[发明专利]在金属萃取过程中对萃取溶液进行再生的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于恢复在通过液-液萃取回收金属中使用的有机羟基肟类萃取溶液的萃取潜力的方法和设备。所述方法是两阶段的，其中将羟胺或某些羟胺化合物的水溶液用于反应阶段中，并通过吸附提纯在第二阶段中将在反应中产生的不期望的化合物除去。在混合罐中实施所述反应阶段和所述吸附阶段。

发明背景

在金属分离工艺中通常使用液-液萃取，使得使用有机萃取溶液可从水溶液中萃取金属。萃取溶液由萃取剂和烃溶剂构成。通常将萃取剂稀释在烃类溶剂中，其中在工艺条件下所述烃溶剂尽可能少地溶入水溶液中或蒸发入空气中。

已经发现，在长期工业使用期间，萃取溶液中活性萃取剂及其烃溶剂两者的组成发生变化。结果，某些萃取剂的金属结合力变差。特别地，在使用基于羟基肟衍生物的各种试剂的铜萃取工艺和镍萃取工艺中观察到了该问题。所提及的试剂还可用于萃取特定的其他金属和非金属(例如钯和锗)以及用于某些协同萃取剂混合物中以改进对不同金属的选择性。还发现，烃溶剂的组成也发生变化。已知的是，烃溶剂会缓慢氧化并产生表面活性的长链羧酸等物质。

先前已知的是，可使用羟胺(NH₂OH)或其盐对在萃取中所使用的已经在水解反应中劣化成醛或酮的羟基肟试剂进行重新肟化。按如下发生重新肟化反应：

R₁R₂C＝O(酮)+NH₂OH→R₁R₂C＝N-OH(酮肟)+H₂O

如果式中的R₂＝H，则待讨论的源材料为某些醛且产物为相应的醛肟。如果R₂为例如烷基或芳基，其涉及酮和酮肟。从右到左的这种相同的平衡反应，换句话说酸催化的水解，为当将羟基肟用作萃取工艺中的萃取剂时发生的分解反应中的一种。然而，已知的是，例如在氧化反应中羟基肟也分解。

在美国专利公布4,104,359中公开道，有机磺酸会造成有机相中α-羟基肟试剂的劣化。根据所述专利，使用固体羟胺盐能够在上述混合物中直接将α-羟基肟重新肟化。根据所述专利，所述方法还能够用于β-羟基肟，其为酮肟(当前的铜萃取剂通常属于醛肟)。所述专利还提及，替代性地，可将羟胺的饱和水溶液用于所述目的并可例如在混合器-沉降器类型的萃取单元中实施所述工艺。然而，在其中直接使用饱和水溶液的专利的实施中未见到实际的实例。如后来在该专利申请的实例中所显示的，根据该美国专利的方法非常缓慢且其中的转化率低。另外，在重新肟化中还发生不期望的反应，因此，例如，相的沉降非常缓慢。因此，根据该参考文献公布的没有提纯步骤的实施方法在技术上不太令人满意。

在美国专利公布5,993,757中公开了一种方法，所述方法还涉及β-羟基肟，其可以为酮肟或醛肟。根据所述方法，使用羟胺盐的水溶液将已经分解成酮或醛的羟基肟萃取剂重新肟化。所述专利与早期的专利不同，专利的权利要求书的一项为在重新肟化之前是蒸馏提纯阶段并在重新肟化反应中使用相转移催化剂。反应时间为5～36小时。如同后来该专利公布的实例中所述的，能够避免蒸馏和使用相转移剂两者。类似地，所述反应能够显著更快地实施并以连续流模式运行。

发明目的

本发明的目的是提供一种能够避免先前技术中所述方法的问题的方法和设备。现在已经发现，例如，应在两阶段中实施萃取溶液的再生，即，在反应阶段利用羟胺处理的萃取溶液中在进行处理期间产生的有害表面活性物质，应在处理之后除去，且利用吸附提纯在第二阶段中实施该操作是最有利的。由于吸附提纯，使得液-液萃取工艺的各相，即水相和有机相，沉降或相互分离得比未进行吸附提纯的溶液要快得多。

发明概述

在附属权利要求书中将使得本发明的基本特征显而易见。

本发明涉及对用于液-液萃取中的有机萃取溶液进行处理的方法，其中溶液的萃取剂是基于羟基肟的且在工艺条件中其金属萃取性质已经发生化学变化。为了将萃取溶液的物理性质和金属萃取性质基本恢复至初始水平，萃取溶液的处理在两阶段中进行。第一阶段为反应阶段，其中将萃取溶液与羟胺或其化合物的水溶液接触，使得在工艺条件下在萃取溶液中形成的醛和/或酮重新肟化，其后对溶液进行分离。在第二阶段或吸附提纯阶段中对萃取溶液进行处理，其中将萃取溶液与固体形式的吸附材料接触，使得能够将萃取溶液提纯以除去在反应阶段中产生的有害物质的化合物。

固体形式的吸附材料优选为下列至少一种：膨润土、硅藻土、硅酸铝、金属氧化物、活性炭、聚合吸附剂和聚合离子交换树脂。