[发明专利]用于分离离子金属衍生物的多柱按序列的分离法

说明书

技术领域

本发明涉及多柱按序列的分离法和用于实施所述方法的装置。本发明特别适用于分离湿法冶金工艺中的浸提流出物中存在的金属衍生物，例如铀、镍、铜、钴和其它贵金属。

背景技术

在金属工业中常使用数种技术提取金属物类。特别地，在采出的矿石具有低金属衍生物含量的情况下，使用浸提技术，包括通过用合适的增溶剂浸提来提取可溶金属部分。一旦该金属衍生物以离子形式溶解，则后继步骤包括将所需物类与杂质或其它污染物分离。

该分离法的特征在于，使一个或多个液相(被称作“流动相”)与固相(被称作“固定相”)接触。如离子交换色谱法中的情况那样，注入液相的离子金属衍生物与固定相建立起各种性质的一种或多种相互作用。其在色谱装置内的位移因此不同于所加工的装料中所含的其它产品的位移。基于相互作用的这种差异，可以提纯或使该离子金属衍生物富集在级分之一中。

已经提出进行连续离子交换的方法。US-A-2815332描述了一种闭路系统，其中树脂以与液体相反的流动方向行进。这种回路含有被阀隔开并分别用于饱和、漂洗、再生和漂洗的四个区。树脂在这些区中在水力脉冲作用下以与液相相反的流动方向从一个隔室行进到下一隔室。

某些作者已经开发了用于色谱法的被称作SMB(模拟移动床)的系统。例如，US-A-2985589描述了连续色谱法SMB，其中将色谱树脂固定，分配在几个隔室中，但通过流体入口和出口的位置的周期性移动模拟树脂的移动。入口位置(进料和洗脱剂)和出口位置(萃出物和萃余物)然后划定四个区。US-A-6375851描述了具有六个区的系统，这是之前在US-A-2985589中描述的方法的离子交换的改造。除再生步骤(其在前沿移动的情况下进行)外，US-A-6375851中描述的系统基于SMB。流体入口和出口因此通常同时地、在一序列后同步移动。

在所有这些系统中，作者提供了所有流体的完全连续循环。这些系统造成非常大的柱数量，柱尺寸由该序列的最小序列确定。

对于湿法冶金中所用的方法，特别是如WO 2007/087698中的离子交换法，系统地在生产和再生步骤后进行漂洗步骤。在分批法中，这些步骤最常相对于固定或解吸动力学以最佳速率进行。因此，现有技术不能实施经济有利的大规模分离法，因为其需要用于柱和用于加工产物的过高量的树脂。考虑到目前所用的方法无一能够连续实施整个加工周期，特别是在树脂的再生步骤中，这一缺点更加切实。

除了这一缺点外，所有这些方法都涉及在通常位于沙漠区的采矿区中使用非常大量的水以及相当大量的在多数情况下高度酸性的再生剂。除经济问题外，也面临生态问题和环境资源的保护。

发明概要

本发明涉及一种工业规模方法，该方法优化了浸提溶液中存在的离子金属衍生物的分离周期中涉及的再生剂、树脂和水的量，并因此可以为矿井开发设施提供更好的加工能力。本发明的方法保护环境，能够获得所需金属衍生物的高收率，并在经济上比现有技术的方法有利得多。

这特别通过在树脂上的分离法进行——使含有离子金属衍生物的浸提溶液在包含至少三个区的、所考虑的材料的选择性树脂的固定床上通过，从而通过多柱成序列的选择性留存使离子金属衍生物与所述浸提溶液分离，在相邻区之间以及在最后一区和第一区之间设置液体流动装置，该方法包含数个序列，各序列包含至少一个可以同时或不同时进行的选自吸附步骤、漂洗步骤、解吸步骤的步骤，各个后面的序列如下进行：在引入点和取出点的周期性移动之前使这些区中的前沿向下游移动基本相同的增量。

该方法可以包含不注入装料的情况下的子序列。

根据本发明的另一方面，该方法的特征在于其包含数个序列，各序列包含至少一个下述步骤：

(a)在第一区的入口处引入一定体积的漂洗溶液，和基本同时地在位于所述区下游的位置取出相同体积的所述离子金属衍生物被稀释的液体；

(b)在第二区的入口处引入一定体积的所述装料浸提溶液，和基本同时地在位于所述区下游的位置取出相同体积的富含相对较不留存的杂质的液体；

(c)在第三区的入口处引入一定体积的漂洗溶液，和基本同时地在位于所述区下游的位置取出相同体积的再生剂被稀释的液体；

(d)任选地在第四区的入口处引入一定体积的除污染剂，和基本同时地在位于所述区下游的位置取出相同体积的稀释液，

(e)在第五区的入口处引入一定体积的洗脱剂，和基本同时地在位于所述区下游的位置取出相同体积的富含所述金属衍生物的液体；

步骤(a)、(b)、(c)、(d)和(e)能够同时进行或不同时进行；