采用LIX7950从废氰化物溶液中萃取金属和氰化物

郑明臻 摘译

(中国恩菲工程技术有限公司,北京 100038)



国外工程技术

采用LIX7950从废氰化物溶液中萃取金属和氰化物

郑明臻 摘译

(中国恩菲工程技术有限公司,北京 100038)

对采用胍基萃取剂LIX7950从废氰化物溶液中萃取金属和氰化物进行了研究，在碱性氰化物溶液中金和铜可通过萃取剂有效萃取。氰化物含量越高对铜的萃取越不利，但对金的萃取影响不大。研究了金属氰化物络合物与萃取剂混合后的萃取情况，并发现萃取顺序Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe。游离氰化物留在水相中，由于金属氰化物先于CN-被萃取，这一重要发现提供了一个从氰化物废液中将金属氰化物与CN-分离的方案，经此方法金属氰化物被浓缩在较小体积的溶液中，贫液则返回氰化工艺中。

溶液萃取； 金属； 氰化物； LIX7950

0 简介

在金矿处理中氰化法仍是主导技术，采用剧毒的氰化物已经引起公众的高度关注，尤其在最近几年发生了几起氰化物泄漏事故。全球范围内地方政府环保部门均对金矿氰化物排放严加控制，排放至尾矿的CN-和WAD(弱酸可分解的)氰化物组分的浓度需严格控制在限定值以下，很多地方排至尾矿的标准是50 mg/L，排至下游的则在0.1 mg/L或以下。氰化物和金属(特别是有价金属如铜)含量高的排出液，一般采用鹰桥(INCO)SO2/空气、H2O2或卡罗(Caro’s)酸氧化技术处理，但这会大大降低工程效益。因此研发出酸化、蒸发和中和(AVR)以及某些改进工艺，并应用于一些金项目中，但试剂的高消耗量和费用足以阻碍该工艺的应用。通过活性碳预浓缩间接回收金属和氰化物，但活性碳吸收率低，阻碍了此法在实际中的推广应用。强碱性树脂和胍基树脂用来回收氰化物溶液中的金属和氰化物，在强化工艺中，CuCN沉积树脂作为吸收剂用来吸收含铜矿物浸出液中可溶性CuCN。采用CN/Cu摩尔比接近4的浓缩氰化铜液反洗负载氰化铜的树脂，通过采用硫酸转化成CuCN使树脂重生，反洗液送去电积得到阴极铜。该方法潜在的缺点是沉积的CuCN可能堵塞树脂孔，减小了树脂吸收更多金属氰化络合物的机会。溶液萃取技术提供了一种从废氰化物溶液中回收金属和氰化物的可替代方法，建议采用某些萃取剂从废氰化物溶液中回收金属和氰化物。曾建议采用LIX7820(季铵氯化物336和壬基的混合液)从废氰化物液中回收金属，采用胍基萃取剂(LIX79和LIX7950)回收铜和氰化物，胍基萃取剂在pH值低于11时可快速与金属氰化络合物形成离子对，并转化为中性胍基团使金属被反萃。这些研究证实铜可有效地被上述萃取系统从碱性氰化溶液中萃取，氰化物浓度和其它阴离子的存在可影响铜和氰化物的萃取。在本试验中，对采用LIX7950从废氰化物溶液中回收金属和氰化物进行了连续实验室试验，研究了在不同CN/Cu摩尔比条件下，金、银和铜的氰化物的萃取和反萃行为，同时也讨论了两种萃取系统从废液中回收铜和氰化物的潜在应用。

1 试验

LIX7950由供应商提供，N-十二烷用作稀释剂，1-十二醇用作改良剂。金铜氰化物溶液分别由NaCN、AuCN和Cu(CNC)2制得，金属氰化络合物分别由对应的金属氰化物(Zn(CN)2，Ni(CN)2·4H2O,K4Fe(CN)6·3H2O)制得，所有化学试剂均为试剂纯。

萃取和反萃试验在一个密封的烧杯内进行，混合则是由一个带玻璃叶轮的机械搅拌提供，平衡pH值调节则通过直接加入浓H2SO4(50%v/v)或NaOH溶液(2 mol/L)。所有的萃取和反萃试验都在室温下进行，当达到平衡时，在分液漏斗中进行相分离，分析之前液相样品进行过滤除去夹带的有机相。进行反萃的有机相样品用1PS相分离纸进行过滤。液相中铜浓度由原子吸收光谱(AAS)进行分析，而有机相中的铜则由质量平衡分析得出。液相中总的氰化物含量由标准蒸馏法确定，而有机相中的含量则由质量平衡计算得出。已证实得到的分析和计算结果一致(>95%)。

2 结果与讨论

2.1 混合时间的影响

用萃取剂LIX7950萃铜时，首先进行混合时间的研究，其结果如图1所示。在已确定的试验条件下，在1 min之内铜萃取率明显增加，随着混合搅拌时间的延长至2 min之后，铜萃取率并没有进一步升高。混合3min后溶液pH是常数，表明两相之间可以快速达到平衡，且铜的萃取动力学非常快。其它金属氰化物(Au，Ag，Zn，Ni，Fe氰化物)溶液的混合时间对萃取的影响也类似。从氰化物溶液中采用胍基萃取剂和改良剂萃取金的动力学非常快，这点与其他学者的研究结果一致。选择混合时间为10 min，进行后续的萃取和反萃试验。

图1 铜萃取率与pH对混合时间图(有机：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摩尔比的影响

图2 采用LIX7950，CN/Cu比对萃铜的影响(有机：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 ℃)

图3 用LIX7950萃金时氰化物浓度的影响(有机：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 相比的影响

研究发现不控制pH值时，当A/O比变化范围在(2∶1)～(8∶1)时平衡pH值均高于12，当达到平衡后只萃取了很少的铜和氰化物。因此研究了铜和氰化物在控制pH值条件下的萃取情况(pHeq=10.50±0.05，室温，A/O比变化范围(2∶1)～(8∶1))，结果如图4和5所示。研究发现氰化物的萃取等温线与铜的有很大的不同。对于铜的萃取等温线来说，水相中铜浓度随A/O比的降低趋于零。然而，对于氰化物萃取等温线，当A/O比低到1∶8时，水相中氰化物的含量还相当多。在试验条件下氰化物的萃取率相对较低，因为萃取剂对CN-的亲合力较弱。即使采用高比例萃取剂(A/O=1∶8)，分析表明也只有少量的游离氰化物被萃取。采用MaCabe-Thiele曲线图模拟萃取工艺的操作时，铜和氰化物的萃取均需要考虑，可以通过分别绘制铜和氰化物的MaCabe-Thiele曲线来实现，然后对应两个萃取等温线之间的每一级。半图解法对应的两个等温线如图4所示。通过绘制负载氰化物与水相中的铜浓度的关系(以此代替水相中的氰化物浓度)得到氰化物的萃取等温线。在图4中，在A/O=1.2的条件下画出了一条操作线，水相和有机相中的铜浓度都可以从图中得到。一旦水相中铜含量确定了，有机相中氰化物含量也可从图中得到，水相中氰化物含量可通过质量平衡得出(投入总的氰化物减去有机相中的氰化物)。

图4 铜和氰化物萃取的MaCabe-Thiele原理图(有机：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，室温，下图条件同)

图5 用LIX7950萃取氰化物的等温分布图

2.4 混合溶液萃取

氰化物污水中含有大量金属氰化物阴离子，对该混合溶液中的金属氰化物进行了萃取研究，结果见表1。萃取试验的条件：相比相同、pH值控制在10.50±0.05。按照6种金属的分配常数(金属的分配常数D是指被萃的金属浓度与水相中金属浓度之比)，金属的萃取选择顺序如下：

Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe

表1 用LIX7950萃取金属氰化络合物的试验结果

(有机相为10%v/v LIX7950+50 g/L十二烷溶于十二醇中，CN/Cu=5,pH=10.50±0.05,室温)

2.5 反萃

表2 NaOH和NaOH+NaCN溶液反萃铜和氰化物的试验结果

(有机相为10%v/v LIX7950+50 g/L十二烷溶于十二醇中，最初负载Cu和总CN浓度分别是3.62×10-3M和1.10×10-2M，O/A比相同)

表3 通过不同浓度NaOH和NaCN溶液反萃银和金

(有机相为5%v/v LIX7950+20 g/L十二烷溶于十二醇中，负载银和金的浓度分别是4.67×10-4mol/L和2.21×10-4mol/L，O/A比相同)

3 结论

本文研究了采用LIX7950从氰化物溶液中回收金属和氰化物。低pH值时金和铜更易被萃取，高氰化物浓度可能减小铜的负载率，但对金的萃取率影响不明显，萃取顺序：Au>Ag>Zn>Ni>Cu>Fe。由于金属氰化物先于CN-被萃，游离的氰化物留在水相中。铜和氰化物的反萃可通过强碱性NaOH溶液(0.5～1 mol/L)完成，反萃液中含少量NaCN有利于铜和氰化物的反萃。本试验找到了一种可从氰化物污水中将金属和氰化物分离的方法，通过该方法可将金属氰化物浓缩在体积很小的溶液中，贫氰化液返回氰化系统中。

略)

苏平 校对

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

郑明臻(1980—)，硕士，工程师，参与多项铜、镍、钴、锌、铟项目的萃取设计。

2013-05-31

TF831

B

1672-6103(2015)01-0001-04