离子液体—正戊醇体系萃取废线路板浸出液中金的研究

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本论文采用长烷基侧链咪唑离子液体1-十六烷基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺([C16mim][NTf2]),和吡啶离子液体N-己基吡啶双三氟甲磺酰亚胺([Hpy][NTf2])做为萃取剂,正戊醇做为稀释剂,对H2SO4-NaClO3体系中浸出的Au(Ⅲ)进行了萃取研究。研究考察了H2SO4-NaClO3体系浸出金的影响因素。探讨了pH、离子液体浓度,相比和溶液中c(Au3+)的大小对Au的萃取影响情况,并分析了离子液体对Au的萃取选择性;根据UV-Vis、红外光谱、HMR和斜率法来研究离子液体萃取金的阴离子交换机理。实验表明,两种离子液体对Au(Ⅲ)有着较高的萃取效率,且相对于其传统萃取剂TBP,离子液体萃取剂具有更好的选择性。萃取后的负载Au(Ⅲ)的的离子液体相采用草酸进行反萃,可以得到金的单质。采用H2SO4-NaClO3体系浸出金的主要影响因素为NaClO3浓度、NaCl浓度、温度和浸出时间,最佳工艺条件为:c(NaCl)=0.03g/mL,c(H2SO4)=0.16ml/ml,c(NaClO3)=0.08g/mL,T=75℃,在此条件下金的浸出率接近100%。对于咪唑离子液体[C16mim][NTf2]萃取剂,当浸出液中c(Au3+)=0.05g/L时,相比(VIL/Vaq)=1:3,浸出液pH=1.6,c([C16mim][NTf2])=5g/L,常温萃取2min,震荡转数为90rpm时的条件下,萃取效果最佳并具有较好的选择性,Au(Ⅲ)的萃取率可达99.6%以上。Au对于Al、Cu、Fe、Zn和Ni的选择系数β分别为466、780、1118、1404和541。对比传统TBP萃取剂来看,在TBP萃取体系下,Au对Al、Cu、Fe、Zn、Ni的选择系数β分别为37、216、468、29和38,选择性相对于离子液体较差。对于吡啶离子液体[Hpy][NTf2]萃取剂,当浸出液中c(Au3+)=0.06g/L时,相比(VIL/Vaq)=1:3,浸出液pH=1.6,c([Hpy][NTf2])=10g/L时,常温萃取2min,震荡转数为90rpm时的条件下,萃取效果最佳并具有较好的选择性,Au(Ⅲ)的萃取率可达98.15%以上。对贱金属Al、Cu、Fe、Zn和Sn也表现出良好的选择性,Au对于Al、Cu、Fe、Zn、Sn的选择系数β分别为260、161、186、296和247。本文还研究了[C16mim][NTf2]-正戊醇体系对H2SO4-NaClO3介质中Au(Ⅲ)的萃取动力学研究。萃取动力学采用恒界面池法,研究了搅拌速度和温度对萃取速率的影响。实验表明在搅拌速度90250rpm内,温度在298K338K之间,该萃取反应既有扩散控制类型又有化学控制类型。计算出得到活化能Ea为35.80KJ·mol,说明属于混合控制类型,提高搅拌速度和升高温度都有利于萃取反应的发生。
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