CN105039696B - 铜萃取剂专用络合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜萃取剂专用络合剂及其制备方法，属于铜的湿法冶炼技术领域。本发明的铜萃取剂专用络合剂包括如下重量份数的组分：含硅的无机吸附剂1‑2份，含硅的有机吸附剂1‑20份，粘土1‑52份，活性炭0.1‑0.5份，所述含硅的无机吸附剂为石脂、白炭黑、蒙皂石、水铝英石、蛭石中的一种或几种，所述含硅的有机吸附剂为硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷、硅树脂中的一种或几种。本发明的铜萃取剂专用络合剂处理铜萃取剂中的絮凝污物时的剔除率达到90％以上，萃取分相效率提高50％以上，使铜萃取剂的使用周期明显增长。

Description

铜萃取剂专用络合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铜萃取剂专用络合剂及其制备方法，属于铜的湿法冶炼技术领域。

背景技术

铜是一种使用广泛的金属，特别是在电子产品领域的应用越来越广泛，同时也产生了大量的含铜电子废料和垃圾。随着环保要求的日益提高，铜的回收精炼也逐渐成为了原料铜的主要来源之一。铜的回收精炼方法中，湿法冶炼由于其工艺简单而具有较大的应用范围，其中应用较广的湿法冶炼方法是铜萃取剂萃取法。铜萃取剂萃取法以其操作简便、效率高而在铜的回收精炼领域受到欢迎。

但是，在使用铜萃取剂萃取铜时，随着使用周期的延长，铜萃取剂会逐渐进入老化期。铜萃取剂降解加快，降解后的有机杂质与萃取剂混合在一起，形成絮凝污物累积在相界面，在有机相和水相之间形成乳化层或第三相，阻碍萃取过程中有机相与水相之间的相互作用，影响铜离子在两相间的平衡，进而降低了铜的萃取率。给生产的工艺操作也带来了很大的不便。因此，如何减少絮凝物或者防止其生成成为了提高铜萃取率和生产效率的关键。

在现有技术中，一般会通过完善铜萃取工艺来减少絮凝物的产生，但是这无法从根本上解决问题，在萃取剂使用较长时间后，仍然会产生絮凝物，有些絮凝物在界面形成第三相出现，而有些则与萃取剂混溶在一起，形成夹带，很难分离。传统工艺中一般是通过粘土来剔除萃取剂中的絮凝物，将粘土加入到界面处形成的含有絮凝物的混合液中，进行搅拌、澄清后回收有机物。公开号为CN1110329A的中国发明专利公开了一种从LIX984萃取铜过程产生的界面絮凝物中回收萃取剂的方法，并具体公开了在界面絮凝物中按150-180公斤/立方米的量加入粘土，搅拌均匀后澄清半小时，析出有机物，渣用低速离心机甩干，再用煤油洗涤1-2次，洗涤液与分离出的有机物合并。上述方法中，由于粘土只能起到吸附作用，对絮凝物的剔除效果非常有限，分离效率也非常低。而且这种利用粘土回收的有机物成分复杂，除了含有萃取剂外，还含有降解杂质等，这些物质很难进行完全的分离。将回收的萃取剂重新使用后，这些没有剔除完全的降解杂质与萃取剂互溶在一起，延长了萃取剂的萃取分相时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高铜萃取剂活化分离效率并缩短铜萃取剂萃取分相时间的铜萃取剂专用络合剂。本发明的目的还在于提供该铜萃取剂专用络合剂的制备方法。

为了实现以上目的，本发明的铜萃取剂专用络合剂的技术方案如下：

一种铜萃取剂专用络合剂，包括如下重量份数的组分：含硅的无机吸附剂1-2份，含硅的有机吸附剂1-20份，粘土1-52份，活性炭0.1-0.5份，所述含硅的无机吸附剂为石脂、白炭黑、蒙皂石、水铝英石、蛭石中的一种或几种，所述含硅的有机吸附剂为硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷、硅树脂中的一种或几种。

本发明采用含硅的无机吸附剂与含硅的有机吸附剂，可以通过其自身的硅氧键与有机杂质之间络合形成不溶于萃取剂的物质，很容易从有机体系中分离出来，大大提高了萃取剂中絮凝物的分离效果。而且，上述吸附剂本身还具有很强吸附作用，对于降解后形成的粘度较大、夹带较多的萃取剂混合物，能很容易使其实现相分离。上述吸附剂性质稳定，一般不与酸碱反应，提高了铜萃取剂专用络合剂的稳定性。为了保证含硅的无机吸附剂在具有较强的络合作用的同时也具有较强的吸附能力，本发明的含硅的无机吸附剂优选为石脂、白炭黑、蒙皂石、水铝英石、蛭石中的一种或几种。为提高含硅的有机吸附剂的络合能力，本发明的含硅的有机吸附剂为硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷、硅树脂中的一种或几种，进一步的，硅烷优选为甲硅烷，聚硅氧烷优选为聚二甲基硅氧烷，聚硅烷优选为聚乙烯基苯基二氯硅烷，硅树脂优选为甲基苯基二氯硅烷硅树脂(重均分子量12000-15000)。粘土和活性炭可以起到辅助吸附和助滤的作用，提高本发明的铜萃取剂专用络合剂的整体吸附能力。

为了使各组分之间发挥更好的复配效果，所述含硅的无机吸附剂与含硅的有机吸附剂的重量比优选为1:1～10。所述含硅的无机吸附剂与含硅的有机吸附剂的重量之和与粘土的重量比优选为1:1～4.3。

为了进一步提高本发明的铜萃取剂专用络合剂的吸附能力，提高分相效率，本发明的粘土优选为白粘土与红粘土均匀混合得到的混合物，其中白粘土与红粘土的重量比为1～25：1。进一步的，白粘土优选为主要成分为高岭土的白粘土，红粘土优选为主要成分为碳酸盐类的高塑性粘土。所述活性炭可以优选为植物碳、化学碳中的一种。

本发明的铜萃取剂专用络合剂的制备方法的技术方案如下：

上述铜萃取剂专用络合剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将含硅的无机吸附剂进行粉碎、磁选、筛分、酸洗、水洗后，与含硅的有机吸附剂均匀混合，得到混合物A；

2)将混合物A与粘土均匀混合得到混合物B，将混合物B与活性炭均匀混合，即得。

将含硅的无机吸附剂粉碎可以得到需要的颗粒大小；磁选是为了选出赤铁矿、褐铁矿、黑云母等弱磁性矿物杂质；筛分是将不同大小的物料筛选分离，方便使用；酸洗是为了对含硅的无机吸附剂进行酸化以除去其中的其他杂质；水洗是为了将含硅的无机吸附剂表面的杂质残留洗去，并使其表面尽可能地接近于中性。

步骤1)中酸洗使用的酸可以为现有技术中的酸，为保证筛选、除杂效果，可以优选为硫酸、盐酸、醋酸、高氯酸中的一种。

本发明的铜萃取剂专用络合剂利用含硅的吸附剂中的硅氧键与降解的有机杂质络合形成不溶于萃取剂的物质，从而从有机体系中彻底分离，含硅的吸附剂同时也具有较强的吸附能力，再加上本发明添加的粘土和活性炭，使本发明的铜萃取剂专用络合剂具有很强的吸附能力，大大提高了其分相效果和分相效率，对于铜萃取剂降解后出现的粘度变大、夹带严重、分相困难等现象进行了彻底遏制。

本发明的铜萃取剂专用络合剂利用络合和吸附的双重作用，分相效果好，分相效率高，吸附性能强，性质稳定，一般不跟酸碱起反应也不溶于水，能有效延长铜萃取剂的使用寿命，还具有高效环保的特点，不会造成二次污染，给后续生产带来巨大方便。本发明的铜萃取剂专用络合剂处理铜萃取剂中的絮凝污物时的剔除率达到90％以上，萃取分相效率提高50％以上，使铜萃取剂的使用周期明显增长。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明。

实施例1

本实施例的铜萃取剂专用络合剂，包括如下重量份数的组分：含硅的无机吸附剂1份，含硅的有机吸附剂10份，粘土10份，活性炭0.5份。本实施例中，含硅的无机吸附剂为1g，含硅的有机吸附剂为10g，粘土为10g，活性炭为0.5g，其中含硅的无机吸附剂为白炭黑，含硅的有机吸附剂为甲硅烷，粘土为白粘土和红粘土以1：1的比例混合后焙干所得的粘土混合物，所述活性炭为植物活性炭。

上述铜萃取剂专用络合剂的制备方法包括如下步骤：

1)将白炭黑进行粉碎、磁选、筛分、硫酸酸洗、水洗后，按照比例与甲硅烷均匀混合，得到混合物A；

2)将混合物A与粘土混合物均匀混合得混合物B，将混合物B与植物活性炭均匀混合，即得。

实施例2-7中铜萃取剂专用络合剂的组分及其重量份数、酸洗用酸的种类如表1所示，表中未述及的内容均与实施例1中的相同。

表1

对比例

作为对比例的活化剂的主要成分为粘土，具体是将粘土(主要成分是膨润土)经过焙烧、酸化后即得粘土活化剂。

实验例

以某企业使用一定时间后的Lix系列铜萃取剂体系为实验对象，该铜萃取剂的技术指标如下：

1)经过核磁检测，该铜萃取剂体系中有机相成分的含量为14.3％，有机相成分含量指的是铜萃取剂体系中纯的铜萃取剂的含量，体系中其余成分为稀释剂和降解后的杂质。

2)经过滴定检测，原有机相铜负载的含量为8.35g/L，其中有机相铜负载含量指的是该铜萃取剂在进行萃取铜后，以单位体积浓度萃取剂的有机相中含被萃取金属的浓度(g/L)。

3)该铜萃取剂在对铜料液进行萃取的萃取分相时间为14min，对铜萃取后的反萃取分相时间为15min、。该萃取分相时间指的是铜萃取剂萃取铜后与水相的分相时间，反萃取分相时间指的是萃取剂萃取铜后的萃合物从萃取体系中分离后，负载铜的有机相与反萃取剂溶液(如硫酸溶液)充分接触达到平衡时的时间。

按照实施例1-7中的组分及其重量配制铜萃取剂专用络合剂，将配制好的铜萃取剂专用络合剂按照5公斤/立方米的量加入上述铜萃取剂中，再加入相比为3～5:1(铜萃取剂与弱酸性水的重量比为3～5:1)的弱酸性水，搅拌均匀，静止分相，然后放出水及大量界面絮凝物即可。用同样的方法将对比例中的活化剂进行试验。试验结果如表2所示。

表2

从上表可以看出，本发明的铜萃取剂专用络合剂能有效提高活化后的体系中的有机相铜负载的含量，提高了铜萃取剂每一次萃取铜后负载铜的有机相(即萃合物)的量，即提高了铜萃取剂中能够发挥作用的萃取剂的比例，并缩短了铜萃取剂萃取铜后与水相进行分离时的分相时间，也缩短了萃取剂负载铜后形成的萃合物酸化后重新生成萃取剂的反萃取分相时间。

本发明的铜萃取剂专用络合剂处理铜萃取剂中的絮凝污物时的剔除率达到90％以上，萃取分相效率提高50％以上，使铜萃取剂的使用周期明显增长。

本发明的铜萃取剂专用络合剂可以适用于所有铜萃取剂系列，如Lix系列，SME系列，Acorga系列，Kelex系列，国产N902等，而且在其他湿法冶炼中根据不同条件也有显著效果。

Claims (8)

1.一种铜萃取剂专用络合剂，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：含硅的无机吸附剂1-2份，含硅的有机吸附剂1-20份，粘土1-52份，活性炭0.1-0.5份，所述含硅的无机吸附剂为石脂、白炭黑、蒙皂石、水铝英石、蛭石中的一种或几种，所述含硅的有机吸附剂为聚硅氧烷、聚硅烷、硅树脂中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂，其特征在于，所述含硅的有机吸附剂为聚二甲基硅氧烷、聚乙烯基苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷硅树脂中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂，其特征在于，粘土为白粘土与红粘土以重量比1-25：1混合得到的混合物。

4.如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂，其特征在于，所述含硅的无机吸附剂与含硅的有机吸附剂的重量比为1:1-10。

5.如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂，其特征在于，所述含硅的无机吸附剂与含硅的有机吸附剂的重量之和与粘土的重量比为1:1-4.3。

6.如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂，其特征在于，所述活性炭为植物碳、化学碳中的一种。

7.一种如权利要求1所述的铜萃取剂专用络合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将含硅的无机吸附剂进行粉碎、磁选、筛分、酸洗、水洗后，与含硅的有机吸附剂混合，得到混合物A；

2)先将混合物A与粘土均匀混合得到混合物B，将混合物B与活性炭均匀混合，即得。

8.如权利要求7所述的铜萃取剂专用络合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中酸洗使用的酸为硫酸、盐酸、醋酸、高氯酸中的一种。