[發明專利]應用固定化室溫離子液體吸附提取紅土鎳礦浸出液中有價金屬離子的工藝

有效

• 申請號: 200910242695.3
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN101736157A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 武名麟;武彪;劉學;劉美林
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22B3/24
• 分類號: C22B3/24;C22B15/00;C22B23/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 郭佩蘭

技術領域

本發明涉及一種紅土鎳礦酸性浸出液的提取新工藝，特別是一種涉及將室溫離子液體，經載體吸附固定化后形成金屬離子吸附床，該吸附床可對紅土鎳礦酸性浸出液中的有價金屬離子(如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺等)進行吸附回收。本發明屬于濕法冶金技術研究領域中含金屬離子溶液處理部分。

背景技術

礦物的浸出是濕法冶金領域中一項重要的單元操作，是用化學試劑將礦石或精礦中的有用組分轉化為可溶性化合物，并選擇性地溶解出來，得到含金屬的溶液，實現有用組分與雜質組分或脈石組分分離的過程，最終達到回收有價金屬的目的。這種方法適用于處理金屬品位低、分散度細、組分復雜的礦石及精礦、表外礦、廢石、礦渣和各種二次物料。方法操作簡單，金屬綜合回收率較高。

我國的鎳的資源總量為790萬噸，按儲量基礎計算，平均60％以上的資源為難以得到經濟利用的紅土鎳礦資源。鎳資源貧乏的現狀促使我們尋求一種新型的工業技術來解決紅土鎳礦資源利用的難題。

采用生物冶金技術處理紅土鎳礦，篩選高效生物冶金異養微生物，進行鎳褐鐵礦或硅鎂鎳礦等紅土鎳礦的選擇性生物浸出可以得到較高的鎳、鈷浸出率。在生產成本和處理能力上優于傳統的加壓浸出和高溫熔煉、還原焙燒-常壓氨浸等方法。但紅土鎳礦浸出液存在酸堿度高、成分復雜、主體金屬離子含量低、摻雜有機相和固體顆粒等特點，采用化學沉淀方法回收率低，夾帶現象嚴重，形成二次固體污染物構成環境危害；而采用一般溶劑萃取方法存在著設備(級數)多，占地大，有機、無機試劑消耗量大，投資費用和生產成本較高等缺陷，且萃取劑自身萃取效率不高、污染嚴重、形成生產效率低，行業競爭力差的狀況。因此，有必要尋求一種更新的工藝來處理紅土鎳礦浸出液。

發明內容

本發明的目的是提供一種固定化室溫離子液體吸附提取紅土鎳礦浸出液中有價金屬離子的工藝，該工藝操作簡單，提取效率高，操作時間短，容易實現多級組合，具有高效、經濟和對環境友好的優勢。

為達到上述發明的目的，本發明采用以下技術方案：

這種應用固定化室溫離子液體吸附提取紅土鎳礦浸出液中有價金屬離子的工藝，它包括以下步驟：

1)、對室溫離子液體1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽進行固定化操作，將其固定于多孔性固體吸附載體上，得到負載了室溫離子液體的吸附反應床；

2)、將紅土鎳礦浸出得到的復雜成分酸性浸出液通過吸附反應床層，進行常溫下金屬離子吸附，提取浸出液中的有價金屬離子；

3)、通過調節洗脫液酸度和流速達到金屬離子洗脫萃的目的。

吸附床層在一定時間內可反復利用。

所述的多孔性固體吸附載體為硅膠、蒙脫石或活性炭。

有價金屬離子為Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺。

室溫離子液體(RTILs：Room?temperat?ure?ionic?liquids)是一類室溫或相近溫度下完全由有機陽離子和有機或無機陰離子組成的液體化合物，屬于鹽類，熔點通常約在100℃以下。具有無毒、無顯著蒸氣壓、對環境友好、無可燃性、導電性好且電化學窗口寬、熔點低且液態區間寬、熱穩定性好、可溶解多種有機物及無機物的特點。本發明中所應用的離子液體不溶于水，微溶于有機溶劑，液體粘度較高，該產品市場有售。

本工藝將載體在常溫條件下浸漬于所選用的室溫離子液體中，通過物理作用使離子液體負載于載體之上，形成固定化的室溫離子液體。再將固定化離子液體裝填于管式反應床空間中，形成吸附反應床。將浸出液低流速通過吸附反應床床層，使其中有價金屬離子吸附于床層所負載的離子液體相中。再使用不同酸度的洗脫液對吸附了金屬離子的吸附床層進行洗脫操作，使金屬離子回到洗脫液中，使金屬離子得到提取回收。

本發明的優點是：工藝操作簡單，提取效率高，操作時間短，容易實現多級組合，具有高效、經濟和對環境友好的優勢。

附圖說明

圖1：為本發明工藝流程框圖。

圖2a：一種室溫離子液體1-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的分子結構式

圖2b：一種室溫離子液體1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的分子結構式

圖3：為本發明中所形成的吸附反應床示意圖。

其中，陽離子為1-癸基-3-甲基咪唑；陰離子為六氟磷酸根或四氟硼酸根，室溫下為液態，液體中各基團均呈離子狀態。

圖3中，10為進液口，4為反應床，11為出液口。