專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用功能化介孔分子篩從金礦石中提純貴金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種從金礦中提純金、鈀、鉬等貴金屬的方法。背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，貴金屬礦石中貴金屬含量比較低，并與大量的其他金屬伴生。如礦 石中金的含量達(dá)3 5%就可以稱(chēng)為是高品質(zhì)的富金礦，而不同的礦山而所含的其他金屬 成分不同，除金外還有鉬、鈀、銀、鉬、銅、鉛、鋅、鎢等礦物質(zhì)。因此，如何有效地 把貴金屬?gòu)牡V石中浸出、與其他金屬分離和富集起來(lái)，是提純貴金屬的前提，也是降低 貴金屬提煉成本的關(guān)鍵。
就金的提純而言，目前世界最成熟和最高效方法是炭漿法提金工藝。該工藝是 在氧化浸出的同時(shí)采用活性炭吸附金。其流程主要包括礦石經(jīng)兩段閉路破碎，兩段磨 礦，挽流器溢流礦物至200目；然后進(jìn)入濃密機(jī)，將礦漿濃縮到45%左右；再經(jīng)緩沖槽 進(jìn)入浸出吸附槽進(jìn)行浸出作業(yè)，采用椰子殼制成的活性炭來(lái)吸附金，最終得出載金炭。 尾礦用高頻完全篩回收碎活性炭中的金后，用液氯處理含氰尾液。金的回收則采用解 析、電解、酸洗等方法。解析用高濃度氰化物、高堿度，進(jìn)行高溫高壓將載金炭中的金 解析下來(lái)，然后將解析下來(lái)的溶液送電解回收。電解槽以鋼棉為陰極、不銹鋼為陽(yáng)極， 使金吸附在鋼棉上，解析下來(lái)的活性炭用鹽酸洗滌，附去炭酸鈣以及其他雜質(zhì)，最后在 返600°C的回轉(zhuǎn)窯中再生。
很明顯，上述提金工藝還有進(jìn)一步完善之處一是金的回收效率問(wèn)題。采用炭 漿法提金工藝，由于活性炭的吸附能力不高，有相當(dāng)一部分金殘留在尾礦和浸出液中； 二是環(huán)境污染問(wèn)題。炭漿法提金工藝采用了劇毒的氰化物來(lái)浸出和解析，對(duì)環(huán)境和人類(lèi) 生存帶來(lái)危害；三是工藝過(guò)程的簡(jiǎn)化問(wèn)題，載金炭在高溫高壓下解析，提高了金提純的 成本。
因此，尋找一種簡(jiǎn)單、環(huán)保、高效的貴金屬提純和回收方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員 亟待解決的問(wèn)題，而其中的關(guān)鍵在于如何把貴金屬?gòu)钠渌饘僦蟹蛛x出來(lái)并富集。
選擇性吸附貴金屬，并在一定的條件下實(shí)現(xiàn)貴金屬與一般金屬的分離是解決這 些問(wèn)題的有效方法。常見(jiàn)的分子篩(如SBA-15、MCM-41)是具有排列有序介孔結(jié)構(gòu)的 新型納米功能材料，其孔道大小均一、孔徑在2-50nm范圍內(nèi)可調(diào)，有較高的比表面積， 其BET比表面積一般可達(dá)到1000m2/g左右。這些特性使介孔分子篩在大分子吸附、催 化反應(yīng)、藥物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。但這些分子篩在水溶液中對(duì)貴金屬離子沒(méi) 有吸附作用。
因此，設(shè)計(jì)一種在水溶液中對(duì)貴金屬離子具有選擇性吸附作用的分子篩以實(shí)現(xiàn) 貴金屬與一般金屬分離和富集很有意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用功能化介孔分子篩從金礦石中提純金、鈀、鉬等貴金屬的方法。
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的研究思路為充分利用SBA-15、MCM-41等硅 系介孔分子篩比表面積大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)在介孔結(jié)構(gòu)上嫁接上一些吸附貴金屬離子功能基 團(tuán)(如從而使其具有選擇性吸附貴金屬的功能。利用嫁接有能吸附貴金 屬離子的功能基團(tuán)(如-MH2或-SH)的介孔分子篩在酸性溶液中選擇性地吸附貴金屬離 子，在一定條件下不吸附其他金屬離子的特點(diǎn)，有效地將貴金屬離子與一般金屬離子分 離·’同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值，使吸附在分子篩上的貴金屬離子脫附，實(shí)現(xiàn)貴金屬離子 的富集和分子篩的重新活化。
本發(fā)明所述的從金礦石中分離提純貴金屬金、鉬、鈀的技術(shù)方案具體如下
所述的分離提純方法包括下列步驟
(1)將金礦石進(jìn)行預(yù)處理以得到含有金離子、鉬離子和鈀離子的礦漿液，先調(diào)節(jié) 礦漿液的PH值到1左右，將功能化介孔分子篩放入礦漿液中，在室溫下攪拌8 12小 時(shí)，過(guò)濾得到載有鉬離子和鈀離子的分子篩和濾液A ；所述的功能化介孔分子篩為嫁接 有胺基或巰基的硅系介孔分子篩；
(2)用3 6M鹽酸清洗載有鉬離子和鈀離子的分子篩，過(guò)濾得到氯化鉬和氯化 鈀混合溶液和重新活化的功能化介孔分子篩；
C3)將濾液A的pH值調(diào)整到2.5左右，將功能化介孔分子篩放入濾液中，在室 溫下攪拌8 12小時(shí)，然后過(guò)濾得到載金分子篩，用3 6M鹽酸清洗載金分子篩，過(guò) 濾得到氯化金溶液和重新活化的功能化介孔分子篩。
本發(fā)明所述的功能化介孔分子篩，可通過(guò)如下方法制得將硅系介孔分子篩置 于含有0.1 0.5mol/L氨基丙烷或丙硫醇的無(wú)水甲苯中于100 120°C回流12 M小 時(shí)，然后過(guò)濾并在150 180°C溫度下干燥以蒸發(fā)甲苯，得到胺基或巰基功能化介孔分子 篩，即嫁接有胺基或巰基的硅系介孔分子篩。
所述的硅系介孔分子篩優(yōu)選SBA-15或MCM-41介孔分子篩，更優(yōu)選MCM-41 介孔分子篩。
本發(fā)明所述的功能化介孔分子篩，在酸性條件下能高選擇性吸附金離子、鉬離 子和鈀離子，并且胺基功能化介孔分子篩的吸附能力相較于巰基功能化介孔分子篩要更好一些。
在上述金的分離提純中，金礦石的預(yù)處理包括如下步驟破碎、球磨、濃縮等 常規(guī)步驟；預(yù)處理后所得礦漿液中除有金離子、鉬離子、鈀離子以外，一般還包含有 鐵、銅、鎳等其他金屬離子。當(dāng)把礦漿液的pH值調(diào)到1左右時(shí)，功能化介孔分子篩能 選擇性吸附礦漿液中的鉬離子和鈀離子，金離子和其他金屬離子則繼續(xù)留在濾液A中； 當(dāng)把濾液A的pH值調(diào)到2.5左右時(shí)，功能化介孔分子篩能選擇性吸附濾液A中的金離 子，從而實(shí)現(xiàn)貴金屬離子與其他一般離子的分離。而載有鉬離子和鈀離子的分子篩和載 金分子篩通過(guò)3 6M鹽酸溶液處理，優(yōu)選通過(guò)5M鹽酸溶液處理，即可使得吸附在分子 篩上的貴金屬脫附，進(jìn)入溶液中，同時(shí)分子篩重新活化，可重復(fù)使用。至于得到的氯化 鈀和氯化鉬混合溶液，則可通過(guò)電解等現(xiàn)有工藝制得鉬和鈀，一般可通過(guò)在電解過(guò)程中 控制電位的不同分別得到鈀和鉬；而氯化金溶液可以采用濕法冶金技術(shù)電解得到純度為 99.99% 的金。4
另外，由于本發(fā)明制得的功能化介孔分子篩在不同條件下對(duì)于貴金屬離子均有 其吸附容量，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)際操作過(guò)程中，可以根據(jù)礦漿液中的貴金屬離子含量 和功能化介孔分子篩的吸附容量確定兩者的用量比例。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用能選擇性吸附貴金屬的功能化介孔分子篩來(lái)提純 和回收貴金屬，工藝簡(jiǎn)單，僅簡(jiǎn)單地調(diào)整溶液的酸度即能達(dá)到貴金屬離子分離、解析和 富集的目的；功能化介孔分子篩的吸附效率高，其吸附金離子的效率達(dá)到98%以上，吸 附鈀離子和鉬離子的效率也在90%以上；本發(fā)明的提純和回收過(guò)程不涉及到氰化物等劇 毒物質(zhì)，具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。四具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不 限于此
實(shí)施例一利用MCM-41分子篩嫁接功能基團(tuán)并在分離金和鈀中的應(yīng)用
1、功能基團(tuán)的嫁接
將2. MCM-41粉末放入在含有0.1mol/L氨基丙烷(C3H7NH2) 250毫升的無(wú) 水甲苯中，在120°C溫度下回流18小時(shí)，在分子篩上嫁接功能基團(tuán)-MH2,然后過(guò)濾 提到MCM-41粉末，并將該粉末在110°C溫度下干燥12小時(shí)以蒸發(fā)完全甲苯，得到 NH2-MCM_41選擇性吸附貴金屬功能分子篩。采用同樣的方法嫁接功能基團(tuán)-SPi,得到 SH-MCM-41選擇性吸附貴金屬功能分子篩。制得的NH2-MCM_41、SH_MCM_41的物 化性能見(jiàn)表1。
2、貴金屬的選擇性吸附和脫附
將50g NH2-MCM-41選擇性吸附貴金屬功能分子篩放入2.5升含有27 氯化金 (AuCl3)和59g氯化鈀(PdCl3)的溶液中，將溶液的pH值調(diào)整到1.0，在室溫下攪拌2小 時(shí)后過(guò)濾出載有貴金屬離子的分子篩，測(cè)定溶液中金、鈀離子的含量。然后用5M HCl溶 液清洗載有貴金屬離子的分子篩，得到只含有PdCl3W溶液和解析下來(lái)的分子篩。再一次 將功能分子篩放入含有上一次過(guò)濾后的溶液中，將溶液的pH值調(diào)整到2.5，同樣在室溫 下攪拌2小時(shí)后過(guò)濾載有金離子的分子篩，測(cè)定溶液中金、鈀離子的含量。并用5MHC1 溶液清洗載有金離子的分子篩，得到AuCl3溶液和分子篩，分子篩可以再一次利用。
同樣，采用SH-MCM-41為選擇性吸附貴金屬功能分子篩進(jìn)行貴金屬的選擇性 吸附和分離。
NH2-MCM_41、SH-MCM-41 的吸附性能見(jiàn)表 1。
表1 嫁接功能基團(tuán)前后介孔分子篩的物理、化學(xué)和吸附性能
權(quán)利要求
1.一種從金礦石中提純貴金屬的方法，包括如下步驟(1)將金礦石進(jìn)行預(yù)處理以得到含有金離子、鉬離子和鈀離子的礦漿液，先調(diào)節(jié)礦漿 液的pH值到1左右，將功能化介孔分子篩放入礦漿液中，在室溫下攪拌8 12小時(shí)，過(guò) 濾得到載有鉬離子和鈀離子的分子篩和濾液A；所述的功能化介孔分子篩為嫁接有胺基 或巰基的硅系介孔分子篩；(2)用3 6M鹽酸清洗載有鉬離子和鈀離子的分子篩，過(guò)濾得到氯化鉬和氯化鈀混 合溶液和重新活化的功能化介孔分子篩；(3)將濾液A的pH值調(diào)整到2.5左右，將功能化介孔分子篩放入濾液中，在室溫下 攪拌8 12小時(shí)，然后過(guò)濾得到載金分子篩，用3 6M鹽酸清洗載金分子篩，過(guò)濾得 到氯化金溶液和重新活化的功能化介孔分子篩。
2.如權(quán)利要求1所述的從金礦石中提純貴金屬的方法，其特征在于所述的功能化介孔 分子篩通過(guò)如下方法制得將硅系介孔分子篩置于含有0.1 0.5mOl/L氨基丙烷或丙硫 醇的無(wú)水甲苯中于100 120°C回流12 24小時(shí)，然后過(guò)濾并在150 180°C溫度下干 燥，得到胺基或巰基功能化介孔分子篩，即嫁接有胺基或巰基的硅系介孔分子篩。
3.如權(quán)利要求1或2所述的從金礦石中提純貴金屬的方法，其特征在于所述的硅系介 孔分子篩為SBA-15或MCM-41介孔分子篩。
4.如權(quán)利要求1所述的從金礦石中提純貴金屬的方法，其特征在于使用5M鹽酸清洗 載有鉬離子、鈀離子的分子篩和載金分子篩。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用功能化介孔分子篩從金礦石中提純貴金屬的方法，包括如下步驟首先將金礦石制成礦漿液，先調(diào)節(jié)礦漿液的pH值到1左右，功能化介孔分子篩放入礦漿液選擇性吸附鈀和鉑；然后調(diào)節(jié)礦漿液pH值為2.5左右，利用功能性分子篩選擇性吸附金；用3～6M鹽酸分別清洗載有鈀離子和鉑離子的分子篩和載金分子篩，即可使貴金屬脫附進(jìn)入溶液中，同時(shí)分子篩重新活化。所述的功能化介孔分子篩為嫁接有胺基或巰基的硅系介孔分子篩。本發(fā)明所述的提純方法工藝簡(jiǎn)單，貴金屬吸附率高，同時(shí)具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C22B11/00GK102021333SQ20091015246
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者鄭華均 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)