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金属萃取剂有哪些(金银花萃取液)

金属萃取剂有哪些(金银花萃取液) 什么是有机溶剂萃取金银?

有机萃取分离银,如含银、金、钯的溶液,可用双硫腙萃取分离,而银不被萃取,留在水相中。银与异丙基乙炔反应生成的异丙基乙炔银可用氯仿、四氯化碳或酮类、醚类、酯类等溶剂萃取,使其与铅分离。该方法的操作是将异丙烯基己炔的10%甲醇溶液和溶于CH3COOH的18%三丁胺溶液(1∶1.5)加入到不含氧离子的含银和铅的中性或弱酸性溶液中,然后用氯仿萃取。此时,银完全进入有机相,而铅仍留在水相中。用2N盐酸溶液反萃取所得有机相,可得到纯净的氯化银。

1985年报道了用石油硫化物PS501从1mol/l硝酸中提取银的工艺试验。经过两级错流萃取,银的萃取率接近100%。在剥离中使用铵盐的效果也很好。

由于三价金能与许多有机试剂(如中性、酸性或碱性的醇、醚、酯、酮和胺)形成稳定的络合物,而且这些络合物能很好地溶解在有机溶剂中,这为Au3+的萃取分离提供了有利条件。然而,一些与金有关的元素经常与金一起被萃取到有机相中,这降低了萃取的选择性。此外,金的络合物是稳定的,因此很难将其从有机相中剥离。因此,金的提取分离长期以来仍处于实验阶段。随着新型络合剂的出现和实验工作的进展,近年来,金的萃取分离已应用于工业生产实践。

自1911年F.Mylius报道用乙醚萃取法可将盐酸溶液中的氯化金与钯分离后,1948年W . a . e . e . McBryde和J. H. Yoe报道了在2.5 ~ 3 mol氯溴酸溶液中的AuBr,异丙醚萃取法是最有利的。乙醚萃取金在室温和8N硝酸溶液中进行,金的萃取率可达100%。在硫氰酸盐和氢碘酸中,乙醚对金的萃取率也很高。

经过长期的研究,近年来在使用含氧、硫、磷或硫、磷混合萃取剂萃取分离金方面取得了一些进展。

自20世纪60年代以来,人们对含氧萃取剂进行了大量的研究,文献全面报道了各种含氧萃取剂萃取分离金等贵金属的氯络合物的数据。以异戊醇为例,它在盐酸溶液中萃取三价金时具有较高的选择性和分配比。当盐酸浓度在40 ~ 90g·∕·l范围内时,金、铂和钯的分配系数见图1。从图中可以看出,在上述盐酸浓度范围内,金的萃取分配系数为15 ~ 25,呈线性上升。而铂上升缓慢,钯几乎线性下降,两者的分配系数都小于0.6。有机相与水相的比例对萃取也有很大影响。当与水的比例为2∶1时,金的萃取率接近100%,铂的萃取率约为40%。与金伴生的铁、铜、硒的分配系数差异很大,均可与金分离。

图1盐酸浓度对金、铂、钯分配系数的影响

三苯基氧化鏻(TPAsO)和三辛氧基(TONO)碱性最强,容易质子化,能有效提取酸根和络合阴离子。它们不溶于水,溶于煤油。杭州大学合成了这两种试剂,并对其影响因素、萃取物组成和萃取反应机理进行了研究。实验结果证实,从盐酸酸性介质中萃取金的两个反应均为离子缔合机理,萃取物分别为HAuCl4 TPAsO和HAuCl4 2TONO。为探索该类萃取剂的工业应用前景,以某金矿工业氯化金萃取液为水相,以含0.05mol萃取剂的200#煤油溶液为有机相,连续萃取10次。金的萃取率仍在98%以上,载金有机相用4mol HCl洗涤3次,用5%草酸还原。海绵金纯度均在99.9%以上,金的总直收率为99.26%。

在含硫萃取剂方面,用甲苯稀释的烷基二硫代氨基甲酸酯可以从盐酸溶液中萃取Au3 ++和PD2+。或者在HNO3溶液中提取Au3++、Pd2 ++和ag+,同时伴生的铂、铱、铑、铁、钴、镍、砷、锑、铊、硒、钼、钨、锌、汞等。Kp小于10-3(银在盐酸溶液中的Kp小于10-3)的银实际上没有被提取。盐酸溶液或硝酸溶液萃取金、钯、银的机理属于离子吸附,其形式为:

部分硫醇对Au3++、Ag+、Pt4 ++和Pd2++有一定的萃取能力。据报道,丁基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和烷基硫醇能提金。前者对Au3 ++和Ag+的萃取能力受其碳链的增长和空之间的空间位阻影响很大。它们的萃取能力依次为:丁基硫醇>正十二烷基硫醇>叔十二烷基硫醇。用红外光谱法测定了烷基硫醇在0.1摩尔HCl和0.1摩尔Au溶液中萃取金的机理。反应过程首先经过Au+阶段,然后与烷基硫醇反应产生阳离子交换反应,被萃取:

RSH+Au+ RSAu+H+

磷酸三丁酯(TBP)是研究最广泛的提取金的萃取剂。有关文献报道了用TBP的对二甲苯溶液从盐酸水相中萃取分离金的结果。该数据表明,用100% TBP溶液提取金没有选择性。然而,含约50% TBP的对二甲苯溶液在萃取金方面有很大的选择性。它能从盐酸溶液中萃取Au3 ++并将其与伴生金属如Sb5++、Fe3 ++和Zn2++分离。结果还表明,TBP浓度、温度和水相盐酸浓度对金与伴生金属的分离有很大影响。Au3+的萃取率随相应相中TBP、盐酸和金属氯化物浓度的增加而增加,随水相Au3+浓度和温度的增加而降低。

磷酸三丁酯和异丁基酮,硫脲络合物,能从酸性含金硫脲溶液中萃取金。研究了阴离子如ClO4、I、Cl-和CNS-BR-对萃取的影响。指出当溶液中阴离子为ClO4时,磷酸三丁酯的萃取能力最大(100%),实际工艺溶液中磷酸三丁酯对硫脲金络合物的萃取率可达94% ~ 100%。

从含金的氰化物溶液中提取金的实验也取得了一些进展。相关文献报道了磷酸盐衍生物对金的萃取性能、结构变化和萃取条件之间的关系。以合成的六种不同醚基的1-氧代-1-烷氧基磷酸酯、两种环上双键位置不同的异构体和一种C7-C9工业醇产品为萃取剂。萃取结果表明,由于萃取剂分子极性不同,金的萃取率随醚基长度的增加而增加,环中双键的位置也有很大影响。在氰化物溶液中,当金的浓度在0.5~9740mg/L范围内时,上述九种萃取剂的萃取率接近完全,并具有较高的分配系数。正确选择稀释剂可以提高萃取率,其中煤油效果最好,其次是庚烷,其次是(二)丁醚>癸醇>异乙酸戊酯>二氯乙烷>苯。萃取得到的有机相用Na2SO3溶液反萃取效果更好。酸化反萃液至pH 3 ~ 4,金从亚硫酸盐反萃液中被还原并以金属形式沉淀。在含金的氰化物溶液中加入硫酸,溶液中的金可用异戊醇萃取,并与砷和铁分离。

近年来,用多孔载体液体萃取剂(如三烷基苄基氯化铵(R4NCL))从氰化物溶液中萃取金的研究证明,溶液中与氰化物络合的伴生金属锌、镍、银、钴和铜对金的萃取影响很小。根据红外光谱分析,金络合物的萃取机理是通过与R4NCl:

Au(CN)2-+R4NCl (R4N)Au(CN)2+Cl-

鉴于许多含硫和含磷试剂具有萃取金的能力,促进了对硫磷混合试剂萃取金的研究。

当使用二乙基己基二硫代磷酸(дэгдтк)萃取无机酸中的au3 ++时,伴生金属如镁、镓、锰、钪、铝、钛和镧可被选择性分离(图2)。与Au3+一起被萃取到有机相中的As3+可以通过用大约4mol∕L的NaoH洗涤有机相来除去。用硫脲和盐酸或过氧化氢和浓盐酸的混合物反萃时,银、汞、铋、铟、Sb3++、镉、镍、锌、TL+、Sn2 ++和Fe3 ++可与金分离。

图2 дэгдтк提取和分离金的过程

三辛基硫化膦(TOPS)的环己烷溶液在盐酸介质中能有效萃取Au3+,只有Hg2+与金进入有机相(分配系数分别为586和51)。当用1molHNO3溶液反萃取时,金被转移到水相中。硫代磷酸三辛酯或三异辛酯可从硝酸中共萃取钯、金和银,或从盐酸中共萃取钯和金。石油亚砜不仅是铂和钯的萃取剂,也是金的萃取剂。在2molHCl介质中用0.62mol石油亚砜苯溶液萃取金、铜、锌时,它们的分配系数为:Au670、Cu0.013、Zn 0.28 (Zn(2.1molHCl介质),能使金与伴生的铜、锌分离。

用氮-磷或硫-氮混合试剂从碱性溶液或盐酸溶液和盐酸-硫脲溶液中萃取金银的研究表明,这些混合试剂大多能从盐酸溶液和盐酸-硫脲溶液中萃取金,金的萃取率为98-100%,分配系数接近100%。

用环丁砜(THSDO)的0.1 mol氯仿稀释有机相对AuCl3人工配液进行萃取实验,结果表明,在pH值为3~4.6,溶剂与水的比例为1∶1,萃取时间为1 min时,金的萃取率可达95%~97%。用0.5molNaOH和1.0molNa2SO3的混合溶液反萃载金有机相,当水相pH=2为2时,金的反萃率达到90%左右。

近二三十年来,金银的提取和提纯取得了突破性进展,一些有机溶剂已用于金银的提取和提纯。

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