在湿法冶金液-液萃取方法中作为稀释剂的可再生异石蜡烃技术

本发明专利技术涉及湿法冶金技术，其中液‑液萃取，也称为溶剂萃取，用于分离和浓缩金属离子。更具体地，本发明专利技术涉及铜的溶剂萃取和可用于铜溶剂萃取的稀释剂。本发明专利技术提供了一种生物基组合物，其满足溶剂萃取所需的物理化学性质。此外，本发明专利技术提供了一种组合物，其除了提供更环保的替代方案外，还改善了铜的溶剂萃取过程。

Renewable isoparaffins as diluents in hydrometallurgical liquid-liquid extraction

The present invention relates to hydrometallurgical technology, in which liquid-liquid extraction, also known as solvent extraction, is used to separate and concentrate metal ions. More specifically, the present invention relates to solvent extraction of copper and diluents that can be used for solvent extraction of copper. The invention provides a biological base composition which satisfies the physical and chemical properties required for solvent extraction. In addition, the invention provides a composition which improves the solvent extraction process of copper in addition to providing a more environmentally friendly alternative.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在湿法冶金液-液萃取方法中作为稀释剂的可再生异石蜡烃
本专利技术涉及湿法冶金技术，其中液-液萃取，也称为溶剂萃取，用于分离和浓缩金属离子。更具体地，本专利技术涉及铜的溶剂萃取和可用于铜溶剂萃取的稀释剂。
技术介绍
液-液萃取又称为溶剂萃取和分隔，其是一种根据化合物在两种不同的不混溶液体(通常是水和有机溶剂)中的相对溶解度来分离化合物的方法。溶剂萃取通常用于金属分离过程，允许通过使用有机萃取溶液从水溶液中萃取金属。工业上溶剂萃取的最多应用是在浸出铜矿石后从硫酸水溶液中萃取铜。在湿法冶金中，来自富矿浸出溶液的浸出水性溶液在混合器-沉降器中与萃取剂(即溶解在有机稀释剂中的有机萃取试剂)接触，以选择性地将所需的金属从水相转移到与水不混溶的相中。在相分离之后，将水溶液(萃余液)再循环回到浸出液，并将有机水不混溶相移动到另一个混合器-沉降器中，在那里使其与水性汽提溶液接触以产生更浓缩且更纯的金属水溶液用于还原。金属萃取通常需要两个或更多个连续的萃取步骤以从水性进料中除去目标金属。考虑溶剂萃取法的技术性能，该混合器可以是水性连续操作(即有机液滴分散入水中)或有机连续操作(相反)。由于各种原因，一种或另一种为溶剂萃取过程提供了更全面的最佳结果。相分离速率高度依赖于相连续性，并且通常有机连续性分散体更快地分离。然而，在许多情况下，水性连续系统的整体工艺优化更好。沉降器中较快的相分离速率可使沉降器更小，有机相存留更少或流量更高以及现有工厂生产率更高。就溶剂萃取设备的可操作性和故障排除而言，水性和有机连续系统之间的差异不是太大是有利的，尤其是在启动状态或意外的相转化事故中。溶剂萃取铜中常用的金属萃取试剂是各种羟基肟衍生物，它们能与铜离子形成配合物。该铜配合物优选在萃取阶段分配到有机相中。铜溶剂萃取设备中使用的常规稀释剂源自化石原油。存在各种市售烃稀释剂。常用的稀释剂之一是例如D70，其含有约55％的石蜡烃和45％的环烷烃，平均含有11-14个碳原子。今天，由于环境和监管压力以及健康关系以及原油价格上涨和供应不稳定，全球需要更换化石溶剂和含有VOC(挥发性有机化合物)的稀释剂。为了寻找替代方案，已经考虑了使用生物柴油的可能性，例如"脂肪酸烷基酯"(FAAE)，特别是"脂肪酸甲酯(FAME)"作为金属萃取中的稀释剂。然而，这些稀释剂物理和化学性质不适合金属萃取。此外，酯在高酸性条件下进行水解，例如在铜溶剂萃取中正是这种高酸性条件。酸催化的酯水解导致形成相应的羧酸，已知这些羧酸作为一些杂质金属的金属萃取剂。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于铜溶剂萃取的组合物，以克服上述问题并减少上述缺点。本专利技术的目的是通过一种用于金属萃取溶液的新型组合物来实现，该组合物包含替代的稀释剂，其特征在于独立权利要求中所述的内容。在从属权利要求中公开了本专利技术的优选实施方案。一直在寻找具有溶剂萃取所需的多种物理化学性质的潜在生物衍生稀释剂。本专利技术基于意外的认识，即当用可再生的异石蜡烃稀释剂代替化石基稀释剂时，相分离速率显著提高。该新型组合物的优点是它在沉降器中提供了更快的相分离速率，使得沉降器更小，有机相存量更少或流量更高以及现有设备生产率更高。此外，本专利技术中显示的结果意味着新型组合物较少经历稀释剂降解。本专利技术表明，通过用可再生异石蜡烃组分仅代替用于溶剂萃取的组合物中的部分常规化石基组分，改善了铜的溶剂萃取过程。在其中常规有机萃取稀释剂部分或全部被可再生异石蜡烃稀释剂替代的体系中，从有机溶剂相中蒸发的挥发性有机化合物减少。此外，在其中常规有机萃取稀释剂被可再生异石蜡烃稀释剂替代的体系中，在操作温度(通常40-60℃)下有机溶剂相的蒸发损失显著减少。本专利技术提供了一种生物基组合物，其具有溶剂萃取所需的物理化学性质。此外，本专利技术提供了一种组合物，其除了提供更环保的替代方案外，还改善了铜的溶剂萃取过程。附图说明在下文中，将参考附图借助于优选实施方案更详细地描述本专利技术，其中图1显示了在铜萃取溶液中使用常规和可再生稀释剂的动力学和平衡试验；图2显示了常规的D70有机稀释剂，D70溶剂和Neste可再生异烷烃比例为80/20的混合物和Neste可再生异烷烃的蒸馏曲线。图3显示了D70和Neste可再生异烷烃在40℃下的蒸发残留物。将77g样品放入烘箱中并以选定的间隔称重。研究了两个平行样品；图4显示了采用加应力有机相(stressedorganicphase)的相分离试验。制备的稀释剂由完全的D70或1型和2型Neste可再生异烷烃组成，其中实施例中使用的样品1的碳数分布为：8重量％的C15烃，17重量％的C16烃，24重量％的C17烃和37重量％的C18烃。在该实施例中使用的样品2的碳数分布为：12重量％的C15烃，31重量％的C16烃，16重量％的C17烃和32重量％的C18烃；以及图5显示了采用加应力有机相的动力学和平衡实验室测试。制备的稀释剂由完全的D70或Neste可再生异烷烃(样品1和样品2)组成。实施例中使用的样品1的碳数分布为：8重量％的C15烃，17重量％的C16烃，24重量％的C17烃和37重量％的C18烃。在该实施例中使用的样品2的碳数分布是：12重量％的C15烃，31重量％的C16烃，16重量％的C17烃和32重量％的C18烃。专利技术详述本专利技术涉及金属的液-液萃取，尤其涉及铜的液-液萃取，其中通过使用新的萃取溶剂组合物实现液-液萃取方法的改进。具体而言，本专利技术涉及用于金属铜萃取的生物基组合物，其包含稀释剂中的金属萃取试剂，其中所述稀释剂包含单独的可再生异石蜡烃或与常规化石溶剂基稀释剂混合的可再生异石蜡烃。更具体地，本专利技术涉及一种生物基组合物，其包含5-40体积％的金属萃取试剂和60-95体积％的稀释剂，该稀释剂包含10-100重量％的第一有机稀释剂，和任选地0-90重量％第二有机稀释剂，其中第一有机稀释剂是烃的混合物，该混合物包含80-98重量％的C15-C20烃，其具有占烃总重量至少60重量％异石蜡烃，并且第二有机稀释剂包含大于10重量％，优选20-50重量％的环烷烃。溶剂是溶解溶质(化学上不同的液体，固体或气体)的物质，产生溶液。稀释剂用作溶剂萃取中惰性有机溶剂的术语，金属萃取试剂(萃取剂)溶解于稀释剂中。在溶剂萃取中，稀释剂可用作溶剂以溶解和稀释萃取剂以及萃取剂-金属配合物，因此萃取剂适用于液-液萃取过程。如本文所用，生物基组合物是指组合物的一部分源自可再生生物原材料。可再生生物原材料可以源自植物或动物。该材料可选自植物油，动物脂肪，鱼油及其混合物。合适的生物原料的实例包括但不限于油菜籽油，芥花油，菜子油，妥尔油，葵花籽油，大豆油，大麻油，橄榄油，亚麻籽油，芥子油，棕榈油，花生油，蓖麻油，椰子油，动物脂肪如板油，牛油，鲸脂，再生营养脂肪，基因工程产生的原料，以及藻类和细菌等微生物产生的生物原料。从生物原料获得的其他缩合产物，酯或其他衍生物也可用作起始原料。还可以回收生物来源的再生原料。来自生物原料的油经过加氢处理和异构化。这种方法的实例在FI100248，实施例1-3中公开。根据本专利技术，衍生自可再生生物原材料的异石蜡烃用作组合物中的第一有机稀释剂。可再生的异石蜡烃是烃(异烷烃)的混合物，该混合物包含80-98重量％的C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属的液‑液萃取的生物基组合物，包含5‑40体积％的金属萃取试剂和60‑95体积％的稀释剂，其中所述稀释剂包含10％‑100重量％第一有机稀释剂，所述第一有机稀释剂包含烃，所述烃包含80‑98重量％的C15‑C20烃，所述C15‑C20烃具有占烃总量至少60重量％的异石蜡烃，以及任选地0‑90重量％第二有机稀释剂组分，所述第二有机稀释剂组分包含大于10重量％，优选20重量％‑50重量％的环烷烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.05 FI 201655631.一种用于金属的液-液萃取的生物基组合物，包含5-40体积％的金属萃取试剂和60-95体积％的稀释剂，其中所述稀释剂包含10％-100重量％第一有机稀释剂，所述第一有机稀释剂包含烃，所述烃包含80-98重量％的C15-C20烃，所述C15-C20烃具有占烃总量至少60重量％的异石蜡烃，以及任选地0-90重量％第二有机稀释剂组分，所述第二有机稀释剂组分包含大于10重量％，优选20重量％-50重量％的环烷烃。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一有机稀释剂包含0重量％-5重量％的环烷烃，优选0-2重量％的环烷烃，和100-95重量％，优选100-98重量％的石蜡烃。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一有机稀释剂的14C同位素含量大于90％，优选大于99％。4.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一有机稀释剂包含石蜡烃，其中总石蜡烃中5-15重量％是C15，10-35重量％是C16，10-30重量％是C17，25-45重量％是C18，大于0至5重量％是C19和大于0至5重量％是C20。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一有机稀释剂中异石蜡烃的总量为至少85重量％、90重量％、93重量％和95重量％。6.根据权利要求1所述的组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·佩特洛，R·萨里奥，J·科特拉纳恩，M·鲁西宁，V·拉莫，
申请(专利权)人：奥图泰芬兰公司，耐思特公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI