聚合物反相鍵合萃取柱及應用該柱從鹼性氰化液中萃取金的方法
2023-10-08 07:49:44 1
專利名稱：：聚合物反相鍵合萃取柱及應用該柱從鹼性氰化液中萃取金的方法
技術領域：
：本發明屬於溼法冶金
技術領域：
，具體涉及一種聚合物反相鍵合萃取柱及應用該柱從鹼性氰化液中萃取金的方法。
背景技術：
：氰化法是從礦石、精礦或尾礦中提取金的經濟而簡易的方法，它具有成本低、金回收率高、對礦石適應性強等一系列優點，因此到目前為止它仍在國內外黃金提取方法中佔主導地位。目前從氰化浸出液富集金的處理工藝中大多採用傳統的鋅粉置換法或活性炭吸附。由於這兩種方法對金的選擇性不夠高，所獲得的金泥(中間產品)還需經較複雜的後續精煉處理，導致生產周期長，環境汙染增大，成本增高。由於溶劑萃取法可以克服上述缺點，從上世紀80年代以來，從鹼性氰化液中直接萃取金成為了國內外科學工作者研究的熱點。但Au(CN)2-只能在弱鹼性介質(pH>9.4)中穩定存在。因此除季銨鹽萃取體系外，其它萃取體系的實際應用效果均欠佳。陳景等人於1995年起開始研究從鹼性氰化液中萃取金的方法，並提出了用表面活性劑溴化十六垸基三甲銨(CTMAB)按與金的摩爾比1:1先加入水相，然後用磺化煤油稀釋的TBP萃取Au(CN)2-的新萃取體系，但試驗過程中發現由於金濃度太低，即使採用了專門設計的三級柱式萃取，液-液萃取的工業應用仍有一定困難。固相萃取技術是近幾年來快速發展起來的一種富集和分離技術。由於固相萃取技術突出的優點，它們在分析化學中樣品富集和預分離，藥物的分離和純化等多個行業均取得了廣泛應用，其中應用最廣泛的為反相固相萃取。現有技術的反相固相萃取柱從鹼性氰化液中萃取金，由於其反相鍵合矽膠材料使用的pH範圍較窄，在鹼性溶液中使用工作材料易失效，因此從鹼性氰化液中萃取金就無法實現。為此本發明人經過長期實踐研究，開發了一種聚合物鍵合反相材料為填料的固相萃取柱和從鹼性氰化液中萃取金的方法，取得了良好的試驗效果。
發明內容本發明的第一目的在於提供一種適用於鹼性溶液的高效率萃取金的聚合物反相鍵合固相萃取柱。本發明的另一目的在於提供一種利用聚合物反相鍵合固相萃取柱從鹼性氰化液中萃取金的方法。本發明的第一目的是這樣實現的以高分子聚合物為基質，在其表面鍵合垸基團形成聚合物反鍵合材料，所述的高分子聚合物為聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交聯聚合物中的任意一種或一種以上；所述的烷基團為C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一種或一種以上。本發明的另一目的是這樣實現的具體包括鹼性氰化液中按季銨陽離子CTMAB與金Au的摩爾比為l:l-3:1的比例加入季銨陽離子CTMAB製成工作液；調節工作液pH為9.4一14;將工作液用泵輸送通過聚合物反相鍵合固相萃取柱，工作液中的金氰絡陰離子與季銨陽離子CTMAB生成的金離子締合物被萃取柱吸附；吸附達到飽和狀態後可用乙醇洗脫液解吸萃取柱上富集的金離子締合物。關於萃取容量。萃取容量(每克填料能萃取金的毫克數)是衡量方法實際應用價值的重要參數，萃取容量越高，每次操作能富集的金越多，工作效率越高。為了兼顧實際工業應用，總結出萃取放大後對萃取容量的影響規律，發明人對8mm直徑xlOmm柱長，裝填料0.5g的普通固相萃取小柱進行了放大，分別製作了12mm直徑xl5mm柱長，裝填料1.g;16mm直徑x20mm柱長，裝填料4.1g;20mm直徑x25mm柱長，裝填料7.8g;40mm直徑x50mm柱長，裝填料63g的固相萃取柱。用金濃度為1.0xl0'5mol/L、5.0xl(T5mol/L、2.0xl(T4mol/L的溶液過柱，在確保萃取回收率^95%的條件下，測定了萃取容量，結果見表-1。從表-l數據可看出，對於所試驗的三個濃度，隨填料用量的增加，金的萃取量成比例增加。萃取容量基本保持恆定。表-1填料用量對金萃取量和萃取容量的影響tableseeoriginaldocumentpage5關於流速放大。實驗結果表明對於填料相同、裝填緊密度相同的萃取柱，在相同壓力下，當柱長度固定時，過柱流速隨柱橫截面積的增加而遞增；當柱橫截面積固定時，過柱流速隨柱長的增加而線性遞減，相關性為試驗流速=放大後的柱長x放大後柱內徑的平方製備流速一試驗柱長試驗柱內徑的平方隨著柱放大，柱上富集金量量增加，所需洗脫液的體積也增加，而且基本呈線性關係，實際應用中過柱流速和洗脫流速可按該規律放大。。關於柱長/直徑對富集效果的影響。用直徑為10mm的聚丙烯針管裝填了不同長度的萃取柱1.0mm直徑x0.25m柱長，裝填料0.28g;1.0mm直徑x0.5m柱長，裝填料0.54g;l.Omm直徑xl.Om柱長，裝填料l.lg;1.0mm直徑xl.5m柱長，裝填料1.62g;1.0mm直徑x2.0m柱長，裝填料2.3g;1.0mm直徑x5.0m柱長，裝填料6.2g:l.Omm直徑xlOmm柱長，裝填料11.8g填料，並測定了不同規格柱的萃取容量。柱長對萃取容量的影響見圖2。上述結果表明(1)隨萃取柱填料用量增加，萃取柱萃取量增加，萃取容量基本保持不變。(2)放大後過柱流速隨柱橫截面積的增加而線性遞增；當柱橫截面積固定時，過柱流速隨柱長的增加而線性遞減。(3)在洗脫金時，隨柱的擴大，富集金量增加，所需洗脫液的體積也增加，基本呈線性關係。(4)對於不同規格的柱，萃取柱的直^/長度比在l/l到l/2之間時萃取容量最大，萃取柱放大後，柱的直徑/長度比應控制在該範圍內，以保持填料最高利用率。由於本發明使用聚合物反相鍵合材料裝填萃取柱，這種填料與鍵合矽膠相比，適用的pH範圍寬，可在鹼性條件下穩定使用，適於從鹼性氰化液中萃取金的工作環境，提取效率大為提高。圖l為金富集量與洗脫液用量的關係。圖2為直徑/柱長對萃取容量的關係。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的闡述，應理解為這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解為在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些改動同樣落於本申請權利要求書所限定的保護範圍。本發明的聚合物反相鍵合固相萃取柱，是以高分子聚合物為基質表面鍵合烷基團形成的聚合物反鍵合材料為填料的。所述的高分子聚合物為聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交聯聚合物中的任意一種或一種以上；所述的烷基團為C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一種或一種以上。利用聚合物反相鍵合固相萃取柱從鹼性氰化液中固相萃取金的方法，包括過柱富集、載金柱的洗滌，載金柱的洗脫步驟，具體包括A、鹼性氰化液中按季銨陽離子CTMAB與金Au的摩爾比為l:l-3:l的比例加入季銨陽離子CTMAB製成工作液；B、調節工作液pH為9.4一14;C、將工作液用泵輸送通過聚合物反相鍵合固相萃取柱，工作液中的金氰絡陰離子與季銨陽離子CTMAB生成的金離子締合物被萃取柱吸附；D、吸附達到飽和狀態後可用乙醇洗脫液解吸萃取柱上富集的金離子締合物。所述的季銨陽離子CTMAB為溴化十六垸基三甲基銨、氯化十四烷基三甲基銨、氯化十六垸基節基化銨銨、氯化十六烷基吡啶中的任意一種或一種以上。實施例l聚合物反相鍵合固相萃取柱填料為聚苯乙烯基質上鍵合的是炭原子數為C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任何一種。固相萃取柱8mm直徑x10mm柱長，先用乙醇活化，再用水洗去乙醇即可用於金的萃取。配製濃度在1.0xl(T52.0xl(T4mol/L之間的KAu(CN)2溶液，調節其pH在10.4，並按CTMAB:Au(I)摩爾比為1:2的比例加入CTMAB，該溶液作為待萃取液。萃取時待萃取液由泵輸送進入萃取柱，待萃取液過柱體積為2.5L進入飽和狀態，輸送洗脫液乙醇5mL，活化溶液乙醇10mL，反向對萃取柱進行洗脫、活化，再由泵輸送水洗去柱上殘留乙醇。該條件下富集倍數可達500倍，金的回收率達96.2%。實施例2聚合物反相鍵合固相萃取柱填料為聚二乙烯基苯基質上鍵合的是炭原子數為C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任何一種。固相萃取柱16mm直徑x20mm柱長，裝填料4.1g。先用乙醇活化，用水洗去乙醇即可用於金的萃取。配製濃度在2.0xl0'5mol/L的KAu(CN)2溶液，調節其pH在11.8，並按CTMAB:Au(I)摩爾比為1:1.5的比例加入CTMAB，該溶液作為待萃取液。萃取時待萃取液由泵輸送進入萃取柱，待萃取液過柱體積為10L進入飽和狀態，輸送洗脫液乙醇25mL，活化溶液乙醇25mL，反向對萃取柱進行洗脫、活化，再由泵輸送水洗去柱上殘留乙醇。該條件下富集倍數可達可達400倍，金的回收率達95.4%。實施例3聚合物反相鍵合固相萃取柱填料為聚苯乙烯-二乙烯苯基的交聯聚合物基質上鍵合的是炭原子數為C2、C4、C8、C18、C22的垸基中的任何一種。固相萃取柱40mm直徑x50mm柱長，裝填料63.5g;先用乙醇活化，再用水洗去乙醇即可用於金的萃取。配製濃度在5.0xlO'5mol/L的KAu(CN)2溶液，調節其pH在12.4,並按CTMAB:Au(I)摩爾比為1:1.5的比例加入CTMAB，該溶液作為待萃取液。萃取時待萃取液由泵輸送進入萃取柱，待萃取液過柱體積為40L進入飽和狀態，輸送洗脫液乙醇200mL，活化溶液乙醇100mL，反向對萃取柱進行洗脫、活化，再由泵輸送水洗去柱上殘留乙醇。該條件下富集倍數可達可達100倍，金的回收率達98.5%。實施例4聚合物反相鍵合固相萃取柱填料為聚苯乙烯-二乙烯苯基的交聯聚合物基質上鍵合的是炭原子數為C2、C4、C8、C18、C22的垸基中的任何一種。實際礦山料液採自大理彌渡金礦，料液中的金含量為5.73pg/mL，銀含量為3.621^g/mL，鎳含量為0.475pg/mL,銅含量為0.631pg/mL,鋅含量為46.12pg/mL，鐵含量為0.638昭/mL，鈷含量為0.256pg/mL。礦山料液分別採用8mm直徑xlOmm柱長，裝填料0.5g;12mm直徑xl5mm柱長，裝填料1.7g;16mm直徑x20mm柱長，裝填料4.1g;20mm直徑x25mm柱長，裝填料7.8g;40mm直徑x50mm柱長，裝填料63g的萃取柱進行萃取。分別測定萃取容量，結果見表-2。從表-2可看出，對實際礦山料液，萃取柱對金的萃取量隨柱的擴大而擴大，金的萃取容量隨柱的擴大而稍有減少，規律和用單一金的溶液萃取實驗中所得到的規律相同。但和單一金(KAu(CN)2)溶液萃取相比，實際礦山料液萃取中金的萃取容量顯著降低，每個規格柱的萃取容量都下降了2.0倍以上，說明實際礦山料也中共存離子對金萃取的萃取產生了影響。我們對柱上的富集物進行了洗脫，合併洗脫液並測定了金泥的組成。金泥中各元素的含量分別為金13.68%，銀6.07%，鋅11.51%，鎳0.44%，銅0.55%，鐵0.06%，鈷0.16%，說明幾種共存元素均隨金一起被萃取，但萃取柱對金仍然保持較高的萃取容量。表-2不同規格柱對實際料液中金的萃取萃取柱規格8mmx10mm12mmx15mm16mmx20mm20mmx25mm40mmx50mm裝填料量(g)0.511.74.117.863.5實際萃取量(mg)4.6313.0227.9117.4402.5萃取容量(mg)9.077.666.816.606.349權利要求1、一種聚合物反相鍵合固相萃取柱，以高分子聚合物為基質，在其表面鍵合烷基團形成聚合物反鍵合材料，其特徵是所述的高分子聚合物為聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交聯聚合物中的任意一種或一種以上；所述的烷基團為C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一種或一種以上。2、一種利用權利要求l所述的聚合物反相鍵合固相萃取柱從鹼性氰化液中固相萃取提金的方法，包括過柱富集、載金柱的洗滌，載金柱的洗脫步驟，具體包括A、鹼性氰化液中按季銨陽離子CTMAB與金Au的摩爾比為l:l-3:l的比例加入季銨陽離子CTMAB製成工作液；B、調節工作液pH為9.4一14;C、將工作液用泵輸送通過聚合物反相鍵合固相萃取柱，工作液中的金氰絡陰離子與季銨陽離子CTMAB生成的金離子締合物被萃取柱吸附；.D、吸附達到飽和狀態後可用乙醇洗脫液解吸萃取柱上富集的金離子締合物。3、如權利要求2所述的聚合物反相鍵合固相萃取柱從鹼性氰化液中固相萃取提金的方法，其特徵是所述的季銨陽離子CTMAB為溴化十六烷基三甲基銨、氯化十四烷基三甲基銨、氯化十六垸基節基化銨銨、氯化十六烷基吡啶中的任意一種或一種以上。全文摘要本發明涉及一種聚合物反相鍵合萃取柱及其在鹼性氰化液中萃取金的方法。高分子聚合物為基質表面上鍵合烷基團形成的聚合物反相鍵合材料作為固相萃取柱填料。鹼性氰化液中按季銨陽離子CTMAB與金Au的摩爾比為1∶1-3∶1的比例加入季銨陽離子CTMAB製成工作液；調節工作液pH為9.4-14；將工作液用泵輸送通過聚合物反相鍵合固相萃取柱，工作液中的金氰絡陰離子與季銨陽離子CTMAB生成的金離子締合物被萃取柱吸附；吸附達到飽和狀態後可用乙醇洗脫液解吸萃取柱上富集的金離子締合物。本發明使用聚合物反相鍵合材料裝填萃取柱，這種填料與鍵合矽膠相比，適用的pH範圍寬，可在鹼性條件下穩定使用，適合從鹼性氰化液中萃取金的工作環境，金提取效率大為提高，金的一次萃取率超過95％，富集倍數高達200-500倍，金萃取容量大於16mg/g。文檔編號C22B11/00GK101584979SQ20091009463公開日2009年11月25日申請日期2009年6月23日優先權日2009年6月23日發明者徐禕然,李銀科,楊光宇,胡秋芬,黃齊林申請人:玉溪師範學院