[发明专利]从水溶液中回收金属的方法

说明书

本申请是申请日为2010年7月6日的发明名称为“从水溶液中回收金属的方法”的中国专利申请No.201080039780.0(该申请的国际申请号为PCT/US2010/041032)的分案申请，其全部内容通过援引加入的方式纳入本文。

技术领域

本发明概括而言涉及通过采用金属特定的萃取剂的溶剂萃取方法从各种原料的水溶液中回收金属的方法。更具体而言，本发明涉及从酸性水溶液回收以低浓度存在的钼和铀的改进的方法。

背景技术

传统上，离子交换是用来从低浓度原料中回收金属的优选的方法。但是，鉴于采矿业和金属回收业的性质，原料溶液在有机物、固体及其它污染物的浓度上可能具有很大程度的可变性。众所周知这些污染物可造成很多问题并且污染离子交换树脂，导致传质系数降低以及交换性能效率下降。当从低浓度原料萃取金属时，树脂在达到全容量之前将与含水原料接触较长时间。这导致更快地污染树脂并且更快速地降低树脂容量，于是需要更频繁的再生循环。有时树脂的污染导致树脂破坏。当树脂被污染时，树脂的再生和/或清洁非常困难，产生大量的废物，并且即使在大量清洗后，仍然可能显著地改变树脂的交换容量。此外，由于对树脂进行较频繁地再生和/或清洗，树脂的物理性质可能被显著地改变。

相比之下，溶剂萃取是对特定的目标金属极具选择性并且能够处理可观量的固体、杂质、颗粒物和有机物的公认的技术。从矿石回收金属的一种途径是通过使矿石与含有浸提剂例如酸的水溶液接触，所述浸提剂将金属从矿石萃取到溶液中。然后通过溶剂萃取方法处理浸提水溶液，称为富集浸提液，其中使该富集浸提液与含有金属特定萃取剂的非水的(例如，有机)溶液接触。该萃取剂将金属从水相萃取到非水相中；通常将浸提水溶液称为萃余液再循环回浸提过程中以溶解更多的金属。该浸体水溶液可包含主要金属之外的其它金属。例如，在A.Cruz和A.Reghezza,Hydrocopper 2007,Chapter 07New projects and expansions,p.349-355中已报告，在用硫酸从铜矿萃取铜中所涉及的不同的水流中存在钼。这些水流中的钼是有价值的，值得回收，尽管仅以低浓度(例如，1ppm-1,000ppm)存在。虽然已对利用溶剂萃取从氧化的钼源回收钼进行了广泛研究，但是，由于效率低，溶剂萃取技术尚未用于回收这种仅以低浓度存在的金属。

例如，氧化的钼源包括氧化的辉钼矿和由浸提任何含钼矿石而得的钼。氧化的辉钼矿的其它来源包括废催化剂、回收的含钼合金、来自焙烧炉的洗涤溶液、熔炼残渣、合金、辉钼矿精矿的浸提物、加压氧化的辉钼矿等。

利用胺从酸性介质中溶剂萃取钼已在US 3,455,677、US 4,000,244和US 4,444,733中描述，并且用来从水溶液中萃取钼。但是，这些方法的缺点包括：有机相中的硅转移，这与反萃取期间的沉淀有关；磷、砷、锑、铅、铋和硒的共萃取，形成第三相，相分离差，以及钼-胺络合物的溶解性差。含水原料中磷的存在导致形成第三相，其已由Moyer等人在W.J.McDowel,Hydrometallurgy,1986,16,p.177-195中表征为PMo₁₂O₄₀^3-。

回收钼的另一探索途径是利用二(2-乙基己基)磷酸(DEHPA)或膦酸，如B.Nyman等人在Oslo Symposium 1982,Ion Exchange and Solvent Extraction,Ed.Joan Frost Urstad and Gerd Borgen,Society of Chemical Industry,pp.V-15-V-35,1982中所述。但是，这些方法的缺点是高水平的铁与钼共萃取。

在US 4,026,988中还研究了肟用于钼萃取，但是它们的应用因肟在碱性介质中的稳定性降低而受限，而碱性介质对于从有机相完全反萃取钼是必须的。