表面活性劑在生產金屬中的用途的製作方法

2023-10-11 14:53:49 1

)。此外，本發明方法也適於從貧含銅的礦石和銅含量通常小於2°/。的廢中提取銅。這種廢品例如在製備硫酸中作為含銅的黃鐵礦燒渣產物而得到。本發明方法則包括如下工藝步驟(a)提供任選研磨的含金屬原料，(b)提供本發明組合物，以及(c)使含金屬原料與上述本發明組合物接觸，得到富含金屬的母液。積，然後將本i明i合物滲濾或滴流通過堆積的原料。含金原料的;l^選逐滴進行。將金屬從組合物中分離之後，優選將其再次用於其他提取過程。在優選實施方案中，在提取金屬之前首先將含金屬原料研磨以得到直徑為約10cm的粒子.本發明提供的表面活性劑可在其研磨過程中加入。然後將磨碎的粒子堆積，通常形成包含100000-500OOO公叱起始原料的堆。然後如上所述，藉助本發明組合物對這些進行提取。應特別指出本發明組合物在提取過程(梯度程序)中可以以不同濃度範圍應用。此外，甚至可在提取過程開始之前，例如在原料研磨過程中將表面活性物質(作為組合物的一部分)部分或全部加A^始原料或巖石中根據本發明，非離子表面活性劑的用量為每公《^始原料l-30ppm，優選l-加ppm，特別優選2-15ppm，尤其是3-10ppm。已證明有利的是在提取過程開始時使用高於提取結束之前的濃度.取決於待提取的起始原料，也可優選首先將待提取的原料用M酸預處理以溼潤，其後進行用稀疏酸提取金屬，這樣的程序例如由US4，091，070推薦用於提取銅，將其公開內容引入本發明作為參考.在本發明上下文中，可將至少一種本發明換，供的表面活性劑加入濃和稀硫酸中。然而，作為選擇，也可將表面活性劑僅加入^M克酸中或僅加入稀硫酸中，如果濃縮硫酸用於預處理(溼潤)，則其濃度優選25-500g/lH2SO4，特別優選50-400g/lH2SO4，尤其是75-300g/lH2SO4。如果銅作為金屬待提取，則本發明上下文中另外適於待提取的含銅起始原料的預處理為焙燒.這優選通過在所謂的焙燒爐如迴轉爐、多層爐或流化床焙燒爐中i^空氣加熱而進行.通常，將銅和相關連金屬的金屬硫化物、砷化物和銻化物轉變為相應的氧化物。在優選實施方案中，可通過用可溶於有機介質中的絡合劑提取將金屬從得到的含水母液中取出。為此，例如可使用來自Cognis(Lix型)和Cytec的有機可溶絡合劑。這些優選以有機溶液使用的2-羥基-5-壬基苯乙酮肟(Shellsol)。其後，優選通過含7M危酸將銅從有機溶液中轉移至含水的，優選強酸相，並通過電化學方法從其中得到銅。這些程序本身為本領域熟練技術人員已知的，例如描述於US4，120，935和US4,091,070，將其>^開內容引入本發明作為參考。作為選擇，在提^^銅的情況下，提取的銅也可通過鐵屑從本發明得到的母液中沉澱。這個過程通常稱作"滲碳"，本身為本領域熟練技術人員已知的。滲碳後通常熔融提取的銅並電解淨化。如上已述，特別優選的表面活性劑為在用有機^^劑提取含水含疏酸母液的過程中留在含硫酸zM目中的那些。因此，在本發明優選實施方案中，含至少一種表面活性劑的含水含疏酸溶液可用於另外的提取過程.因此可避免在每次提取過程後必須加入新鮮表面活性劑.這種循環出於經濟原因尤其有利.在本發明另外的實施方案中，也可將本發明提供的表面活性刑不依賴於含水含硫酸溶液，例如作為單獨的水溶液應用於待提取原料中，這可優選在應用含水含硫酸溶液之前、之後或期間立即進行。取決於待4I^取的含銅原料，M提取的第一程中使用本發明提供的表面活性劑可以晃t夠的，然而其後表面活性劑的用量也逐漸降低(梯度程序)或省去表面活性劑的加入，通常進行含金屬起始原料的提取直至提取的金屬含量小於lgA,為此，取決於待提取的原料的類型及其量，通常需要5天到幾個月的周期，此外，本發明涉及表面活性劑在從含金屬原料中提取金屬，優選從含銅原料中提取銅中的用途，該表面活性劑在2%濃度的H2S04水溶液中以0.01-0.3重量％，優選0.05-0.25重量％，尤其是0.1-0.2重量％的濃度在23r下導致1秒後，特別優選0.5秒後，尤其是0.1秒後玻璃上的接觸角降低至少10°,特別優選降低至少20。，尤其是降低至少30。，特別是降低至少40°。就其他特徵而言，優選上述本發明組合物。此外，本發明涉;M^面活性劑在從含金屬原料中提取金屬，尤其是從含銅原料中提取銅中的用途，所W面活性劑選自-非離子表面活性劑，該非離子表面活性劑選自醇烷氧基化物，烷基酴烷氧基化物，烷基聚葡糖普，N-烷基聚葡糖苷，N-烷基葡糖醯胺，脂肪j^ft^化物，脂肪酸聚乙二醇酯，脂肪酸胺烷氧基化物，脂肪酸醯胺烷!lj^化物，脂肪酸鏈烷醇耽胺烷lL^化物，N-烷氧基多羥基-脂肪酸跣胺、N-芳氧基多羥基-脂肪酸酖胺，氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物，聚異丁烯烷IL&化物，聚異丁烯/馬來酸酐衍生物，脂肪酸甘油酯，脫水山梨糖醇酯，多羥基-脂肪酸衍生物，聚烷氣基-脂肪酸衍生物和二甘油酯；-陰離子表面活性劑，該陰離子表面活性劑選自脂肪醇硫酸鹽、硫酸化烷ft^化醇、^fe磺酸鹽、N-跣基MJL酸鹽、烷g磺酸鹽、烯烴磺酸鹽和烯烴二磺酸鹽、烷基酯磺酸鹽、磺化多元羧酸、MJ^甘油基磺酸鹽、脂肪酸甘油酯磺酸鹽、烷基酚聚乙二醇醚硫酸鹽、石蠟磺酸鹽、烷基磷酸鹽、耽基羥乙磺酸鹽、跣基牛磺酸鹽、耽基甲基牛磺酸鹽、烷基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸或其單酯或單,、烷基磺基琥珀酸或其耽胺、磺基琥珀酸的單酯和二酯、硫酸化n聚糖苷、烷基聚乙二醇羧酸鹽和羥基)^ft^酸鹽；-陽離子表面活性劑，該陽離子表面活性劑選自四^i^銨鹽、咪唑啉錄鹽和胺氧化物；-兩性表面活性劑，該兩性表面活性劑選自包含羧酸以及另外至少一種通式(XII)的烯屬不飽和單體單元的表面活性劑R、R2)C-C(R3)R4(XII)其中R、RA各自獨立地為-H，-CH3，具有2-12個碳原子的直鏈或支化飽和烷基，具有2-12個碳原子的直鏈或支化單不飽和或多不飽和鏈烯基，由-NH2、-OH或-COOH取代的如上定義的烷基或鏈烯基，具有至少一種正電性基團、季發化氮原子或至少一種帶正電荷的氛基、pH為2-ll的雜原子基團，或為-COOH或-COOR5,其中RS為具有1-12個碳原子的飽和或不飽和、直鏈或支化烴基。此外，本發明涉;5L^面活性劑在提純土狀原料例如汙染的土壤中的用途。尤其適於此目的為在用NaOH將pH調整至9.8-10.2的水溶液中以0.01-0.2重量%，特別優選0.01-0.1重量%，尤其是0.01-0.05重量%的濃度在23C下導致1秒後，特別優選0.5秒後玻璃上的接觸角降低至少10。，特別優選降低至少20°，尤其是降低至少30°,特別是降低至少40。的表面活性劑。適合的表面活性劑屬於非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑。如下實施例進一步說明本發明。測定接觸角接觸角可用DataphysicsInstrumentsGmbH，Raiffeisenstr.34,Fildersstadt公司的OCAH200型用於測定接觸角的視頻基高速測定裝置在來自GerhardMenzelGlasbearbdtungswerkeGmbH&Co,KG，Braunschweig的超白栽玻片上測定。表1所列的本發明表面活性劑或表面活性劑組合在2%硫酸水溶液中在表2所列的濃度(重量％)下使用.在應用1秒後在231C下測定接觸角，在這些條件下，^JffA^面活性劑的2%硫酸的接觸角為50°。因而，不是^^據本發明的實施例未在表3中列出。關於度(表1).烷氧基化以指示的順序嵌段方式進行或無^L/混合進行.塔試驗塔試驗可用作工業上進行堆積浸出的模型，其中將含銅巖石的代表性試樣裝填在塔中並用稀硫酸溶液提取。本發明表面活性劑的加入導致銅收率的提高和/或浸出的動力學改善.為JIHE所要求的含表面活性劑的組合物的改善效力，將含50-200ppm表面活性劑的2%硫酸水溶液與不含表面活性劑的各個溶液比較使用.浸出在以每kg礦石140ml/天的流動速率下連續或不連續地加A^面活性劑下進行30天。塔的內徑為28cm，長為100cm，且裝有大約卯kg礦石。將礦石磨至粒度x為0.2^x52.5cm並篩分。巖石的銅含量為0.5-1.5g/t。使用來自礦MineraElAbra，Calama，IIRegion,Chile的礦石(試樣取自2005年2月和9月)。結果總結於表4。銅收率的累積％值指各個塔的總的銅含量。銅含量在Varian，Inc，，Darmastadt公司的VistaMPX上通過ICP-OES(感應耦合等離子體發射光諳)測定。表ltableseeoriginaldocumentpagetableseeoriginaldocumentpage32表3tableseeoriginaldocumentpage33表4累積銅收率％tableseeoriginaldocumentpage33權利要求1.一種包含硫酸和至少一種表面活性劑的含水組合物，其中所述表面活性劑在2％濃度的H2SO4水溶液中以0.1-0.3重量％的濃度在23℃下導致1秒後玻璃上的接觸角降低至少10°。2.根據權利要求l的組合物，其中所述組合物在玻璃上的接觸角小於40。'3.根據權利要求1或2的組合物，其中所t良面活性劑為選自如下的非離子表面活性劑醇烷**化物，烷基酚烷IUMt物，烷基聚葡糖苷，N-烷基聚葡糖苷，N-烷基葡糖醯胺，脂肪^:IL^化物，脂肪酸聚乙二醇酯，脂肪酸胺烷A^化物，脂肪酸醯胺烷lL^化物，脂肪酸鏈烷醇醯胺烷氧基化物，N-烷氧基多羥基-脂肪酸醯胺，N-芳氣基多羥基-脂肪酸醯胺，氧化乙烯、氣化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物，聚異丁烯烷IL^化物，聚異丁烯/馬來酸^f衍生物，脂肪酸甘油酯，脫水山梨糖醇酯，多羥基-脂肪酸衍生物，聚烷氧基-脂肪酸衍生物和二甘油酯.4.根據權利要求1-3中任一項的組合物，其中所述表面活性劑為選自如下的陰離子表面活性劑脂肪醇硫酸鹽、硫酸化烷氧基化醇、皿磺酸鹽、N-Sm/L^酸鹽、烷基笨績酸鹽、烯烴磺酸鹽和烯烴二磺酸鹽、烷基酯磺酸鹽、磺化多元羧酸、烷基甘油基磺酸鹽、脂肪酸甘油酯磺酸鹽、烷基酚聚乙二醇醚疏酸鹽、石蠟磺酸鹽、烷基磷酸鹽、耽基幾乙磺酸鹽、醯基牛磺酸鹽、Sb^甲基牛磺酸鹽、烷基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸或其單酯或單跣胺、烷基磺基琥珀酸或其酖胺、磺基琥珀酸的單酯和二酯、硫酸化烷基聚糖苷、烷基聚乙二醇羧酸鹽和羥基烷基肌氨酸鹽。5.根據權利要求l-4中任一項的組合物，其中所述表面活性劑為選自四烷基銨鹽、咪唑啉錄鹽和胺氧化物的陽離子表面活性刑.6.根據權利要求l-5中任一項的組合物，其中所^面活性劑為選自包含羧酸以及另外至少一種通式(XII)的烯屬不飽和單體單元的兩性表面活性劑formulaseeoriginaldocumentpage2其中R、I^各自獨立地為-H，-CH3，具有2-12個碳原子的直鏈或支化飽和烷基，具有2-12個碳原子的直鏈或支化單不飽和或多不飽和鏈烯基，由-NH2、-OH或-COOH取代的如上定義的烷基或鏈烯基，具有至少一種正電性基團、季發化氮原子或至少一種帶正電荷的氛基、pH為2-ll的雜原子基團，或為-COOH或-COOR5，其中R5為具有1-12個碳原子的飽和或不飽和、直鏈或支化爛基。7.—種包含硫酸和至少一種表面活性劑的含水組合物，其中所i^面活性劑選自如下-非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑選自醇烷H^化物，烷基酚烷M化物，烷基聚葡糖苷，N-烷基聚葡糖苷，N-烷基葡糖醯胺，脂肪酸烷fL&化物，脂肪酸聚乙二醇酯，脂肪^烷IL^化物，脂肪酸醯胺烷M化物，脂肪酸鏈烷醇跣胺烷氧基化物，N-烷氧基多羥基-脂肪酸酖胺、N-芳氧基多羥基-脂肪酸跣胺，氧化乙烯、氣化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物，聚異丁烯烷**化物，聚異丁烯/馬來酸酐衍生物，脂肪酸甘油酯，脫水山梨糖醇酯，多羥基-脂肪酸衍生物，！^氧基-脂肪酸衍生物和二甘油酯；-陰離子表面活性劑，所述陰離子表面活性劑選自脂肪醇硫酸鹽、疏酸化烷fl^化醇、鏈烷磺酸鹽、N-g肌氨酸鹽、烷基M酸鹽、烯烴磺酸鹽和烯烴二磺酸鹽、烷基酯磺酸鹽、磺化多元羧酸、烷基甘油基磺酸鹽、脂肪酸甘油酯磺酸鹽、烷基酚聚乙二醇醚硫酸鹽、石蠟磺酸鹽、烷基磷酸鹽、耽基羥乙磺酸鹽、fi^牛磺酸鹽、跣基甲基牛磺酸鹽、烷基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸或其單酯或單sy^、^i磺基琥珀酸或其sufe、磺M珀酸的單酯和二酯、硫酸化M^聚糖苷、烷基聚乙二醇羧酸鹽和羥基^i^M^酸鹽；國陽離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑選自四烷基銨鹽、咪唑啉鏞鹽和胺氧化物；-兩性表面活性劑，所述兩性表面活性劑選自包^^羧酸以及另外至少一種通式(XII)的烯屬不飽和單體單元的表面活性劑formulaseeoriginaldocumentpage3(XII)其中Ri-R"各自獨立地為-H,-CH3，具有2-12個碳原子的直鏈或支化飽和烷基，具有2-12個碳原子的直鏈或支化單不飽和或多不飽和鏈烯基，由-NH2、-OH或-COOH取代的如上定義的烷基或鏈烯基，具有至少一種正電性基團、季銨化氮原子或至少一種帶正電荷的氨基、pH為2-11的雜原子基團，或為-COOH或-COOR5，其中RS為具有l-12個碳原子的飽和或不飽和、直鏈或支化經基。8.—種從含金屬的原料中提取金屬的方法，其包括如下工藝步驟(a)提供任選研磨的含金屬原料；(b)提供根據權利要求1-7中任一項的組合物；(c)使含金屬原料與根據權利要求1-7中任一項的組合物接觸，得到富含金屬的母液。9.根據權利要求8的方法，其用於提取銅。10.根據權利要求8或9的方法，其中通過用可溶於有機介質中的絡從有機溶液中轉移至水相，並通過電化學方法從其中得到銅。'11.表面活性劑在從含金屬原料中提取金屬的用途，其中所逸表面活性劑在2%濃度的H2S04水溶液中在23X:下導致1秒後玻璃上的接觸角降低至少10°。12.表面活性劑在從含金屬原料中提取金屬的用途，其中所i^面活性劑選自如下-非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑選自醇烷IL&化物，烷基酚烷ft^化物，烷基聚葡糖苷，N-烷基聚葡糖苷，N-烷基葡糖跣胺，脂肪酸烷氧1^化物，脂肪酸聚乙二醇酯，脂肪酸胺烷氧基化物，脂肪酸Sfe^烷ftj^化物，脂肪酸鏈烷醇酖胺烷氣基化物，N-烷氣基多羥基-脂肪酸耽胺、N-芳氧基多羥基-脂肪酸酖胺，氣化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的嵌段共聚物，聚異丁烯烷IL^化物，聚異丁烯/馬來酸酐衍生物，脂肪酸甘油酯，脫水山梨糖醇酯，多羥基-脂肪酸衍生物，聚烷氧基-脂肪酸衍生物和二甘誦陰離子表面活性劑，所述陰離子表面活性劑選自脂肪醇硫酸鹽、硫酸化烷H&化醇、鏈烷磺酸鹽、n-醯基肌氨酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烯烴磺酸鹽和烯烴4酸鹽、烷基酯磺酸鹽、磺化多元羧酸、烷基甘油基磺酸鹽、脂肪酸甘油酯磺酸鹽、烷基酚聚乙二醇醚硫酸鹽、石蠟磺酸鹽、烷基磷酸鹽、醯基羥乙磺酸鹽、醯基牛磺酸鹽、醯基曱基牛磺酸鹽、烷基琥珀酸、鏈烯基琥珀酸或其單酯或單醯胺、烷基磺基琥珀酸或其醯胺、磺基琥珀酸的單酯和二酯、硫酸化烷基聚糖苷、烷基聚乙二醇羧酸鹽和羥基烷基肌氨酸鹽；-陽離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑選自四烷基銨鹽、咪唑啉錄鹽和胺氧化物；-兩性表面活性劑，所述兩性表面活性劑選自包含羧酸以及另外至少一種通式(xii)的烯屬不飽和單體單元的表面活性劑r、r2)c-c(r3)r4(xii)其中RLRa各自獨立地為-H，-CH3,具有2-12個碳原子的直鏈或支化飽和烷基，具有2-12個碳原子的直鏈或支化單不飽和或多不飽和鏈烯基，由-NH2、-OH或-COOH取代的如上定義的烷基或鏈烯基，具有至少一種正電性基團、季^ft氮原子或至少一種帶正電荷的M、pH為2-ll的雜原子基團，或為-COOH或-C00RS，其中RS為具有1-12個碳原子的飽和或不飽和、直鏈或支化烴基。全文摘要本發明涉及一種包含至少一種表面活性劑的含水含硫酸組合物和一種使用這種含水含硫酸組合物從含金屬原料中提取金屬尤其是銅的方法。文檔編號C22B3/08GK101107372SQ200580047157公開日2008年1月16日申請日期2005年12月23日優先權日2004年12月24日發明者A·伯恩斯坦,C·R·P·布羅德森,G·奧特,H-P·澤爾曼-埃格貝特,R·D·L·皮諾切特申請人:巴斯福股份公司