采用LIX7950從廢氰化物溶液中萃取金屬和氰化物

鄭明臻 摘譯

(中國恩菲工程技術有限公司,北京 100038)

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國外工程技術

采用LIX7950從廢氰化物溶液中萃取金屬和氰化物

鄭明臻 摘譯

(中國恩菲工程技術有限公司,北京 100038)

對采用胍基萃取劑LIX7950從廢氰化物溶液中萃取金屬和氰化物進行了研究，在堿性氰化物溶液中金和銅可通過萃取劑有效萃取。氰化物含量越高對銅的萃取越不利，但對金的萃取影響不大。研究了金屬氰化物絡合物與萃取劑混合后的萃取情況，并發(fā)現(xiàn)萃取順序Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe。游離氰化物留在水相中，由于金屬氰化物先于CN-被萃取，這一重要發(fā)現(xiàn)提供了一個從氰化物廢液中將金屬氰化物與CN-分離的方案，經(jīng)此方法金屬氰化物被濃縮在較小體積的溶液中，貧液則返回氰化工藝中。

溶液萃?。?金屬； 氰化物； LIX7950

0 簡介

在金礦處理中氰化法仍是主導技術，采用劇毒的氰化物已經(jīng)引起公眾的高度關注，尤其在最近幾年發(fā)生了幾起氰化物泄漏事故。全球范圍內(nèi)地方政府環(huán)保部門均對金礦氰化物排放嚴加控制，排放至尾礦的CN-和WAD(弱酸可分解的)氰化物組分的濃度需嚴格控制在限定值以下，很多地方排至尾礦的標準是50 mg/L，排至下游的則在0.1 mg/L或以下。氰化物和金屬(特別是有價金屬如銅)含量高的排出液，一般采用鷹橋(INCO)SO2/空氣、H2O2或卡羅(Caro’s)酸氧化技術處理，但這會大大降低工程效益。因此研發(fā)出酸化、蒸發(fā)和中和(AVR)以及某些改進工藝，并應用于一些金項目中，但試劑的高消耗量和費用足以阻礙該工藝的應用。通過活性碳預濃縮間接回收金屬和氰化物，但活性碳吸收率低，阻礙了此法在實際中的推廣應用。強堿性樹脂和胍基樹脂用來回收氰化物溶液中的金屬和氰化物，在強化工藝中，CuCN沉積樹脂作為吸收劑用來吸收含銅礦物浸出液中可溶性CuCN。采用CN/Cu摩爾比接近4的濃縮氰化銅液反洗負載氰化銅的樹脂，通過采用硫酸轉(zhuǎn)化成CuCN使樹脂重生，反洗液送去電積得到陰極銅。該方法潛在的缺點是沉積的CuCN可能堵塞樹脂孔，減小了樹脂吸收更多金屬氰化絡合物的機會。溶液萃取技術提供了一種從廢氰化物溶液中回收金屬和氰化物的可替代方法，建議采用某些萃取劑從廢氰化物溶液中回收金屬和氰化物。曾建議采用LIX7820(季銨氯化物336和壬基的混合液)從廢氰化物液中回收金屬，采用胍基萃取劑(LIX79和LIX7950)回收銅和氰化物，胍基萃取劑在pH值低于11時可快速與金屬氰化絡合物形成離子對，并轉(zhuǎn)化為中性胍基團使金屬被反萃。這些研究證實銅可有效地被上述萃取系統(tǒng)從堿性氰化溶液中萃取，氰化物濃度和其它陰離子的存在可影響銅和氰化物的萃取。在本試驗中，對采用LIX7950從廢氰化物溶液中回收金屬和氰化物進行了連續(xù)實驗室試驗，研究了在不同CN/Cu摩爾比條件下，金、銀和銅的氰化物的萃取和反萃行為，同時也討論了兩種萃取系統(tǒng)從廢液中回收銅和氰化物的潛在應用。

1 試驗

LIX7950由供應商提供，N-十二烷用作稀釋劑，1-十二醇用作改良劑。金銅氰化物溶液分別由NaCN、AuCN和Cu(CNC)2制得，金屬氰化絡合物分別由對應的金屬氰化物(Zn(CN)2，Ni(CN)2·4H2O,K4Fe(CN)6·3H2O)制得，所有化學試劑均為試劑純。

萃取和反萃試驗在一個密封的燒杯內(nèi)進行，混合則是由一個帶玻璃葉輪的機械攪拌提供，平衡pH值調(diào)節(jié)則通過直接加入濃H2SO4(50%v/v)或NaOH溶液(2 mol/L)。所有的萃取和反萃試驗都在室溫下進行，當達到平衡時，在分液漏斗中進行相分離，分析之前液相樣品進行過濾除去夾帶的有機相。進行反萃的有機相樣品用1PS相分離紙進行過濾。液相中銅濃度由原子吸收光譜(AAS)進行分析，而有機相中的銅則由質(zhì)量平衡分析得出。液相中總的氰化物含量由標準蒸餾法確定，而有機相中的含量則由質(zhì)量平衡計算得出。已證實得到的分析和計算結(jié)果一致(>95%)。

2 結(jié)果與討論

2.1 混合時間的影響

用萃取劑LIX7950萃銅時，首先進行混合時間的研究，其結(jié)果如圖1所示。在已確定的試驗條件下，在1 min之內(nèi)銅萃取率明顯增加，隨著混合攪拌時間的延長至2 min之后，銅萃取率并沒有進一步升高?；旌?min后溶液pH是常數(shù)，表明兩相之間可以快速達到平衡，且銅的萃取動力學非常快。其它金屬氰化物(Au，Ag，Zn，Ni，F(xiàn)e氰化物)溶液的混合時間對萃取的影響也類似。從氰化物溶液中采用胍基萃取劑和改良劑萃取金的動力學非?？?，這點與其他學者的研究結(jié)果一致。選擇混合時間為10 min，進行后續(xù)的萃取和反萃試驗。

圖1 銅萃取率與pH對混合時間圖(有機：10%v/v LIX7950+50g/L 1-十二醇溶于n-十二烷中；水相：[Cu]=3.93×10-3 mol/L,CN/Cu=5，A/O=1,25 ℃)

2.2 CN/Cu摩爾比的影響

圖2 采用LIX7950，CN/Cu比對萃銅的影響(有機：10%v/v LIX7950+50g/L 1-十二醇溶于n-十二烷中；水相：[Cu]=3.93×10-3 mol/L,CN/Cu=5，A/O=1,25 ℃)

圖3 用LIX7950萃金時氰化物濃度的影響(有機：0.5%v/v LIX7950+ 5g/L 1-十二醇溶于n-十二烷中；水相：[Au]=4.1×10-4 mol/L)

2.3 相比的影響

研究發(fā)現(xiàn)不控制pH值時，當A/O比變化范圍在(2∶1)～(8∶1)時平衡pH值均高于12，當達到平衡后只萃取了很少的銅和氰化物。因此研究了銅和氰化物在控制pH值條件下的萃取情況(pHeq=10.50±0.05，室溫，A/O比變化范圍(2∶1)～(8∶1))，結(jié)果如圖4和5所示。研究發(fā)現(xiàn)氰化物的萃取等溫線與銅的有很大的不同。對于銅的萃取等溫線來說，水相中銅濃度隨A/O比的降低趨于零。然而，對于氰化物萃取等溫線，當A/O比低到1∶8時，水相中氰化物的含量還相當多。在試驗條件下氰化物的萃取率相對較低，因為萃取劑對CN-的親合力較弱。即使采用高比例萃取劑(A/O=1∶8)，分析表明也只有少量的游離氰化物被萃取。采用MaCabe-Thiele曲線圖模擬萃取工藝的操作時，銅和氰化物的萃取均需要考慮，可以通過分別繪制銅和氰化物的MaCabe-Thiele曲線來實現(xiàn)，然后對應兩個萃取等溫線之間的每一級。半圖解法對應的兩個等溫線如圖4所示。通過繪制負載氰化物與水相中的銅濃度的關系(以此代替水相中的氰化物濃度)得到氰化物的萃取等溫線。在圖4中，在A/O=1.2的條件下畫出了一條操作線，水相和有機相中的銅濃度都可以從圖中得到。一旦水相中銅含量確定了，有機相中氰化物含量也可從圖中得到，水相中氰化物含量可通過質(zhì)量平衡得出(投入總的氰化物減去有機相中的氰化物)。

圖4 銅和氰化物萃取的MaCabe-Thiele原理圖(有機：10%v/vLIX7950+50 g/L 1-十二醇溶于n-十二烷中；水相：CN/Cu=5，pH平衡=10.50±0.05，室溫，下圖條件同)

圖5 用LIX7950萃取氰化物的等溫分布圖

2.4 混合溶液萃取

氰化物污水中含有大量金屬氰化物陰離子，對該混合溶液中的金屬氰化物進行了萃取研究，結(jié)果見表1。萃取試驗的條件：相比相同、pH值控制在10.50±0.05。按照6種金屬的分配常數(shù)(金屬的分配常數(shù)D是指被萃的金屬濃度與水相中金屬濃度之比)，金屬的萃取選擇順序如下：

Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe

表1 用LIX7950萃取金屬氰化絡合物的試驗結(jié)果

(有機相為10%v/v LIX7950+50 g/L十二烷溶于十二醇中，CN/Cu=5,pH=10.50±0.05,室溫)

2.5 反萃

表2 NaOH和NaOH+NaCN溶液反萃銅和氰化物的試驗結(jié)果

(有機相為10%v/v LIX7950+50 g/L十二烷溶于十二醇中，最初負載Cu和總CN濃度分別是3.62×10-3M和1.10×10-2M，O/A比相同)

表3 通過不同濃度NaOH和NaCN溶液反萃銀和金

(有機相為5%v/v LIX7950+20 g/L十二烷溶于十二醇中，負載銀和金的濃度分別是4.67×10-4mol/L和2.21×10-4mol/L，O/A比相同)

3 結(jié)論

本文研究了采用LIX7950從氰化物溶液中回收金屬和氰化物。低pH值時金和銅更易被萃取，高氰化物濃度可能減小銅的負載率，但對金的萃取率影響不明顯，萃取順序：Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe。由于金屬氰化物先于CN-被萃，游離的氰化物留在水相中。銅和氰化物的反萃可通過強堿性NaOH溶液(0.5～1 mol/L)完成，反萃液中含少量NaCN有利于銅和氰化物的反萃。本試驗找到了一種可從氰化物污水中將金屬和氰化物分離的方法，通過該方法可將金屬氰化物濃縮在體積很小的溶液中，貧氰化液返回氰化系統(tǒng)中。

略)

蘇平 校對

Solvent extraction of metals and cyanide from waste cyanide solution by LIX 7950

Translated selectively by ZHENG Ming-zhen

Solvent extraction of metals and cyanide from waste cyanide solution with the guanidine extractant LIX 7950 has been investigated.Gold and copper can be effectively extracted from alkaline cyanide solutions by the extractant.High cyanide levels tend to depress extraction of copper,but exhibit insignificant effect on extraction of gold.The extraction of the mixture solution of metal cyanide complexes with the extractant has been studied and an extraction sequence of Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe was observed.The free cyanide remains in the aqueous phase due to the preferential extraction of metal cyanide species over CN-.The important findings suggest a possible solution to the separation of metal cyanides and free cyanide in cyanide effluents by which metal cyanides can be concentrated into a small volume of solution and the barren cyanide solution recycled to the cyanidation process.

solvent extraction； metal；cyanide； LIX 7950

鄭明臻(1980—)，碩士，工程師，參與多項銅、鎳、鈷、鋅、銦項目的萃取設計。

2013-05-31

TF831

B

1672-6103(2015)01-0001-04