专利名称：：聚合物反相键合萃取柱及应用该柱从碱性氰化液中萃取金的方法
技术领域：
：本发明属于湿法冶金
技术领域：
，具体涉及一种聚合物反相键合萃取柱及应用该柱从碱性氰化液中萃取金的方法。
背景技术：
：氰化法是从矿石、精矿或尾矿中提取金的经济而简易的方法，它具有成本低、金回收率高、对矿石适应性强等一系列优点，因此到目前为止它仍在国内外黄金提取方法中占主导地位。目前从氰化浸出液富集金的处理工艺中大多采用传统的锌粉置换法或活性炭吸附。由于这两种方法对金的选择性不够高，所获得的金泥(中间产品)还需经较复杂的后续精炼处理，导致生产周期长，环境污染增大，成本增高。由于溶剂萃取法可以克服上述缺点，从上世纪80年代以来，从碱性氰化液中直接萃取金成为了国内外科学工作者研究的热点。但Au(CN)2-只能在弱碱性介质(pH>9.4)中稳定存在。因此除季铵盐萃取体系外，其它萃取体系的实际应用效果均欠佳。陈景等人于1995年起开始研究从碱性氰化液中萃取金的方法，并提出了用表面活性剂溴化十六垸基三甲铵(CTMAB)按与金的摩尔比1:1先加入水相，然后用磺化煤油稀释的TBP萃取Au(CN)2-的新萃取体系，但试验过程中发现由于金浓度太低，即使采用了专门设计的三级柱式萃取，液-液萃取的工业应用仍有一定困难。固相萃取技术是近几年来快速发展起来的一种富集和分离技术。由于固相萃取技术突出的优点，它们在分析化学中样品富集和预分离，药物的分离和纯化等多个行业均取得了广泛应用，其中应用最广泛的为反相固相萃取。现有技术的反相固相萃取柱从碱性氰化液中萃取金，由于其反相键合硅胶材料使用的pH范围较窄，在碱性溶液中使用工作材料易失效，因此从碱性氰化液中萃取金就无法实现。为此本发明人经过长期实践研究，开发了一种聚合物键合反相材料为填料的固相萃取柱和从碱性氰化液中萃取金的方法，取得了良好的试验效果。
发明内容本发明的第一目的在于提供一种适用于碱性溶液的高效率萃取金的聚合物反相键合固相萃取柱。本发明的另一目的在于提供一种利用聚合物反相键合固相萃取柱从碱性氰化液中萃取金的方法。本发明的第一目的是这样实现的以高分子聚合物为基质，在其表面键合垸基团形成聚合物反键合材料，所述的高分子聚合物为聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交联聚合物中的任意一种或一种以上；所述的烷基团为C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一种或一种以上。本发明的另一目的是这样实现的具体包括碱性氰化液中按季铵阳离子CTMAB与金Au的摩尔比为l:l-3:1的比例加入季铵阳离子CTMAB制成工作液；调节工作液pH为9.4一14;将工作液用泵输送通过聚合物反相键合固相萃取柱，工作液中的金氰络阴离子与季铵阳离子CTMAB生成的金离子缔合物被萃取柱吸附；吸附达到饱和状态后可用乙醇洗脱液解吸萃取柱上富集的金离子缔合物。关于萃取容量。萃取容量(每克填料能萃取金的毫克数)是衡量方法实际应用价值的重要参数，萃取容量越高，每次操作能富集的金越多，工作效率越高。为了兼顾实际工业应用，总结出萃取放大后对萃取容量的影响规律，发明人对8mm直径xlOmm柱长，装填料0.5g的普通固相萃取小柱进行了放大，分别制作了12mm直径xl5mm柱长，装填料1.g;16mm直径x20mm柱长，装填料4.1g;20mm直径x25mm柱长，装填料7.8g;40mm直径x50mm柱长，装填料63g的固相萃取柱。用金浓度为1.0xl0'5mol/L、5.0xl(T5mol/L、2.0xl(T4mol/L的溶液过柱，在确保萃取回收率^95%的条件下，测定了萃取容量，结果见表-1。从表-l数据可看出，对于所试验的三个浓度，随填料用量的增加，金的萃取量成比例增加。萃取容量基本保持恒定。表-1填料用量对金萃取量和萃取容量的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>关于流速放大。实验结果表明对于填料相同、装填紧密度相同的萃取柱，在相同压力下，当柱长度固定时，过柱流速随柱横截面积的增加而递增；当柱横截面积固定时，过柱流速随柱长的增加而线性递减，相关性为试验流速=放大后的柱长x放大后柱内径的平方制备流速一试验柱长试验柱内径的平方随着柱放大，柱上富集金量量增加，所需洗脱液的体积也增加，而且基本呈线性关系，实际应用中过柱流速和洗脱流速可按该规律放大。。关于柱长/直径对富集效果的影响。用直径为10mm的聚丙烯针管装填了不同长度的萃取柱1.0mm直径x0.25m柱长，装填料0.28g;1.0mm直径x0.5m柱长，装填料0.54g;l.Omm直径xl.Om柱长，装填料l.lg;1.0mm直径xl.5m柱长，装填料1.62g;1.0mm直径x2.0m柱长，装填料2.3g;1.0mm直径x5.0m柱长，装填料6.2g:l.Omm直径xlOmm柱长，装填料11.8g填料，并测定了不同规格柱的萃取容量。柱长对萃取容量的影响见图2。上述结果表明(1)随萃取柱填料用量增加，萃取柱萃取量增加，萃取容量基本保持不变。(2)放大后过柱流速随柱横截面积的增加而线性递增；当柱横截面积固定时，过柱流速随柱长的增加而线性递减。(3)在洗脱金时，随柱的扩大，富集金量增加，所需洗脱液的体积也增加，基本呈线性关系。(4)对于不同规格的柱，萃取柱的直^/长度比在l/l到l/2之间时萃取容量最大，萃取柱放大后，柱的直径/长度比应控制在该范围内，以保持填料最高利用率。由于本发明使用聚合物反相键合材料装填萃取柱，这种填料与键合硅胶相比，适用的pH范围宽，可在碱性条件下稳定使用，适于从碱性氰化液中萃取金的工作环境，提取效率大为提高。图l为金富集量与洗脱液用量的关系。图2为直径/柱长对萃取容量的关系。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，应理解为这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解为在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些改动同样落于本申请权利要求书所限定的保护范围。本发明的聚合物反相键合固相萃取柱，是以高分子聚合物为基质表面键合烷基团形成的聚合物反键合材料为填料的。所述的高分子聚合物为聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交联聚合物中的任意一种或一种以上；所述的烷基团为C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一种或一种以上。利用聚合物反相键合固相萃取柱从碱性氰化液中固相萃取金的方法，包括过柱富集、载金柱的洗涤，载金柱的洗脱步骤，具体包括A、碱性氰化液中按季铵阳离子CTMAB与金Au的摩尔比为l:l-3:l的比例加入季铵阳离子CTMAB制成工作液；B、调节工作液pH为9.4一14;C、将工作液用泵输送通过聚合物反相键合固相萃取柱，工作液中的金氰络阴离子与季铵阳离子CTMAB生成的金离子缔合物被萃取柱吸附；D、吸附达到饱和状态后可用乙醇洗脱液解吸萃取柱上富集的金离子缔合物。所述的季铵阳离子CTMAB为溴化十六垸基三甲基铵、氯化十四烷基三甲基铵、氯化十六垸基节基化铵铵、氯化十六烷基吡啶中的任意一种或一种以上。实施例l聚合物反相键合固相萃取柱填料为聚苯乙烯基质上键合的是炭原子数为C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任何一种。固相萃取柱8mm直径x10mm柱长，先用乙醇活化，再用水洗去乙醇即可用于金的萃取。配制浓度在1.0xl(T52.0xl(T4mol/L之间的KAu(CN)2溶液，调节其pH在10.4，并按CTMAB:Au(I)摩尔比为1:2的比例加入CTMAB，该溶液作为待萃取液。萃取时待萃取液由泵输送进入萃取柱，待萃取液过柱体积为2.5L进入饱和状态，输送洗脱液乙醇5mL，活化溶液乙醇10mL，反向对萃取柱进行洗脱、活化，再由泵输送水洗去柱上残留乙醇。该条件下富集倍数可达500倍，金的回收率达96.2%。实施例2聚合物反相键合固相萃取柱填料为聚二乙烯基苯基质上键合的是炭原子数为C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任何一种。固相萃取柱16mm直径x20mm柱长，装填料4.1g。先用乙醇活化，用水洗去乙醇即可用于金的萃取。配制浓度在2.0xl0'5mol/L的KAu(CN)2溶液，调节其pH在11.8，并按CTMAB:Au(I)摩尔比为1:1.5的比例加入CTMAB，该溶液作为待萃取液。萃取时待萃取液由泵输送进入萃取柱，待萃取液过柱体积为10L进入饱和状态，输送洗脱液乙醇25mL，活化溶液乙醇25mL，反向对萃取柱进行洗脱、活化，再由泵输送水洗去柱上残留乙醇。该条件下富集倍数可达可达400倍，金的回收率达95.4%。实施例3聚合物反相键合固相萃取柱填料为聚苯乙烯-二乙烯苯基的交联聚合物基质上键合的是炭原子数为C2、C4、C8、C18、C22的垸基中的任何一种。固相萃取柱40mm直径x50mm柱长，装填料63.5g;先用乙醇活化，再用水洗去乙醇即可用于金的萃取。配制浓度在5.0xlO'5mol/L的KAu(CN)2溶液，调节其pH在12.4,并按CTMAB:Au(I)摩尔比为1:1.5的比例加入CTMAB，该溶液作为待萃取液。萃取时待萃取液由泵输送进入萃取柱，待萃取液过柱体积为40L进入饱和状态，输送洗脱液乙醇200mL，活化溶液乙醇100mL，反向对萃取柱进行洗脱、活化，再由泵输送水洗去柱上残留乙醇。该条件下富集倍数可达可达100倍，金的回收率达98.5%。实施例4聚合物反相键合固相萃取柱填料为聚苯乙烯-二乙烯苯基的交联聚合物基质上键合的是炭原子数为C2、C4、C8、C18、C22的垸基中的任何一种。实际矿山料液采自大理弥渡金矿，料液中的金含量为5.73pg/mL，银含量为3.621^g/mL，镍含量为0.475pg/mL,铜含量为0.631pg/mL,锌含量为46.12pg/mL，铁含量为0.638昭/mL，钴含量为0.256pg/mL。矿山料液分别采用8mm直径xlOmm柱长，装填料0.5g;12mm直径xl5mm柱长，装填料1.7g;16mm直径x20mm柱长，装填料4.1g;20mm直径x25mm柱长，装填料7.8g;40mm直径x50mm柱长，装填料63g的萃取柱进行萃取。分别测定萃取容量，结果见表-2。从表-2可看出，对实际矿山料液，萃取柱对金的萃取量随柱的扩大而扩大，金的萃取容量随柱的扩大而稍有减少，规律和用单一金的溶液萃取实验中所得到的规律相同。但和单一金(KAu(CN)2)溶液萃取相比，实际矿山料液萃取中金的萃取容量显著降低，每个规格柱的萃取容量都下降了2.0倍以上，说明实际矿山料也中共存离子对金萃取的萃取产生了影响。我们对柱上的富集物进行了洗脱，合并洗脱液并测定了金泥的组成。金泥中各元素的含量分别为金13.68%，银6.07%，锌11.51%，镍0.44%，铜0.55%，铁0.06%，钴0.16%，说明几种共存元素均随金一起被萃取，但萃取柱对金仍然保持较高的萃取容量。表-2不同规格柱对实际料液中金的萃取萃取柱规格8mmx10mm12mmx15mm16mmx20mm20mmx25mm40mmx50mm装填料量(g)0.511.74.117.863.5实际萃取量(mg)4.6313.0227.9117.4402.5萃取容量(mg)9.077.666.816.606.349权利要求1、一种聚合物反相键合固相萃取柱，以高分子聚合物为基质，在其表面键合烷基团形成聚合物反键合材料，其特征是所述的高分子聚合物为聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚苯乙烯-二乙烯苯基的交联聚合物中的任意一种或一种以上；所述的烷基团为C2、C4、C8、C18、C22的烷基中的任意一种或一种以上。2、一种利用权利要求l所述的聚合物反相键合固相萃取柱从碱性氰化液中固相萃取提金的方法，包括过柱富集、载金柱的洗涤，载金柱的洗脱步骤，具体包括A、碱性氰化液中按季铵阳离子CTMAB与金Au的摩尔比为l:l-3:l的比例加入季铵阳离子CTMAB制成工作液；B、调节工作液pH为9.4一14;C、将工作液用泵输送通过聚合物反相键合固相萃取柱，工作液中的金氰络阴离子与季铵阳离子CTMAB生成的金离子缔合物被萃取柱吸附；.D、吸附达到饱和状态后可用乙醇洗脱液解吸萃取柱上富集的金离子缔合物。3、如权利要求2所述的聚合物反相键合固相萃取柱从碱性氰化液中固相萃取提金的方法，其特征是所述的季铵阳离子CTMAB为溴化十六烷基三甲基铵、氯化十四烷基三甲基铵、氯化十六垸基节基化铵铵、氯化十六烷基吡啶中的任意一种或一种以上。全文摘要本发明涉及一种聚合物反相键合萃取柱及其在碱性氰化液中萃取金的方法。高分子聚合物为基质表面上键合烷基团形成的聚合物反相键合材料作为固相萃取柱填料。碱性氰化液中按季铵阳离子CTMAB与金Au的摩尔比为1∶1-3∶1的比例加入季铵阳离子CTMAB制成工作液；调节工作液pH为9.4-14；将工作液用泵输送通过聚合物反相键合固相萃取柱，工作液中的金氰络阴离子与季铵阳离子CTMAB生成的金离子缔合物被萃取柱吸附；吸附达到饱和状态后可用乙醇洗脱液解吸萃取柱上富集的金离子缔合物。本发明使用聚合物反相键合材料装填萃取柱，这种填料与键合硅胶相比，适用的pH范围宽，可在碱性条件下稳定使用，适合从碱性氰化液中萃取金的工作环境，金提取效率大为提高，金的一次萃取率超过95％，富集倍数高达200-500倍，金萃取容量大于16mg/g。文档编号C22B11/00GK101584979SQ20091009463公开日2009年11月25日申请日期2009年6月23日优先权日2009年6月23日发明者徐祎然,李银科,杨光宇,胡秋芬,黄齐林申请人:玉溪师范学院