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May 1,
2001 Vol.3 No.5 P.21 Copyright |
Yu Jianmin, Li Qiwei, Xu Weiling, Chen Jing
(Kunming Institute of Precious Metals, Kunming 650221,China)
Abstract Solvent extraction of
aurocyanide from alkaline cyanide solution by tri-alkylguanidine Lix7825 has been studied.
The various influent factors such as equilibration time,pH,gold concentration and the
ionic stength of the aqueous phase,various diluent and its concentrations,extractant
concentrations of the organic phase ,temperature,phase ratio(A/O) are considered.The
extraction isotherm,saturated capacity,separation factors of gold and
siver(I),ferrous(II),copper(I),nickel(II),zinc(II) have also been determined
respectively.The experiments results showed that the systems with
1%(v/v)Lix7825-5%(v/v)ROH-C12H26 for extraction aurocyanide from
alkaline cyanide solution have many advantages for example high extraction kinetics(5
min.),quikly phase separation,clear interface,easy stripping,high selectivity, and
etc.,The aurocyanide extraction capacity is 3.14g/l. The experiments results have also
been proved by synthetic feed solution and a typical alkaline cyanide liquors.
Keywords Tri-alkylguanidine Lix7825, Alkaline cyanide solution, Aurocyanide,
Solvent extraction
余建民 李奇伟 许伟龄 陈景
(昆明贵金属研究所 昆明 650221)
2000年12月18日收稿,国家自然科学基金（批准号:29876026）和云南省应用基础基金（批准号:98E105M）资助项目
摘要
研究了胍类萃取剂Lix7825对碱性氰化液中金的萃取，考察了平衡时间、水相pH值、金初始浓度、离子强度、有机相中Lix7825浓度、稀释剂的种类、添加剂浓度、温度、相比等因素对金萃取率的影响，测定了金的饱和容量，研究了Lix7825对银、铁、铜、镍氰配合物的萃取，计算出了金与这些杂质元素之间的分离系数。结果表明：萃取体系1%(v/v)Lix7825—5%(v/v)ROH—C12H26从碱性氰化物中萃取金具有萃取动力学速度快(<5min)、分相快、界面清晰、易反萃、选择性高等优点。金萃取容量可达3.14g/L，并且用合成料液及实际料液进行了金的萃取分离试验，得到了较好的结果。关键词 胍Lix7825 碱性氰化液 金 萃取
金的溶剂萃取法因其独特优点而颇受人们的青睐，从酸性氯化物介质中萃取分离金早已工业应用[1-2]。而氰化法则是目前从矿产资源中提取金的最经济的方法，在黄金工业中占主导地位。从碱性氰化液中回收金目前工业上绝大多数应用的是锌置换法、炭浆法[3]。溶剂萃取法从碱性氰化液中萃取分离金从20世纪60年代特别是80年代以来进行了大量的研究工作，已研究了胺类、磷类、砜类、咪唑啉类、胍类萃金体系[4-6]。但至今尚未有工业应用之先例，虽然困难重重，但科学工作者仍未放弃，不断提出新的萃取体系，其中胍类萃金体系就是其中之一，据文献报道[7-8],N,N'－二（2－乙基已基）胍、N,N'－二（十三烷基）胍、Mx18999均能定量萃取氰化液中的微量金，并且具有萃取动力学速度快、选择性高、易反萃等优点，Lix7825是Henkel公司生产的另一种胍，尚未见其应用于从碱性氰化液中萃取金的报道。本文首次详细研究了Lix7825从碱性氰化液中萃取金的性能。
1 试验部分1.1 试剂、试液配制与仪器设备
NaAu(CN)2:准确称取99.99%纯金粉1.2500g。用碱性氰化钠溶液(pH=10.5)溶解配制，其准确浓度经原子吸收法标定为1.218× 10 2mol/L。准确吸取该溶液5.0ml用pH=10.5的水稀释100倍，配制成浓度为1.218×10 4 mol/L的溶液备用。K4Fe(CN)6、KNi(CN)3、KAg(CN)2:分别称取一定量的K4Fe(CN)6、KNi(CN)3、KAg(CN)2用pH=10.5的水溶解，用原子吸收法标定。Na3Cu(CN)4:称取CuCN用一定量的NaCN溶解(pH=10.5)，用原子吸收法标定。Na2Zn(CN)4:称取一定量的ZnSO4 ·7H2O用pH=10.5的水溶解后加入一定量的NaCN转化，用原子吸收法标定。
萃取剂： 胍通式为
,代号Lix7825，由美国Henkel公司提供。稀释剂：正十二烷
添加剂：混合醇(ROH)， R为C7—C9
主要设备：pHS-3型数字式精密酸度计，上海第二分析仪器厂。501型超级恒温器，上海试验仪器厂。HY-2型调速多用振荡器，江苏国华仪器厂。日立Z-800型原子吸收光谱仪，日本日立公司。
1.2 萃取试验及分析方法
待萃水相：准确吸取4.0ml浓度为1.218×10 4 mol/L的 NaAu(CN)2溶液，准确加入6.0ml pH=10.5的水即为待萃水相，用原子吸收法测得[Au]=4.8172×10 5mol/L(9.6ppm)。
有机相：1%(v/v)Lix7825－5%(v/v)混合醇－正十二烷，用pH=10.5的水预平衡(A/O=1:1)。
试验方法： 10.0ml的待萃水相和等体积的预平衡过的有机相放于分液漏斗中，于超级恒温器中在30±1℃下恒温60min后取出，在室温下振荡萃取5min，静置分相后将萃余液用干滤纸过滤去少量有机物，再定容至10.0ml，用原子吸收法测定金浓度，用差减法计算萃取率E%和分配比D。 2 结果与讨论
2.1 平衡时间的影响
有机相组成为10%(v/v)Lix7825－10%(v/v)ROH－C12H26,A/O=1:1,pH=10.5, T=30±1℃时恒温30min,萃取振荡不同时间考察平衡时间对EAu%的影响(图1)。Lix7825对Au(CN)2 的萃取动力学速度很快，1min内萃取即达平衡，试验中取t=5min。
图1 平衡时间的影响
2.2 稀释剂的影响
据文献[7]报道，N,N'－二(2－乙基己基)胍(Lix79)、
N,N'－二(十三烷基)胍、Mx18999从碱性氰化液中萃取Au(CN)2 ，需要用昂贵的芳烃稀释剂Aromatic150或Escaid
150，并添加50g/L的十三醇才能消除萃取过程产生的三相。对于本文中所使用的Lix7825,试验了几种稀释剂对金萃取率的影响,结果表明(表1)，无论是芳香烃还是直链烷烃均能获得高的金的萃取率,考虑到稀释剂的毒性，价格等因素本文选用直链烷烃正十二烷为稀释剂，但是萃取过程中有少量三相产生，必需加入添加剂以消除之。
表1 稀释剂的影响
有机相组成 |
萃余液金(g/L) |
萃取率(E%) |
分配系数(D) |
10%(v/v)Lix7825－二乙苯 |
0.0001 |
99.0 |
95 |
2.3 添加剂浓度的影响
在直链烷烃正十二烷中添加低碳链的醇(C7－C9)可消除萃取过程中产生的三相，试验了添加剂醇的浓度对金萃取率的影响,结果证明(图2)，醇的浓度对金的萃取率无影响，其主要作用是可消除第三相的产生，试验中选用的最佳醇浓度为5%(v/v)。
图2 添加剂浓度的影响
2.4.萃取剂浓度
在试验条件下，Lix7825－5%(v/v)ROH－C12H26,A/O=1,pH=10.5,t=5min,T=30℃,考察了不同体积浓度的萃取剂对金萃取率的影响(图3)。从图3看出,当萃取剂的体积浓度大于0.5%时金的萃取率即保持不变，说明该萃取剂对Au(CN)2
具有极强的萃取能力，试验中选用1%(v/v)Lix7825。
图3 萃取剂浓度的影响
2.5 水相pH值的影响
由前述试验知萃取体系1%(v/v)Lix7825－5%(v/v)ROH－C12H26在pH=10.5时可定量萃取氰化介质中的Au(CN)2
，考察了水相pH的变化对金萃取率的影响(图4)。由图4可知，水相pH在5～11范围内，Lix7825萃取Au(CN)2
的萃取率很高，当pH >11时，金的萃取率开始下降，至pH=14时，金的萃取率下降至18%，pH
图4 水相pH值的影响
2.6 水相离子强度的影响
维持有机相组成不变,通过向水相中加入LiCl、NaCl、KCl改变其离子强度,考察金萃取率的变化(图5),由图可知随水相中离子强度的增加，金的萃取率缓慢下降，下降的程度KCl>NaCl>LiCl,这与一般文献报道[6]随离子强度的增大，Au(CN)2
的萃取率升高是不同的。有关水相pH、离子强度与萃取反应机理的关系将另文讨论。
图5 水相离子强度的影响
2.7 水相金浓度的影响
只改变待萃水相中金的浓度，维持其它条件不变,考察对金的萃取率的影响(表2)。由表2可知，水相金初始浓度在0.0096～0.504g/L范围内，金的萃取率变化不大,当金浓度大于1g/L时,金的萃取率开始下降。一般金氰化浸出液中金浓度仅为10ppm左右，因此该萃取剂应用于氰化浸出液中金的萃取已足矣。
表2 水相金浓度的影响
水相金初始浓度 |
萃余液金浓度 |
萃取率(E%) |
0.0096 |
0.0001 0.0006 0.00028 0.014 0.214 1.56 |
99.0 99.8 99.7 97.2 78.8 35.0 |
2.8 萃取相比的影响
维持其他条件不变,只改变相比(A/ O)，考察对金萃取率的影响，当相比(A
/O)在8:1～1:1范围时金的萃取率为99～96%，当相比（A/O）超过10时，金的萃取率略有下降，说明可采用大相比萃取金，这一结果对金浓度仅有10ppm的实际氰化浸出液具有重要意义。
图6 萃取相比的影响
2.9 萃取温度的影响
维持有机相和水相组成不变，A/O=1，t=5min,T=20～60℃,考察金的萃取率的变化，结果表明(图7)所选定的萃取体系受温度变化的影响很小,即萃取过程的焓变甚微。
图7 温度的影响
2.10 金饱和容量的测定
用组成为1%(v/v)Lix7825－5%(v/v)ROH－C12H26(pH=10.5的水预平衡)的有机相反复萃取含金2.4g/L的水相(pH=10.5，A/O=1)，直至有机相接近饱和，以[Au]O对[Au]A绘图(图8)，由图知金的饱和容量为3.14g/L。
图8 萃取等温线
2.11 金的反萃
由图4知当pH值大于14时，Lix7825对Au(CN)2 的萃取率下降至18.76，说明可用碱性溶液反萃金，试验了不同浓度的NaOH溶液对金的反萃。负载有机相含金0.044g/l，反萃条件：A/O=2:1,T=30±1℃,t=5min,反萃三次，每次5ml，将三次反萃液合并，分析金浓度，计算反萃率(表3)。从表3可知，使用0.1mol/l
NaOH可顺利实现金的反萃。
表3 金的反萃
NaOH浓度 |
反萃液 |
反萃率 |
0.1 |
15 0.0334 |
～100 |
2.12 萃取体系对银、贱金属氰配合物的萃取
用选定的萃取体系在相同条件下萃取银( I )、锌( II )、铁( II )、铜( I
)、镍( II )的氰配合物，考察该萃取体系的选择性(表4)。从表4可知所选定的萃取体系对各金属氰配合物的萃取次序为Au(CN)2
，Ag(CN)2 >Zn(CN)42 >Ni(CN)32
>Cu(CN)43 >Fe(CN)64 ，萃取次序与文献[7]报道的其它胍类萃取剂萃取各金属氰配合物次序相同，亦与电荷密度原理相符，即配合物所带电荷越多，越难被萃取。
表4 萃取体系的选择性
原始水相被萃金属浓度 |
萃余液浓度 |
DM |
bAu/M |
Au 0.0096 |
0.0001 |
95 |
— |
2.13 合成料液的萃取
用各金属氰配合物的标准溶液配制一种含各金属的合成料液(PH=10.5)，用组成为1%(v/v)Lix7825－5%(v/v)ROH－C12H26的有机相进行一级萃取(A/O=1,T=30±1℃,t=5min)，验证前述试验结果(表5)。Lix7825从合成料液中萃取各金属氰配合物的次序与萃取单一金属氰配合物时基本相同(锌除外)。
表5 合成料液的单级萃取
| Au | Ag | Zn | Ni | Cu | Fe | |
| 料液成分(g/L) 萃余液成分（g/L） 萃取率（%） |
0.011 0.0001 99.1 |
0.016 0.00016 99.0 |
0.142 0.0014 99.7 |
0.016 0.0093 47.5 |
0.316 0.298 5.7 |
0.020 0.021 0 |
2.14 Lix7825从实际氰化浸出液中三级连续萃取金
某金精矿中含有较高的砷和碳，是典型的难处理金矿，经700℃氧化焙烧3hr后，用0.1%NaCN在pH=10.5，S/L=1:4下鼓空气，搅拌浸出25hr。浸出液作为Lix7825的萃取料液，其成分为(g/L)：Au0.013,Ag0.00017,Zn0.00006,Ni0.005,Cu0.034,Fe
0.0018,pH=10.5。用1%(v/v)Lix7825－5%(v/v)ROH－C12H26在A/O=1,T=30±1℃,t=5min 条件下三级连续萃取结果如表6。Lix7825三级连续萃取10份水相，金的萃取率仍高达97%。说明该萃取剂萃取金的能力很强，但因该浸出液成分复杂，各贱金属成分与合成料液有所不同，所得各金属萃取次序就有所不同。被共萃取的大部分贱金属可通过洗涤的办法洗去。
表6 Lix7825从实际料液中三段连续萃取金属萃取率(%)
萃取料液份数 |
Au |
Ag |
Ni |
Cu |
Fe |
Zn |
1 |
99.2 |
70.6 |
97.0 98.0 98.0 98.0 98.0 98.0 94.6 96.0 91.2 87.6 |
97.9 98.9 97.7 99.7 97.5 90.6 82.9 72.1 67.7 64.7 |
72.0 66.7 78.3 33.3 0 0 0 0 11.1 33.3 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
以直链烷烃作稀释剂，添加少量的低碳醇，Lix7825可定量萃取碱性氰化液中的微量金，而不需用昂贵的芳烃做稀释剂。并且Lix7825萃取金具有动力学速度快(<5min)，分相快，界面清晰，易反萃，选择性高等优点。1%Lix7825萃取Au(CN)2 的饱和容量可达3.14g/L，亦可在大相比下(如A/O=8:1)进行金的萃取。合成料液单级萃取及实际料液三级连续萃取试验均取得了较好的结果。有关Lix7825萃取Au(CN)2 的机理尚待进一步研究。 REFERENCES
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