专利名称：消除铜生物浸出液萃取过程界面乳化的方法
技术领域：
本发明涉及一种含铜生物浸出液萃取分离过程中，消除铜生物浸出 液萃取过程界面乳化的方法，特别是一种在铜浸出液萃取前进行的预处 理方法(又称净化)，经净化的料液萃取分离时减少乳化物的生成，从 而减少了萃余液的夹带，节省了萃取剂等原材料的消耗，提高了铜萃取 效率。
背景技术：
随着矿产资源不断开发利用，目前溶剂萃取在工业上进行物质的分 离和富集已得到了广泛应用，但是对于溶剂萃取过程的界面乳化、萃余 液夹带还没有很好的解决办法，常用的办法是经常将乳化物从澄清槽中 抽出，采用离心机或压滤机集中在专用的反应槽进行处理，该方法只是 对界面乳化物的一种有效回收方法，不能从源头上解决界面乳化问题。 由于料液中的固体微粒含量以及萃取剂的降解产物是减少乳化物生成 的关键因素，因此，有必要对铜浸出液进行预处理，从源头消除乳化物 生成的因素。例如，某铜矿石生物堆浸过程中，由于黄铁矿过量浸出， 造成浸出液中铁浓度过高，容易生成铁矾沉淀，导致萃取过程界面乳化、 萃余液夹带等问题，通过循环造成细菌浸矿系统污染，影响细菌浸矿效 率，并且对后续的萃取工艺造成不利影响，影响铜萃取效率。因此，针 对这类黄铁矿含量高的低品位次生硫化铜矿的铜溶剂萃取技术，有必要 提供一种新的生物浸出液预处理工艺，有效控制界面乳化物的生成方 法。次生硫化铜矿石生物浸出液萃取过程中，
发明内容
本发明的目的是提供一种消除铜生物浸出液萃取过程界面乳化的 方法，该方法特别适用于含杂质浓度较高的生物浸出液的预处理，本方 法在不影响铜萃取效率的同时，有效消除萃取过程界面乳化，本方法的 实施，可从源头上解决溶剂萃取过程界面乳化问题，改善萃取分相性能， 节省了萃取剂等原材料的消耗，提高铜萃取效率，可获得一定的经济效 益和环境效益。
3为实现上述目的，本发明采取在含铜生物浸出液萃取前进行有效除 杂的一种预处理方法，来减少铜生物浸出液萃取分离过程界面乳化物的 生成，主要内容包括以下几个方面
(1) 在铜浸出液中有价金属回收后，萃取余液经中和药剂中和, 经浓缩后，其溶液送至矿堆喷淋浸出工序；
(2) 萃取余液预处理工序中，返回矿堆作喷淋用的萃取余液采用 添加碳酸钙(或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠)沉淀法除Fe3、经过预处理 后的净化液含铁浓度小于0.5g/L， pH值达到1.50-1.80;
(3) 浸出液预处理工序中，添加0.3 0.5mg/L苯丙酰胺，进行固 体微粒润湿性以及降解产物的表面改性，防止极性有机杂质在固体微粒
表面吸附和在有机相的富集，使萃取分相性能得以改善，降低界面乳化 物的形成。
本发明中，加入碳酸钙等碱性物质对萃余液进行高铁沉淀，再加入 表面活性剂改变生物浸出液体系中固体微粒的润湿性能，以及稀释剂及 其降解产物的表面改性，达到有效消除萃取过程界面乳化的方法。针对 黄铁矿含量较高的低品位次生硫化铜矿生物浸出过程中，由于黄铁矿过 量溶解，造成浸出液中高铁离子浓度过高而引起的铁矾沉淀，以及浸出 液中其它固体微粒和萃取剂的降解产物，从而导致铜溶剂萃取过程界面
乳化问题，提出了含铜浸出液萃取分离前的预处理净化工艺，是指在尽 可能不影响铜萃取效率的同时，有效消除含铜生物浸出液萃取过程界面 乳化问题的工艺。
在该含铜生物浸出液萃取分离过程中，在搅拌澄清槽中的有机相-水相的两相界面处会有乳状物形成，并随着铜萃取过程的连续进行，乳 状物生成量会越聚越多，最终导致萃取难以进行。由于生物浸出液中高 铁含量较高，易形成铁矾沉淀，微生物的存在促进了铁矾的形成，并使 沉淀更加稳定。另外，萃取剂在循环过程中发生降解，具有亲水和亲油 两亲性质的降解产物进一步促进了界面乳化物的形成，因此，必须控制 合适的pH值和较低高铁离子浓度的铜溶剂萃取体系，以有效消除界面 乳化物的形成。可采取通过合理有效控制影响界面乳化的重要因素，如 Fe"浓度、pH值等因素来降低界面乳化物的形成。发生的化学反应主 要有F^+离子水解反应式为
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Fe3++H20 ~~> l/2Fe2(OH) 24++H+ 1 /2Fe(OH) 24++2H20 ~~^ Fe(OH) 3+2H+ Fe(OH)3+ 4/3S042>Fe3++H20+2/3R+ ~ 2/3R[Fe3(S04)2(OH) 6]+ H+
铁矾总反应式
3Fe3++2S042- +R++6H20 ^^ R[Fe3(S04)2(OH) 6]+ 6H+ 反应式中R二NH/， K+， Na+， H30+。
本发明的效果是对环境友好，可以用来开发传统萃取技术难以处 理的高铁浓度过高的铜浸出液以及萃取过程界面乳化等问题，有效提高 铜萃取效率。
图1为本发明一种实施的工艺流程框图
具体实施例方式
如图l所示，在次生硫化铜矿石堆浸过程中，预处理工序包括返回
矿堆喷淋前的萃余液预处理工序1和铜浸出液的预处理工序2。返回矿 堆喷淋前萃余液预处理工序中，将碳酸钙加入有价金属回收后的萃取余 液沉淀除铁。在铜浸出液预处理中，通过调节浸出体系的工艺参数来调 节浸出液pH值，并加入苯丙酰胺改变固体微粒润湿性和萃取剂降解产 物的表面改性，后进入铜溶剂萃取工序3。
以下结合实施例对本发明作进一步说明
由于某铜矿山铜矿石(请见中国专利ZL02145971. 1)属于黄铁矿 含量较高的次生硫化铜矿石，循环生物堆浸过程容易产生铁累积，造成 浸出液中铁浓度过高，其中[Cu2+]=3. 5g/L， [Fe2+]=15g/L， [Fet+]=35g/L。浸出液中过高的铁浓度会影响萃取效率，并导致界面乳 化物的生成，使萃取过程难以顺利进行，因此，必须对浸出液和返回矿 堆的萃余液进行预处理，消除界面乳化物的生成。
步骤(1)铜萃取余液预处理过程中，中和处理前的萃取余液的pH 值为1.20， CaC03用量为50kg/i^萃取余液，对三分之二(20mVh)萃 取余液调节pH值为2.8~3.2，进行高铁沉淀处理，经过沉淀除铁后的净 化液含铁浓度小于0.5g/L，除铁后的净化液与剩余三分之一(10m"h)萃
5余液混合后pH值1.5 1.8，然后返回喷淋或滴淋浸出。
步骤(2)中添加0.3 0.5mg/L苯丙酰胺，改变固体微粒润湿性，防 止极性有机杂质在固体微粒表面吸附和在有机相的富集，使萃取分相性 能得以改善，降低界面乳化物的形成，从而避免浸出液中固体微粒以及 胶状物进入萃取系统。通过以上方法来控制合适的pH值以及固体微粒 等物质的千扰，在不影响铜萃取效率的同时，解决萃取过程界面乳化问 题。经两级预处理后浸出液进入集液池进行沉淀澄清，沉淀澄清后的清 液进入铜的萃取工序。
权利要求
1、一种消除铜生物浸出液萃取过程界面乳化的方法，其特征在于它包括以下步骤(1)萃余液预处理过程中，返回矿堆作喷淋用的萃取余液采用添加碳酸钙或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠沉淀法除Fe3+，经过除铁后的净化液含铁浓度小于0.5g/L；(2)作为矿堆喷淋用萃余液中和处理后溶液pH值达到1.50～1.80；(3)浸出液预处理工序中，添加0.3～0.5mg/L苯丙酰胺进行固体微粒润湿性以及降解产物的表面改性，防止极性有机杂质在固体微粒表面吸附和在有机相的富集，使萃取分相性能得以改善，降低界面乳化物的形成。
2、 根据权利要求1所述的一种消除铜生物浸出液萃取过程界面乳 化的方法，其特征在于调节浸出体系工艺参数控制浸出液pH值 1.50 1.80 。
3、 根据权利要求1或2所述的一种消除铜生物浸出液萃取过程界 面乳化的方法，其特征在于苯丙酰胺的添加量为0.3 0.5mg/L。
全文摘要
本发明涉及一种消除铜生物浸出液萃取过程界面乳化的方法。本方法是指一种在生物浸出液和萃余液净化过程中，对返回矿堆喷淋用的萃余液加入碳酸钙进行高铁沉淀，通过调节浸出体系工艺参数控制浸出液的pH值，可以有效控制铁矾沉淀的生成；添加适量苯丙酰胺，避免浸出液中固体微粒以及萃取剂降解产物等两亲物质进入萃取系统，达到有效消除萃取过程界面乳化的方法。本工艺方法适用于铜浸出液和萃余液的预处理过程，处理经净化的料液萃取分离时不发生乳化现象，节省了萃取剂等原材料的消耗，提高了铜萃取效率，解决萃取过程界面乳化问题。
文档编号C22B3/00GK101457294SQ20071017906
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者周桂英, 玲 李, 彪 武, 温建康, 黄松涛 申请人:北京有色金属研究总院