室温离子液体。再将固定化离子液体装填于管式反应床空间中，形成吸附反应床。将浸出液低流速通过吸附反应床床层，使其中有价金属离子吸附于床层所负载的离子液体相中。再使用不同酸度的洗脱液对吸附了金属离子的吸附床层进行洗脱操作，使金属离子回到洗脱液中，使金属离子得到提取回收。

本发明的优点是：工艺操作简单，提取效率高，操作时间短，容易实现多级组合，具有高效、经济和对环境友好的优势。

附图说明

图1：为本发明工艺流程框图。

图2a：一种室温离子液体1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的分子结构式

图2b：一种室温离子液体1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的分子结构式

图3：为本发明中所形成的吸附反应床示意图。

其中，阳离子为1-癸基-3-甲基咪唑；阴离子为六氟磷酸根或四氟硼酸根，室温下为液态，液体中各基团均呈离子状态。

图3中，10为进液口，4为反应床，11为出液口。