[發明專利]肟基銅溶劑提取體系中銅/鐵選擇性的改良

無效

• 申請號: 200680010080.2
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN101151382A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: O·S·廷克勒;K·A·克里莫;P·E·特特洛;J·坎貝爾;C·J·麥斯
• 申請（專利權）人: CYTEC技術有限公司
• 主分類號: C22B15/00
• 分類號: C22B15/00;C22B3/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明涉及溶劑提取(solvent?extraction)組合物，溶劑提取方法，具體涉及從水溶液中、特別是通過浸提礦石得到的溶液中提取金屬、特別是銅和鐵的方法。

背景技術

已知可以從包含金屬的(例如鹽的形式的)水溶液中提取金屬，具體來說是銅，以及少得多的鐵，該方法是通過以下方式進行的：使所述水溶液與溶劑提取劑在水不混溶性有機溶劑中的溶液相接觸，然后分離載有金屬的溶劑相，即包含至少一部分絡合物形式的金屬的溶劑相。然后可通過以下方式回收金屬：用較低pH值的溶液(電解液)進行反萃取(strip)，然后例如進行電解提取。最常見的情況是，所述用于進行提取的包含金屬的水溶液是對礦石進行酸浸提而得到的。

近年來發現特別適合用來從水溶液中回收銅的溶劑提取劑包括肟試劑，特別是鄰羥基芳基醛肟和鄰羥基芳基酮肟。所述肟試劑對銅的選擇性高于對鐵的選擇性，這通常被稱為轉移系數。轉移系數是(加載的有機銅濃度-反萃取的有機銅濃度)∶(加載的有機鐵濃度-反萃取的有機鐵濃度)之比。盡管通常需要高轉移系數，但是根據例如美國專利申請第2005/0023151號所述，在電解液中存在一些鐵也有一些優點。在一些情況下，需要用鐵作為抗衡離子，在電解液中保持特定的EMF數值。銅超過鐵的選擇性是以下因素的函數：浸提溶液和電解液中的金屬提取劑、金屬和酸的濃度，以及溶劑提取設備中的操作條件。在許多使用所述銅溶劑提取劑的情況下，銅超過鐵的選擇性使得通過有機相轉移到電解液中的鐵的量不足以保持所需的濃度范圍。在此情況下，向所述電解液中加入硫酸鐵以達到所需的濃度。

在使用所述溶劑提取法的時候，經常會通過物理方式將其它雜質轉移到電解液中。轉移到反萃取溶液中的雜質最終會在回路中累積，對電解提取步驟具有負面影響。出于該原因，操作時經常需要排掉一部分的電解液，以控制雜質的累積。在此情況下，必需用新鮮的水、酸和鐵(例如硫酸亞鐵)來替換電解液。在一些情況下，用來彌補排液造成的損失而必須加入的鐵的量可能過多。加入鐵會對操作的經濟性造成負面影響。出于這些原因，人們非常需要有一種溶劑提取劑制劑，該制劑能夠進行操作而達到所需的轉移系數，而且又不會失去目前使用的羥基肟制劑的眾所周知的優點。

發明內容

盡管存在許多對鐵的親和性高于羥基肟對鐵的親和性的螯合劑，但是已經吃驚地發現，通過向肟試劑中加入少量的選擇較少的鐵的螯合劑(下文稱為選擇性改良劑)，對得到的提取劑組合物的銅超過鐵的選擇性特征具有深遠的影響。這種對所得的銅∶鐵轉移系數的影響顯著大于單獨使用這兩種產品時候的影響之和。

根據本發明的第一個方面，提供了一種溶劑提取組合物，該組合物包含一種或多種鄰羥基芳基醛肟和/或一種或多種鄰羥基芳基酮肟，一種或多種選擇性改良劑，以及任選的一種或多種平衡改良劑，所述選擇性改良劑由次膦酸和/或膦酸、它們的鹽或酯組成。所述選擇性改良劑的含量優選滿足鄰羥基肟∶選擇性改良劑之比約為0.001-0.05。該組合物優選還包含水不混溶性有機溶劑。

根據本發明的組合物可促進增加溶劑提取回路中的離子轉移。較高的離子轉移會使得向電解液中加入硫酸鐵以保持目標電解液鐵濃度所需的硫酸鐵用量減少。本發明的組合物特別適用于需要電解液的鐵濃度顯著高于常規范圍的工藝。

用于本發明的鄰羥基芳基酮肟化合物基本上是水不溶性的，優選具有以下結構式，還包括其鹽的形式：

式(1)

式中：

R¹是任選取代的烴基

R²是任選取代的鄰-羥基芳基。

用于本發明的鄰羥基芳基醛肟化合物基本是水不溶性的，優選具有以下結構式，還包括其鹽的形式：

式(2)

式中：

R³是任選取代的鄰-羥基芳基。

盡管本文中是參照式(1)和(2)的化合物描述本發明，但是應當理解本發明涉及任意可能的互變異構體形式的所述化合物，還涉及鄰羥基芳基醛肟或鄰羥基芳基酮肟與金屬(特別是銅)形成的絡合物。

可用R¹表示的任選取代的烴基優選包括任選取代的烷基和芳基，還包括這些基團的組合，例如任選取代的芳烷基和烷芳基。