[发明专利]从含金属离子水溶液中回收金属离子的方法

说明书

                发明背景

发明领域

本发明涉及一种用特定离子液体萃取剂浸渍的载体，和利用该浸渍载体回收金属的方法。

已有技术描述

用多孔树脂作为特定离子液体萃取剂的载体的概念，在70年代初已为人所知。见Afr.Patent Application No：5637(1971)及A.Warshawsky，83 Trans.Inst.Min.Metalc101(1974)〔“Warshawsky Ⅰ”〕。一般关心有关这种溶剂浸渍树脂的问题有：1)被截留溶剂溶解性下降的可能性，2)与处理物流界面的有限接触所构成对质量传递的限制，以及3)聚合物支撑基本孔结构的特性。见A.Warshawsky，Ion Exchange and SolventExtraction，Ch.3，p.229 (New York，1981)〔“Warshawsky Ⅱ”〕。

更具体地说，适宜树脂的平均孔径应足够大，以适合有机萃取剂络合物，但又不致使固载的萃取剂在流体压力升高时损失过多。这种树脂还应当在pH值及盐浓度变化很大的溶液中仅有不太大的收缩或膨胀。对于已知树脂，诸如聚苯乙烯树脂及苯乙烯-二乙烯基苯交联的树脂来说，这是一种缺点。见Warshawsky Ⅱ p.229。尽管小心选择萃取剂及稀释剂会使溶解性损失减至最小，但在确定溶剂/树脂系统的工业使用寿命时，对聚合物担体的选择却起到至关重要的作用。

在当今世界金属矿品位日趋下降之时，湿法冶金，即从水溶液中萃取金属，是一种日益重要的方法。见D.S.Flett，83 Trans.Inst.Min.Metalc30(1974)。为从矿物沥滤液中选择性地萃取金属，工业湿法冶金操作目前是采用液-液(溶剂萃取)法。通常，这些方法一般都是由多级混合器-沉降器段构成，其中含金属的沥滤物是用非混溶有机溶剂使之乳化的。接着再分离有机相及水相，有机相这时含有被萃取的金属，再送至洗脱段回收金属成分，供下一步提纯。这些溶剂萃取过程本身就有若干固有限制：(1)装置建设投资大，(2)蒸发进入大气的、相分离不佳而夹带出的及有机萃取剂在水中溶解性造成的有机试剂损失量大，(3)相分离低温操作困难或不可能，以及(4)要求有较大的设备基座。

因此，希望能够提供一种环境安全改进了的金属萃取组合物，它不仅在各种有机溶剂中有较高的尺寸稳定性，而且孔隙特性也有所改善，能适应金属回收的各种要求。还希望提供一种环境安全的经济的回收金属方法，能使处理物流与萃取剂间传质接触面积达到最大。

发明概述

按照本发明，是提供一种组合物，包括a)一种由水溶凝胶聚合物衍生的交联高孔隙体，其特征在于，它具有开孔胞三维网络结构，密度低于约1.0g/cm³，表面积等于或大于约300m²/g，耐压强度等于或低于21kg/cm²(300psi)下10％屈服限，平均孔(直)径低于约500A。其中所述水凝胶聚合物选自藻朊酸盐、树胶、淀粉、糊精、琼脂、明胶、酪素、骨胶原、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、丙烯酸酯聚合物、淀粉/丙烯酸酯共聚物，以及其混合物和共聚物，以及

b)一种金属萃取剂。

适宜的金属萃取剂可选自阳离子萃取剂、阴离子萃取剂、中性萃取剂及其混合物。

本发明另一方面提供了一种从含金属离子水溶液中回收金属离子的方法，包括：

a)将金属萃取剂浸渍在一种由水溶凝胶聚合物衍生的交联高孔隙体中，该多孔体特征在于，它具有一种开孔胞三维网络结构，密度低于约1g/cm³，表面积等于或大于约300m²/g，耐压强度等于或低于21kg/cm²(300psi)下10％屈服限，平均孔直径小于约500A，其中水凝胶聚合物选自藻朊酸盐、树胶、淀粉、糊精、琼脂、明胶、酪素、骨胶原、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、丙烯酸酯聚合物、淀粉/丙烯酸酯共聚物及其混合物和共聚物，形成一种浸渍有金属萃取剂的多孔体；

b)使所述水溶液与该浸渍有金属萃取剂的多孔体接触，以脱除水溶液中的金属离子；及

c)分离该金属离子和浸渍有金属萃取剂的多孔体。