CN112805396A - 浸出助剂和使用浸出助剂的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了浸出助剂和使用所述浸出助剂的方法。所述浸出助剂可包括一种化合物或化合物的组合。所述使用浸出助剂的方法可以包括从矿石中回收金属的过程，例如，涉及浸出、浓缩和净化装置操作的过程。

Description

浸出助剂和使用浸出助剂的方法
技术领域
本文公开了浸出助剂和使用浸出助剂从浸出溶液中回收金属的方法。在一些实施方案中，所述浸出助剂可包括一种组分或多种组分的组合。所述使用浸出助剂的方法可以包括从矿石中回收金属(例如金)的过程，例如，涉及浸出、浓缩和净化装置操作的过程。
背景技术
金主要以天然金属、与银或其他金属的合金或碲化物形式存在。金通常与铁、银、砷、锑和铜的硫化物有关。银通常以细小分布的金属形式存在于具有热液成因的岩石中，例如，以氯化银、硫化银或碲化物形式存在，以及与锑和砷形成复杂的硫化物形式。
取决于矿石的等级和性质，浸出和吸收-解吸-再生(ADR)提取可被用于从矿石中回收金。两种方法均产生含有稀溶液的废物流，所述稀溶液具有低水平的氰化物、金属氰化物络合物，并且取决于矿石，还具有其他有毒金属物质，如硒酸盐或砷酸盐。在湿法冶金过程中，浸出含金属材料时可以提取金，例如，通过将浸滤剂用于采集的矿石。在采矿业中用于浸出黄金的常见浸滤剂是碱性氰化物。浸出过程可以是堆浸出、盘浸出或桶浸出(即，在矿浆中使用碳)过程。
不论何种浸出方法，浸出的内在原理是相同的。参见CK Gupta，TKMukherjee.Hydrometallurgy in Extraction Processes，vol.1。首先，所述方法必须足够快地溶解矿石矿物以实现商业开采；所述方法应对脉石矿物具有化学惰性，因为当这些矿物受到攻击时，将使用过量的浸滤剂，并且浸出液不希望地被杂质污染。其次，所述方法必须便宜且易于大规模施用。第三，如果可能的话，所述方法应在浸出后可再生。浸出的基本特征是，无论使用哪种浸滤剂，都必须能够以允许将所需金属从矿石中转移到被收集的并且然后被处理的溶液中的方式与矿石颗粒相互作用。
含有分布于硅质岩中的金的低等级矿石通常通过以下方法浸出，将压碎的矿石在垫板上堆放几英尺深，然后将氰化物水溶液分配到整个矿石表面。当氰化物溶液流淌穿过矿石时，金作为可溶性的氰亚金酸盐从矿石中被浸出。含金的浸出溶液收集在堆的底部，并泵送到处理设备中以回收金。当浸出溶液中的金含量下降到一定水平，而使矿石的处理不再经济时，将停止浸出并废弃金属耗竭的矿石。此时，金属耗竭的矿石被稀氰化物水溶液所饱和，所述稀溶液含有多种其他金属氰化物配合物以及可能地其他有毒金属物质。然后所述稀溶液必须从矿石中被洗出，并进行处理以分解多种氰化物并去除残留的有毒金属物质。如果不对金属耗竭的矿石进行洗涤，这些氰化物物质和有毒金属物质将随着时间而继续从矿石中浸出，从而对野生动植物和地下水造成环境威胁。
当矿石中含有游离的金金属以及与黄铁矿结合的金时，与黄铁矿结合的金就不能通过直接的矿石的氰化物浸出来回收。可以通过研磨矿石并用氰化物将其浸出，以及使用用于回收金的活性炭或离子交换聚合物来回收游离金。然而，对于含有黄铁矿的矿体，用于回收与金结合的黄铁矿的典型方法是通过浮选和使用氰化物浸出用于残留在矿石中的游离金。随后，将黄铁矿焙烧以暴露出结合的金，并将焙烧物用氰化物浸出以回收金。浮选方法将有价金属作为硫化物从硫化矿石中的硫化物浓缩到精矿中，然后可以通过其他方法(如冶炼以回收金属本身)进行进一步处理。
在许多设有浮选设备的地方，用于矿产加工的水的可用性是一个严重的问题。在这样的干旱地区，必须将过程用水进行再循环。在某些阶段，可以添加氰化物作为抑制剂。然而，在那之后希望在用于黄铁矿浮选之前从过程用水中除去氰化物离子和阴离子氰化物金属配合物。在这样除去之后，然后可以将所得的经纯化的水返回浮选过程。
ADR过程用于处理较高等级的矿石或其中金被锁定在基质中的矿石。在ADR过程中，将矿石精磨并置于含有碳和碱性氰化物溶液的浸出容器中。在浸出过程中，金被碳吸附。剩余的泥浆经过一系列固/液分离操作，然后以增稠的泥浆形式沉积在尾矿坝中。水随时间继续与尾矿分离。分离出的水中含有低水平的氰化物和金属氰化物物质。在返回浸出或浮选过程或将其排入环境之前，必须先对水进行处理。
仍然需要浸出试剂和使用所述浸出试剂从矿石中回收金和其他金属的方法。根据多种实施方案，所述浸出助剂与包括浸出、ADR提取、溶剂提取、离子交换、固相提取、冶炼和/或电解冶金在内的过程的所有方面都是相容的。
发明内容
根据实施方案，本文公开的是一种溶液，其包括：
用于提取金的浸滤剂；和
一种或多种包含式(I)的化合物：
R((AO)nB)m((AO)nH)p (I)
其中每个AO基团独立地为烯氧基，所述烯氧基选自乙烯氧基(“EO”)、1,2-丙烯氧基(“PO”)、1,2-丁烯氧基和苯乙烯氧基；
每个n独立地为0-40的整数；
m是从1至烷氧基化前R基团中OH氢总数的整数；
p是一个整数，其使得m加p的和等于烷氧基化之前R基团中的OH氢的数目；
B是H；
R是选自式(II)至(VIII)的基团：
R1C(CH2O)3 (II)其中R1为H，甲基，乙基或丙基；
C(CH2O)4 (III)；
OC(CH2O)2 (IV)；
N(CH2CH2O) (V)
(R2)XN(CH2CH2O) (VI)其中R2为C1-C4烷基，y为1-3且x+y＝3；
O(CH2)rO (VII)，其中r为2-6；和
O(CH(CH3)CH2)O (VIII)；
其中所述一种或多种化合物的浓度为溶液的约1ppm至约500ppm，并且
任选地，其中所述溶液还包含金。
本文还公开了一种溶液，其包括：
用于提取金的浸滤剂；和
一种或多种具有式(IX)的化合物：
Figure BDA0003013026180000031
其中R3是C1至C20直链或支链烷基，其包含以O、N、OH或
Figure BDA0003013026180000041
的任一个的零个或多个取代，
R4和R6各自独立地为H、C1至C10直链或支链的烷基或醇基，
R5是C1至C10直链或支链烷基；并且
其中所述一种或多种化合物的浓度为约5ppm至约500ppm，
其中，当所述溶液的pH值小于7.0时，式(IX)还包括O-的反离子，其选自由H、硫酸基和磺酸基组成的组，并且
其中所述溶液还包含金。
根据另外的实施方案，公开了一种从矿石中浸出金的方法，所述方法包括将包含金的矿石与如上所述的任何溶液接触。
在又一个实施方案中，公开了一种从矿石中回收金的方法，所述方法包括将包含金的矿石与如上所述的任何溶液接触，以形成富矿浸出溶液(pregnant leachingsolution)；并从所述富矿浸出溶液中回收金。
根据实施方案，公开了一种溶液，其包括：
一种包含碱性氰化物浸滤剂；和
通过三羟甲基丙烷(“TMP”)的烷氧基化形成的化合物的混合物，其中所述化合物的每一种均包含环氧乙烷(“EO”)单元，所述化合物具有以下一般结构：
TMP-EOx,y,z，其中x、y和z独立地为0-7的整数，条件是x+y+z＝0-21，
其中所述混合物的总浓度为约1ppm至约100ppm，并且其中所述溶液包含金。
以上概述提供了对本公开的基本理解。所述概述不是所有预期实施方案的详尽概述，并且无意于标识所有关键或重要元件或描述本公开的任何或所有实施方案的范围。其唯一目的是以概述的形式提出一个或多个实施方案，作为以下更详细的描述以及权利要求中描述和特别指出的特征的序言。
具体实施方式
本文在用于浸出溶液的浸出助剂和使用所述浸出助剂的方法的背景下描述了实施方案。本领域普通技术人员将认识到，以下描述仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。受益于本公开的本领域普通技术人员将容易想到其他实施方案。现在将详细参考如附图所示的示例实施方案的实施。在所有附图和以下描述中，将尽可能使用相同的参考标记来指代相同或相似的项目。
定义
在整个公开中，对如“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”、“各种实施方案”、“实施方案”等术语的引用意味着在至少一个实施方案中包括了结合所述实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性。因此，在整个公开中的这些术语不一定指代相同的实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式组合。
如本文所应用，除非上下文中另外明确指明，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数指代。因此，例如，提及“金属”包括单一金属以及两种或更多种不同的金属。
如本文所用，术语“约”与测量量相关，是指所述测量量的正常变化，如本领域的普通技术人员在进行测量以及实行与测量目标和测量设备的精度相称的注意程度时所期望的那样。在某些实施方案中，术语“约”包括所引用的数字±10％，使得“约10”将包括9至11。
如本文所用，术语“约”与测量量相关，是指所述测量量的正常变化，如本领域的普通技术人员在进行测量以及实行与测量目标和测量设备的精度以及高于该精度的任何量相称的注意程度时所期望的那样。在某些实施例中，术语“至少约”包括所引用的数字减去10％以及更高的任何数量，使得“至少约10”将包括9以及任何高于9的数量。该术语也可以表述为“约10或更多”。类似地，术语“小于约”通常包括所引用的数字加上10％和任何更低的数量，以使“小于约10”包括11和小于11的任何数量。该术语也可以表述为“约10或更少”。
浸出助剂
根据一个或多个实施方案，本公开涉及用于浸出溶液的浸出助剂，例如以提高矿石的金属(例如金)的回收率和/或总回收率。包含浸出助剂的浸出溶液可与多种纯化和/或浓缩过程相容，所述过程包括ADR提取、溶剂提取、电解冶金、离子交换和固相提取。
所述浸出助剂可以包括但不限于以下种类的化合物中的一种或其任意组合：
Figure BDA0003013026180000051
磺酸盐、硫酸盐或羧酸盐封端的、烷氧基化的化合物
Figure BDA0003013026180000052
甜菜碱
Figure BDA0003013026180000053
烷基和烷基醚硫酸盐
Figure BDA0003013026180000054
磺基琥珀酸盐、烷氧基化物(例如烷氧基化多元醇)、磺基琥珀酰胺
Figure BDA0003013026180000061
炔二醇
Figure BDA0003013026180000062
两性乙酸盐/丙酸盐
根据一个或多个实施方案，所述浸出助剂可以是如下的式(I)的化合物：
R((AO)nB)m((AO)nH)p(I)
其中每个AO基团独立地为烯氧基，所述烯氧基选自乙烯氧基(“EO”)、1,2-丙烯氧基(“PO”)、1,2-丁烯氧基和苯乙烯氧基；n是0-40的整数；m是从1至烷氧基化前R基团中OH氢总数的整数；p是使得m加p的和等于烷氧基化之前R基团中的OH氢的数目的整数；B为H、SO3Y、(CH2)qSO3Y、CH2CHOHCH2SO3Y或CH2CH(CH3)OSO3Y，其中q为2-4的整数，且Y为阳离子；R是选自以下式(II)至(VIII)的基团：
R1C(CH2O)3 (II)其中R1为H，甲基，乙基或丙基；
C(CH2O)4 (III)；
OC(CH2O)2 (IV)；
N(CH2CH2O)3 (V)；
(R2)xN(CH2CH2O)y (VI)其中R2为C1-C4烷基，y为1-3且x+y＝3；
O(CH2)rO (VII)，其中r为2-6；和
O(CH(CH3)CH2)O (VIII)。
根据实施方案，n可以是2-30、或2-20、或2-10，B可以是氢且R可以具有式(II)。例如，浸出溶液可以包括浸出助剂，所述浸出助剂包括具有以下结构的化合物的分布(例如，n平均为7)，所述浸出助剂在本文中可以被称为“TMP-7(EO)”：
Figure BDA0003013026180000063
所述TMP-7(EO)浸出助剂可以以约0.5重量％至约10重量％，或约1重量％至约8重量％，或约2重量％至约5重量％的浓度存在于化合物的分布中。所述TMP-7(EO)浸出助剂可以通过三羟甲基丙烷(“TMP”)的烷氧基化过程形成，其中所述过程产生具有多种环氧乙烷(“EO”)单元的三羟甲基丙烷化合物的混合物(即分布)，包括：TMP-EOx，y，z，其中x、y和z独立地为0-7的整数，条件是x+y+z＝0-21。所得的化合物的混合物包括上述TMP-7(EO)结构之一。
所述烷氧基化可以通过以碱金属醇化物、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物的形式加入的强碱来催化，所述强碱的量基于烷醇的量为约0.1重量％至约1重量％。参见Gee等人，J.Chem.Soc.，p.1345(1961)；Wojtech，Makromol。Chem.66，p.180(1966)。
加成反应的酸催化也是可能的。除了布朗斯台德酸之外，还可以使用路易斯酸，例如AlCl3或BF3二醚合物，BF3，BF3H3PO4，SbCl4·2H2O或水滑石。参见Plesch，The Chemistryof Cationic Polymerization，Pergamon Press，New York(1963)。
根据实施方案，双金属氰化物(DMC)化合物可以用作催化剂。合适的DMC催化剂描述于例如WO 99/16775和DE-A-101 17 273中，其通过引用整体并入本文。用于烷氧基化的其他合适的催化剂是如美国专利号6,753,402中所述的双金属氰化物，所述专利通过引用整体并入本文。所述催化剂可以是结晶的或无定形的。基于最终量范围，用于烷氧基化的催化剂浓度可以小于2000ppm(即mg催化剂/kg产品)、或小于1000ppm、或小于500ppm、或小于100ppm、或小于50ppm或35ppm、或小于25ppm。
根据另外的实施方案，所述浸出助剂可以如上所述包括通过三羟甲基丙烷与七当量的环氧乙烷的烷氧基化过程形成的化合物的混合物或分布，其中所得到的具有环氧乙烷单元的三羟甲基丙烷化合物的分布具有以下通式：TMP-EOx，y，z，其中x、y和z独立地为0-7的整数，条件是x+y+z＝0-21。所述混合物包含以下化合物：
Figure BDA0003013026180000071
在实施方案中，所述浸出助剂可具有如下的式(IX)：
Figure BDA0003013026180000081
其中R3是C1至C20直链或支链烷基，其包含以O、N、OH或
Figure BDA0003013026180000082
的任一个的零个或多个取代，R4和R6各自独立地为H、C1至C10直链或支链烷基或醇基，并且R5为C1至C10直链或支链烷基。在本公开中，术语“醇基”是指具有-OH官能团的C1至Cx直链或支链烷基，其中x为整数，例如，x可以为2-10、或2-20、或2-30。根据实施例，当具有浸出助剂的溶液是酸性的，即，pH小于7.0时，式(IX)还包括O-的反离子。所述反离子可以选自H、硫酸基和磺酸基。
根据实施方案，R3可以是C10直链或支链烷基，并且R4、R5和R6可以独立地是C1至C3烷基。例如，所述浸出助剂可以具有以下结构，该化合物在本文中可以称为“MC1000”：
Figure BDA0003013026180000083
根据实施方案，R3可以包括至少一个
Figure BDA0003013026180000084
取代，并且R4和R6可以独立地为H或醇基。例如，所述浸出助剂可以具有以下结构：
Figure BDA0003013026180000085
其中R7是C1至C20直链或支链烷基，其包含以O、N、OH或
Figure BDA0003013026180000086
的任一个的零个或多个取代。
根据多种实施方案，所述浸出助剂可以是具有如下式(X)或(XI)的烷基或烷基醚硫酸盐：
Figure BDA0003013026180000091
其中s和t各自独立地为0-10的整数，并且R8和R9各自独立地为C1至C20直链或支链烷基。
在另外的实施方案中，所述浸出助剂可具有如下式(XII)：
R10CH2OC(O)C(SO3 -)CH2C(O)OCH2R11Na+(XII)，
其中R10和R11各自独立地为C1至C6直链或支链烷基。
在某些实施方案中，所述浸出助剂可以是具有下式(XIII)的炔二醇：
Figure BDA0003013026180000092
其中R12为C1至C6直链或支链烷基。
在实施方案中，所述浸出助剂可以是具有下式(XIV)的两性乙酸盐：
Figure BDA0003013026180000101
其中R13为C2至C20直链或支链烷基。
根据实施方案，浸出溶液可包含浸滤剂和一种或多种上述式(I)和(IX)-(XIV)的浸出助剂。例如，所述浸出溶液可包括TMP-7(EO)浸出助剂和MC1000浸出助剂中的一种或多种。
所述浸滤剂可以是用于从矿石中浸出有价金属(例如金)的任何合适的水溶液。例如，在含金矿石的情况下，用于提取金的浸滤剂可以选自碱性氰化物溶液(例如氰化钠)、溴溶液(例如含有溴离子)、氯溶液(例如含有氯离子)、碘溶液(例如，含有碘离子)、硫代硫酸盐溶液或硫氰化物溶液。根据实施方案，所述浸滤剂不包含硫酸。所述有价金属可以是离子形式和/或元素形式。在一些实施方案中，除了金之外，所述矿石还可以包含至少一种其他的金属，所述其他的金属选自铜、镍、锌、钼、钒、铀及其组合，其任何一种或多种可以存在于所述浸出溶液中。如本文所述的浸出助剂也可以被添加到废水中，其在去除大部分金之后用于清洁金属耗竭的矿石。
所述浸滤剂可以为浓度为约0.1mg/L至约100g/L的含有一种或多种浸出助剂的浸出溶液。根据实施方案，所述浸滤剂可以是浓度为约0.5mg/L至约75g/L，或约0.75mg/L至约50g/L，或约1.0mg/L至约25g/L，或约1.0mg/L至约10g/L，或约5mg/L至约1g/L的含有一种或多种浸出助剂的浸出溶液。
所述用于提高矿石的金属的回收率和/或总回收率的，并且可与多种采矿过程相容的一种或多种浸出助剂，可具有多种一般特性。例如，所述浸出助剂可以是阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂或其混合物。在某些实施方案中，所述浸出助剂可以是低泡表面活性剂。
合适的阳离子表面活性剂包括四烷基铵盐、咪唑鎓盐、氧化胺或其混合物。例如，C8-至C16-二烷基二甲基铵盐、二烷氧基二甲基铵盐、具有长链烷基的咪唑鎓盐或其混合物。
合适的两性表面活性剂包括羧酸，例如烯属不饱和羧酸，和/或至少一种通式R1(R2)C＝C(R3)R4的烯属不饱和单体单元，其中R1至R4，彼此独立的是-H、-CH3、具有2-12个碳原子的直链或支链的饱和烷基、具有2-12个碳原子的直链或支链的单或多不饱和烯基、被-NH2、-OH或-COOH取代的如上定义的烷基或烯基、具有至少一个带正电的基团的杂原子基团、季铵化的氮原子或至少一个在2-11的pH范围内带正电荷的氨基，或为-COOH或-COOR5，其中R5为具有1-12个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烃基。上述单体单元的实例是二烯丙基胺、甲基二烯丙基胺、四甲基铵盐，丙烯酰胺基丙基(三甲基)铵盐(R1、R2和R3＝H，R4＝C(O)NH(CH2)2N+(CH3)3X-)甲基丙烯酰胺基丙基(三甲基)铵盐(R1和R2＝H，R3＝CH3、H，R4＝C(O)NH(CH2)2N+(CH3)3X-)。
例如，两性表面活性剂可以包括，作为单体单元的二烯丙基胺的衍生物，特别是二甲基二烯丙基铵盐和/或甲基丙烯酰胺基丙基(三甲基)铵盐，例如以氯化物、溴化物、碘化物、氢氧化物、磷酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、乙基硫酸盐、甲基硫酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐、甲酸盐或乙酸盐的形式，和/或与烯属不饱和羧酸单体单元组合。
合适的非离子表面活性剂可包括醇烷氧基化物(例如，烷氧基化的多元醇)、烷基酚烷氧基化物、烷基聚葡糖苷、N-烷基聚葡糖苷、N-烷基葡糖酰胺、脂肪酸烷氧基化物、脂肪酸聚乙二醇酯、脂肪酸胺烷氧基化物、脂肪酸酰胺烷氧基化物、脂肪酸烷醇酰胺烷氧基化物、N-烷氧基多羟基脂肪酸酰胺、N-芳氧基多羟基脂肪酸酰胺、环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的嵌段共聚物、聚异丁烯烷氧基化物、聚异丁烯/马来酸酐衍生物、脂肪酸甘油酯、脱水山梨糖醇酯、聚羟基脂肪酸衍生物、聚烷氧基脂肪酸衍生物、双甘油酯或其混合物。
合适的阴离子表面活性剂可包括脂肪醇硫酸盐、硫酸烷氧基醇、烷烃磺酸盐、N-酰基肌氨酸盐、烷基苯磺酸盐、烯烃磺酸盐和烯烃二磺酸盐、烷基酯磺酸盐、磺化多元羧酸、烷基甘油基磺酸盐、脂肪酸甘油酯磺酸盐、烷基酚聚乙二醇醚硫酸盐、石蜡烃磺酸盐、烷基磷酸盐、酰基异硫代硫酸盐、酰基牛磺酸盐、酰基甲基牛磺酸盐、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸或其单酯或单酰胺、烷基磺基琥珀酸或其酰胺、磺基琥珀酸的单酯和二酯、硫酸烷基多糖苷、烷基聚乙二醇羧酸盐、羟烷基肌氨酸盐或其混合物。
所述浸出助剂的其他特征包括在浸出水溶液中的高水溶性，以避免在ADR提取过程中提取到有机相中。所述浸出助剂的其他特征包括高临界胶束浓度和在酸性和碱性pH下的稳定性。所述浸出助剂可以使泡沫最小化，并且一种或多种表面活性剂可以降低浸出溶液的表面张力。所述浸出助剂还应该对与金属提取有关的任何其他过程(例如浸出、ADR提取、溶剂提取、包括混合的汽提和电解冶金、相分离、提取和汽提动力学、金随时间在有机物中的选择性或积累)没有影响或影响最小。此外，合适的浸出助剂在水相中的浸出溶液(例如碱性氰化物)的条件下应该是稳定的，并且应该是可生物降解的。此外，根据多种实施方案的合适的浸出助剂可将总金属回收率(例如，金回收率)提高至少3％。在某些实施方案中，根据本公开的合适的浸出助剂可以使总金属回收率提高约0.5％至约20％、或约1％至约20％、或约2％至约20％、或约5％至约20、或约0.5％至约10％、或约2％至约10％、或约5％至约10％。
使用浸出助剂的方法
根据实施方案，可以将本文所述的一种或多种浸出助剂添加至任何浸出溶液中用于从矿石中提取金和其他有价金属。所述浸出助剂可以降低浸出溶液的表面张力，并在浸出期间提供对矿石或矿石颗粒的更好的润湿。另外，表面张力的这种降低可以防止或减少矿石的微观裂隙中的毛细作用。
在实施方案中，可以以分批或连续的方式将所述一种或多种浸出助剂添加到浸出溶液中，并使增强的溶液与金属矿石接触。包含所述一种或多种浸出助剂的浸出溶液可以例如在堆浸出、盘浸出或桶浸出(即在矿浆中使用碳提取)过程中与金属矿石接触。根据实施方案，使金属矿石与浸出溶液接触可以包括研磨金属矿石和用浸出溶液将经研磨的矿石浆化(例如通过使用搅拌)。
所述含有浸出助剂的浸出溶液从矿石中提取金属，例如金和/或其他有价金属，如铜、铁、银、镍、锌、钼、钒、铀等。所述浸出溶液中的浸滤剂可以是本文所述的任何化学物质，例如碱性氰化物。在浸出或提取期间，所述具有浸出助剂的浸出溶液吸收金属并形成富含金属的溶液。
可以将所述富含金属的溶液引导至浓缩过程，例如，一种或多种单元操作，例如ADR提取过程、溶剂交换过程、固相提取过程和/或离子交换过程。来自浓缩过程的富含金属的精矿可以被分离和/或收集，然后被引导至纯化阶段，例如，如汽提、冶炼、沉淀和/或电解冶金过程的单元操作。在纯化阶段，将金属分离并收集。如本领域普通技术人员所认识的，可以将来自上述任何单元操作的产物和废物流再循环至适当的过程步骤，以增加金属的回收率并降低成本。
可以将所述一种或多种浸出助剂加入浸出溶液中，使其在所述浸出溶液中具有以下的总浓度：约百万分之一(ppm)至约2000ppm、或约1ppm至约500ppm、或约5ppm至约1000ppm、或约10ppm至约500ppm、或约20ppm至约100ppm、或约5ppm至约100ppm、或约10ppm至约50ppm、或约5ppm至约50ppm、或约10ppm、或约25ppm、或约50ppm、或约100ppm、或约250ppm、或约500ppm、或约1000ppm、或约2000ppm，或使其总浓度为约20ppm至小于浸出助剂的临界胶浓度。临界胶束值可以是例如约5ppm至约1000ppm。例如，所述浸出溶液可包括式(I)或(IX)的浸出助剂，所述浸出助剂在浸出溶液中的总浓度为：约1ppm至约2000ppm、或约5ppm至约1000ppm、或约10ppm至约500ppm、或约20ppm至约100ppm、或约5ppm至约50ppm、或约5ppm至约100ppm、或约10ppm至约50ppm、或约10ppm、或约25ppm、或约50ppm、或约100ppm、或约250ppm、或约500ppm、或约1000ppm、或约2000ppm。根据某些实施方案，所述浸出溶液可包含TMP-7(EO)浸出助剂或MC1000浸出助剂，其在浸出溶液中的总浓度为约5ppm至约50ppm、或约5ppm至约100ppm、或约15ppm至约30ppm、或约10ppm至约100ppm、或约25ppm至约50ppm、或约25ppm。
如上所述，使用本文所述的矿石浸出助剂可以降低浸出溶液的表面张力，并在浸出期间对矿石提供更好的润湿。另外，表面张力的这种降低可以防止或减少矿石的微观裂隙中的毛细作用。在检查矿石时，可以观察到浸出溶液的路径必须经过迷宫般的通道和布满“死角”的矿石缝隙(参见图1)。Robert W.Bartlett，Solution Mining Leaching andFluid Recovery of Materials，p.138。一旦浸出溶液流入裂隙中并与矿石表面反应，由于毛细管作用，含有所需金属的废旧溶液将保留在缝隙中。这导致该裂隙中的矿石不再浸出。为了帮助浸出溶液流过通道并实现从矿石裂隙中提取有价值的金属，浸出溶液表面张力的降低可以为提取的金属提供较少阻碍的路径以通过。
向浸出溶液中加入作为浸出助剂的表面活性剂可以将含金属的溶液从裂隙中释放出来，从而使新鲜溶液渗透到裂隙中。例如，通过添加一种或多种浸出助剂，毛细作用与单独的水相比可减少至约80％、或约70％或约60％。毛细作用的这种减少将浸出溶液从裂隙中释放出来，从而最终提高了从矿石中金属的回收率和/或总回收率。
根据一个或多个实施方案，所述浸出助剂可以降低含有所述浸出助剂和浸滤剂的浸出溶液的表面张力，以实现约71x10-3N/m至约30x10-3N/m的表面张力。
根据本文一个或多个实施方案的浸出助剂与几种过程和过程条件相容，所述过程包括但不限于集聚、浸出、ADR提取、溶剂提取、固相提取、离子交换、冶炼、沉淀、汽提和电解冶金。所述一种或多种浸出助剂对其他过程没有影响或具有有限的影响，使得它们在所述一种或多种浸出助剂在浸出过程中已经用于回收金属之后与下游过程相容。
例如，溶剂提取是精心设计的各种金属和酸浓度的平衡。所有溶剂提取操作固有的微妙的化学平衡都可能会被最轻微的干扰而负面影响。例如，在金提取过程中，所有过程都相互关联并形成共生关系。由于这种关系，如果添加剂旨在放大过程(例如，金浸出)的一部分，则可能由于化学性质不相容而容易破坏另一部分(例如，金提取)。诸如这样的问题可能包括：形成乳液、杂质被带入、导入储罐，提取和/或汽提动力学的操纵、试剂的降解或染色或过程的特定步骤无效。根据多种实施方案，所述浸出助剂与浸出、提取、汽提和电解冶金操作相容，并且不会导致上述问题。
在另一个例子中，吸附-解吸-再生(ADR)是其中含金的浸出溶液暴露于固相(例如，碳或树脂)的过程。所述固相从所述浸出溶液中提取金(和银)配合物。如本领域普通技术人员所熟知的，所述吸附过程是在一系列反流阶段中完成的。所述固相可以从所述浸出溶液中除去并通常用酸性溶液洗涤。在解吸过程中，可以将所述固相送入汽提阶段，在所述汽提阶段，用汽提水溶液将金从所述固相上洗脱下来。所述汽提溶液可以包含苛性钠(NaOH)和氰化物。可以将这种含金的汽提溶液通常通过电解冶金进行进一步处理以产生金矿石(来自矿藏的Au/Ag产品)。在再生过程中，被洗脱的固相可任选地被送至进一步的洗涤步骤和/或再生操作，这可以在高温窑中完成，其中所述固相被完全“再活化”并被放回到吸附过程中。
如本文所述的提取试剂优选地与ADR系统相容，因为所述试剂将在浸出溶液中并且可以被所述固相提取或与金竞争吸附到固相上。根据实施方案，与其他已知试剂相比，本文所述的试剂在铜过程中可以与SX/EW更相容，因此，与其他已知试剂相比，也可以与该ADR过程更相容。
根据实施方案，可以将所述浸出助剂添加到在提取过程中穿过矿石的浸滤剂溶液中。在用浸滤剂浸出之前，可以对矿石进行集聚过程。在某些实施方案中，可以将所述浸出助剂添加至水和浸滤剂(例如碱性氰化物)中，而无需进一步将浸出助剂添加至循环通过矿石的浸滤剂溶液中以浸出金属(例如金)。在又一另外的实施方案中，可以在有或没有添加水泥或聚合物的情况下将所述浸出助剂添加到一部分浸滤剂溶液中，以用作集聚助剂，然后在有或没有所述浸出助剂的情况下使浸滤剂通过矿石。在ADR系统中回收金时，与典型的浸出助剂和表面活性剂相比，预期所述浸出助剂(如TMP-7(EO))不会与金吸附到碳或树脂上发生显著竞争，并且不会被碳或树脂从系统中大量去除。
实施例1(预测)
将大约90Kg的集聚矿石在聚氯乙烯柱中分批浸出200天。在柱测试期间，将根据本文公开的浸出助剂以下列剂量应用于集聚的矿石：0ppm、25ppm、50ppm和75ppm。使用分配毡将碱性氰化物浸滤剂溶液均匀分配到矿石上。每个柱都具有一个高精度泵和浸滤剂储液器。将溶液从柱的底部收集到桶中，然后将桶放置在分析天平上，以便可以轻松跟踪溶液量。在75°F时，浸出速率为5-10L/hr/m^2的0.1-0.2g/L的碱性氰化物。所述浸滤剂被添加到单程系统中，其中所述浸滤剂没有再循环(开放循环)。每天采集样品，用于200天的浸出试验。为了提高精度，所述浸滤剂溶液可以再循环(封闭循环)，因此所述溶液可以增加浸出的金和银的浓度。在这种情况下，在整个浸出试验中必须对浸滤剂和苛性钠进行测量并将其保持在最低水平。对于每个柱，分析样品的pH、氰化物、金浓度和银浓度。每天也要对浸滤剂样品进行分析，以确保化学物质没有污染或其浓度没有发生变化。每天测量溶液的进料速度，并且如果需要进行任何调整，则进行适当的更改。
在测试期结束时，将浸出的金的量以百分比报告，并与可溶于氰化物的矿石中的金总量进行比较(即，使用瓶辊测试)。将超过对照的浸出的金的百分比作为时间的函数作图，以显示浸出助剂的效率。
前面的描述阐述了许多具体细节，例如特定系统、组件、方法等的示例，以便提供对本发明的若干实施方案的良好理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的至少一些实施方案。在其他情况下，公知的组件或方法未详细描述，或者以简单的框图格式呈现，以避免不必要地使本发明晦涩难懂。因此，阐述的具体细节仅是示例性的。特定的实施可以与这些示例性细节不同，并且仍然被认为在本发明的范围内。
尽管以特定顺序示出和描述了本文方法的操作，但是可以更改每种方法的操作顺序，以便某些操作可以以相反的顺序执行，或者以便某些操作可以至少部分地与其他操作同时执行。在另一个实施方案中，不同操作的指令或子操作可以以间歇和/或交替的方式进行。
应理解，以上描述旨在为说明性的而非限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其它实施方案对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，应参考所附权利要求书以及此权利要求书所赋予的等效物的全部范围来确定本公开的范围。

Claims (65)

1.一种溶液，其包含：
用于提取金的浸滤剂；和
一种或多种包含式(I)的化合物：
R((AO)nB)m((AO)nH)p (I)
其中每个AO基团独立地为烯氧基，所述烯氧基选自乙烯氧基、1,2-丙烯氧基、1,2-丁烯氧基和苯乙烯氧基；
每个n独立地为0-40的整数；
m是从1至烷氧基化前R基团中OH氢总数的整数；
p是使得m加p的和等于烷氧基化之前R基团中的OH氢的数目的整数；
B是H；
R是选自式(II)至(VIII)的基团：
R1C(CH2O)3 (II)其中R1为H、甲基、乙基或丙基；
C(CH2O)4 (III)；
OC(CH2O)2 (IV)；
N(CH2CH2O) (V)
(R2)XN(CH2CH2O) (VI)其中R2为C1-C4烷基，y为1-3且x+y＝3；
O(CH2)rO (VII)，其中r为2-6；和
O(CH(CH3)CH2)O (VIII)；
其中所述一种或多种化合物的浓度为溶液的约1ppm至约500ppm，并且任选地其中所述溶液还包含金。
2.根据权利要求1所述的溶液，其中，每个n独立地为2-20。
3.根据权利要求2所述的溶液，其中，每个n独立地为2-10。
4.根据权利要求1所述的溶液，其包含至少一种具有以下结构的化合物：
Figure FDA0003013026170000021
5.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述浸滤剂包括氰化钠、溴离子、氯离子、碘离子、硫代硫酸盐或硫氰化物。
6.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约10g/L。
7.根据权利要求5所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的1mg/L至约10g/L。
8.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
9.根据权利要求7所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
10.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
11.根据权利要求4所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
12.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的浓度为约15ppm至约30ppm。
13.根据权利要求4所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的浓度为约15ppm至约30ppm。
14.根据权利要求4所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约25ppm。
15.根据权利要求1所述的溶液，其还包含其他金属。
16.根据权利要求15所述的溶液，其中，所述其他金属选自由铜、银、镍、锌、钼、钒、铀及其组合所组成的组。
17.一种溶液，其包含：
用于提取金的浸滤剂；和
一种或多种具有式(IX)的化合物：
Figure FDA0003013026170000022
其中，R3是C1至C20直链或支链烷基，其包含以O、N、OH或
Figure FDA0003013026170000023
的任一个的零个或多个取代，R4和R6各自独立地为H、C1至C10直链或支链烷基或醇基，R5为C1至C10直链或支链烷基；并且
其中，所述一种或多种化合物的浓度为约5ppm至约500ppm，其中，当所述溶液的pH值小于7.0时，式(IX)还包括O-的反离子，其选自由H、硫酸基和磺酸基组成的组，并且任选地，其中，所述溶液还包含金。
18.根据权利要求17所述的溶液，其中，R3为C10直链或支链烷基。
19.根据权利要求17所述的溶液，其中，R4和R6各自独立地为C1至C4烷基。
20.根据权利要求17所述的溶液，其中，R5为C1至C4烷基。
21.根据权利要求17所述的溶液，其包含至少一种具有以下结构的化合物：
Figure FDA0003013026170000031
22.根据权利要求17所述的溶液，其中，R3包含至少一个
Figure FDA0003013026170000032
取代。
23.根据权利要求17所述的溶液，其中，R4和R6各自独立地为H或醇基。
24.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述化合物具有以下结构：
Figure FDA0003013026170000033
其中，R7是C1至C20直链或支链烷基，其包含以O、N、OH或
Figure FDA0003013026170000034
的任一个的零个或多个取代。
25.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述浸滤剂包括氰化钠、溴离子、氯离子、碘离子、硫代硫酸盐或硫氰化物。
26.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述浸滤剂包含碱性氰化物，其浓度为溶液的约1mg/L至约10g/L。
27.根据权利要求25所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约10g/L。
28.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
29.根据权利要求25所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
30.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
31.根据权利要求25所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
32.根据权利要求17所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约15ppm至约30ppm。
33.根据权利要求25所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约15ppm至约30ppm。
34.根据权利要求25所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为溶液的至少约25ppm。
35.根据权利要求17所述的溶液，其还包含其他金属。
36.根据权利要求35所述的溶液，其中，所述金属选自由铜、银、镍、锌、钼、钒、铀及其组合所组成的组。
37.一种溶液，其包含：
用于提取金的浸滤剂；和
至少一种如权利要求1所述的化合物和至少一种如权利要求17所述的化合物。
38.根据权利要求37所述的溶液，其包含至少一种具有以下结构的化合物：
Figure FDA0003013026170000041
39.一种从矿石浸出金的方法，所述方法包括：
使所述包含金的矿石与根据权利要求1、17和37中任一项所述的溶液接触。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述浸滤剂包含氰化钠，并且，其中，接触所述矿石包括堆浸出、盘浸出或桶浸出以形成氰化浸出的矿石。
41.根据权利要求39所述的方法，其中，所述溶液包含其他金属，所述其他金属选自由铜、银、镍、锌、钼、钒、铀及其组合所组成的组。
42.根据权利要求39所述的方法，其中，所述接触包括将所述矿石研磨成颗粒。
43.根据权利要求42所述的方法，其包括与所述颗粒和所述溶液形成矿浆。
44.一种从矿石回收金的方法，所述方法包括：
使所述包含金的矿石与根据权利要求1、17和39中任一项所述的溶液接触，以形成富矿浸出溶液；以及
从所述富矿浸出溶液回收所述金。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，回收金包括至少一个提纯或浓缩过程，所述过程选自由溶剂提取、吸附-解吸-再生提取、离子交换、固相提取、冶炼、汽提和电解冶金所组成的组。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述溶液中的化合物与至少一种纯化或浓缩过程相容。
47.根据权利要求44所述的方法，其中，回收金包括电解冶金过程。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述溶液中的化合物与电解冶金过程相容。
49.根据权利要求44所述的方法，其中，所述溶液包含其他金属，所述其他金属选自由铜、银、镍、锌、钼、钒、铀及其组合所组成的组。
50.一种溶液，其包含：
一种包含碱性氰化物浸滤剂；和
通过三羟甲基丙烷的烷氧基化形成的化合物的混合物，其中所述化合物的每一种均包含环氧乙烷单元，所述化合物具有以下一般结构：
TMP-EOx，y，z，其中x、y和z独立地为0-7的整数，条件是x+y+z＝0-21，其中，所述混合物的总浓度为约1ppm至约100ppm，并且任选地，其中，所述溶液包含金。
51.根据权利要求50所述的溶液，其包含至少一种具有以下结构的化合物：
Figure FDA0003013026170000051
52.根据权利要求50所述的溶液，其中，所述浸滤剂包括氰化钠。
53.根据权利要求50所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约10g/L。
54.根据权利要求52所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约10g/L。
55.根据权利要求53所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
56.根据权利要求54所述的溶液，其中，所述浸滤剂的浓度为溶液的约1mg/L至约1g/L。
57.根据权利要求50所述的溶液，其中，所述混合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
58.根据权利要求52所述的溶液，其中，所述混合物的总浓度为约5ppm至约100ppm。
59.根据权利要求50所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的浓度为约15ppm至约30ppm。
60.根据权利要求58所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的浓度为约15ppm至约30ppm。
61.根据权利要求52所述的溶液，其中，所述一种或多种化合物的总浓度为约25ppm。
62.根据权利要求17所述的溶液，其还包含其他金属。
63.根据权利要求62所述的溶液，其中，所述金属选自由铜、银、镍、锌、钼、钒、铀及其组合所组成的组。
64.根据任一前述权利要求所述的溶液或方法，其中，所述浸滤剂不包含硫酸。
65.根据任一前述权利要求所述的溶液或方法。
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