[发明专利]金属有用成分的醛肟萃取剂的改性剂

说明书

本发明领域

本发明涉及金属有用成分从水溶液中的萃取和尤其涉及用来萃取金属(特别是铜有用成分)的醛肟萃取剂的改性剂。

相关技术的叙述

本发明一般来说涉及从水溶液中回收金属有用成分的溶剂萃取方法，更具体地说，涉及用来开发改进了的溶剂萃取试剂的配方工艺和涉及该试剂在回收例如铜有用成分上的用途。

为铜的大规模溶剂萃取加工所使用的起始原料是从含有包括铜在内的金属类的混合物的矿体中获得的含水浸提溶液。浸提介质在流过该矿物时溶解铜和其它金属的盐类，获得了金属有用成分的混合物的水溶液。金属有用成分通常用硫酸介质浸提，提供酸性水溶液，但也能够由氨浸提提供碱性水溶液。

水溶液在罐中与可溶于有机溶剂如煤油中的萃取剂混合。该试剂包括萃取化合物，后者选择性地与铜离子(优先于其它金属离子)形成金属-萃取剂配合物。形成配合物的步骤被称作溶剂萃取方法的萃取或负载阶段。

混合器的输出物连续地供料给大的沉降罐，在罐中有机溶剂(有机相)，现含有溶在溶液中的铜-萃取剂配合物，与贫化的水溶液(水相)分离。该方法的这一部分被称作相分离。通常，通过两个或多个混合器/沉降器阶段重复本萃取方法，为的是更加完全地萃取所需金属。

在萃取之后，该贫化的水原料(残液)被排出或再循环至矿体中以便再用于浸提。含有溶解的铜-萃取剂配合物的负载的有机相被加入到另一组混合罐中，在罐中它与浓硫酸的含水反萃液混合。高度酸性的反萃液使铜-萃取剂配合物分裂并使提纯的和浓缩的铜进入反萃水相中。与上述萃取方法一样，该混合物被加入另一沉降罐中以进行相分离。使铜-萃取剂配合物分裂的这一方法被称作反萃阶段，通过两个或多个混合器-沉降器阶段重复该反萃操作以便完全地从有机相中反萃铜。

自反萃用的沉降罐中，再生的反萃过的有机相被循环至萃取混合机中再次开始萃取，和反萃水相通常加入到电解冶金罐-室中，在其中铜金属有用成分由电解沉积法沉积在板上。在从水溶液中电解冶金铜有用成分之后，溶液(已知为废电解液)返回反萃混合器中再次开始反萃。

萃取和反萃平衡的改性剂通常被引入那些包括所谓的“强”萃取剂的商用试剂配方中。这些萃取剂能够在较低的PH值下与铜结合形成非常稳定的配合物，因此需要使用高度酸性的含水反萃溶液，为的是分裂铜-萃取剂配合物。当很大酸性的反萃溶液在使用常规电解沉积方法中产生问题时，引入改性剂来以有利于在较低酸性下反萃的方式改变平衡并增强总体的金属萃取效率。过去已经建议了各种各样的改性剂化合物用于铜的溶剂萃取试剂的配方中。它们包括：长链(C₆-C₂₀)脂族醇，如异癸醇，2-乙基己醇，和十三烷醇；长链烷基酚类如壬基苯酚。

动力添加剂和平衡改性剂的使用在溶剂萃取方法的总体效率上并不是没有缺点，就试剂的长时间稳定性和试剂对含水原料中污染物的敏感性而言。胺类如叔胺(Alamine336)是肟的非常强的改性剂，但由于它们将酸转移至有机相中的趋势，胺类也催化肟的水解。但是，通过让强酸性的有机酸与胺配对形成盐，仍能够获得肟的非常强的改性，而与此同时最大程度地减少肟的水解速度。同样，作为一个例子，尽管少量的动力添加剂与羟基芳基酮肟萃取剂一起存在于LIX64N试剂中为在酮肟的使用中提供了动力学上的增强，但添加剂不如酮肟那样对水解表现稳定。当在对于酮肟萃取效率来说最佳的操作条件下使用时，脂族α-羟基肟因而趋向于比酮肟更快地从连续体系中消失。类似地，羟基芳基醛肟萃取剂在使用中不如酮肟那样稳定并因为存在大量的壬基苯酚而变得更加不稳定。烷基苯酚平衡改性剂，也已经指出对溶剂萃取设备的结构部件有损害作用，这些部件例如是橡胶内衬，接头、阀门等。

在一些情况下，在萃取剂中使用的改性剂与存在于含水原料中的污染物相结合将导致产生界面污物，该界面污物必须连续地从溶剂萃取回路中除去。在这些情况下，希望使用最低量的改性剂来运行以便获得高效的反萃和最大的净铜转移，而与此同时最大程度地减少污物的形成。

从以上可以清楚地看出，在现有技术中仍然需要一种用于回收铜有用成分的溶剂萃取的试剂，它优选在减少添加剂或平衡改性剂的量的情况下显示出高效的性能。因此，需要一种改性剂，它将提供提高了的由萃取剂如醛肟萃取剂带来的净铜转移量。