本发明专利技术公开了一种利用还原与吸附耦合选择性回收水溶液中金的方法，包括如下步骤：将吸附剂按照一定的固液比加入到含金溶液中，并加入一定浓度的氨基酸还原剂，振荡10min～48h后，固液分离，负载了金的吸附剂用硫脲盐酸溶液洗脱实现金的完全解吸，解吸后的吸附剂用1M的NaOH再生后可实现循环使用，也可将负载了金的吸附剂在400～600℃焙烧，吸附剂分解即得单质金。本发明专利技术的方法通过向溶液中添加辅助氨基酸还原剂，如甘氨酸，可以大大提高吸附剂对金的负载量，且固定于吸附剂上的金易以单质金回收；所负载的金可以用酸性硫脲溶液解吸，吸附剂可以用碱活化后再生。由于其诸多优点，因此该方法体现出了良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体涉及一种采用水热碳球吸附与氨基酸还原耦合回收金的方法，主要用于从水溶液中高选择性回收金，从而实现金单质的回收或对金离子的富集，属于湿法冶金领域。
技术介绍
金(Au)，银(Ag)，以及钼族金属(钌(Ru)，铑(Rh)，钯(Pd)，锇(Os)，铱(Ir)，钼(Pt))等八种元素，由于它们在矿物中含量低且价格昂贵而被统称为贵金属。贵金属，具有十分稳定的物理和化学性质，且具有良好的延展性，稳定性以及催化活性，被广泛用于航空航天，化工军工，医药环保，催化等领域。随着现代科技的高速发展，各种催化剂和电子产品等更新换代迅速，产生的电子垃圾以及废旧催化剂日益增多。这些废弃垃圾不但给环境带来潜在的危害更造成了大量稀贵金属资源的浪费。例如，这些废弃产品中金的含量远远高于其在金矿中的品味。通常，这些废弃资源经过前处理然后浸出，可以得到含有贵金属以及其它相关金属离子的多金属混合溶液。针对二次资源中贵金属的高效提取分离技术以及从含贵金属的矿物中提取贵金属产生的工业废水，发展贵金属特别是金的提取回收技术具有重要意义。目前，从溶解液中富集分离金的方法有很多，主要包括金属置换法，溶剂萃取法和吸附法等。吸附法由于耗能低、操作简单、富集倍数高、环境污染小，同时又可以选择性地富集某些化合物而被视为回收或除去微量金属的有效方法。对于金离子的吸附分离，目前主要有活性炭吸附法和树脂吸附法。在很多方面，它们都比传统的置换法以及溶剂萃取法有优势。活性炭吸附法对金离子的吸附选择性好，但是容量低(56mg/g)。合成树脂虽然对金离子有较高的吸附容量，但多数合成树脂再生困难，价格高，且选择性不如活性炭。因此，用吸附法富集回收低浓度贵金属溶液中的金，关键是要找到一种吸附容量大、选择性高、成本低廉以及环境友好的吸附剂。近年来，采用各种天然生物质资源或者衍生物作为生物质吸附剂的吸附法得到了迅速发展，这种生物吸附剂不但无毒无害，生物相容，成本低廉，而且使用后的生物吸附剂可以生物降解，是一种优良的绿色吸附材料。糖类在自然界分布极为广泛，它含有丰富的官能团，如羟基。植物可通过光合作用产生糖，是活细胞的能量来源和新陈代谢的产物。以葡萄糖(CH2OH-(CHOH)4-CHO)为例，它含有五个羟基，一个醛基，具有多元醇和醛的性质，是一种金属还原剂，能被Au3+，Ag+或Cu2+等氧化，生成葡萄糖酸，同时将Au3+，Ag+或Cu2+还原为单质Au, Ag以及Cu20。还原沉淀法从溶液中回收金，已经有100多年的历史，工艺成熟。如金属置换法和硼氢化物还原法等在传统贵金属的湿法冶金中有着极为重要的地位。甘氨酸是生物体构成所需的20中氨基酸中结构最简单的氨基酸，由于在食品医药等领域的广泛应用，是一种最常见廉价的氨基酸。它的分子结构NH2CH2COOH中含有弱还原性基团NH2,能选择性地将高价金离子还原为单质金。是一种廉价绿色的金离子还原剂。CN103041784A公开了一种甘氨酸接枝交联壳聚糖微球重金属离子吸附剂，以壳聚糖为初始原料，先以戊二醛交联得微球，然后以甘氨酸对交联微球其进行接枝。该专利技术中戊二醛交联使壳聚糖分子稳定性增加，提升了对重金属的吸附选择性，增加了吸附容量，并且吸附稳定性得到了加强；甘氨酸的引入增加了微球表面小孔数量，并可显著降低吸附过程中PH的影响。该专利技术在吸附剂合成过程中有戊二醛交联甘氨酸到壳聚糖微球上的步骤，并且修饰的过程利用甘氨酸中氨基与戊二醛中的醛基反应会消耗甘氨酸中氨基官能团，而金的还原正是靠甘氨酸中氨基的还原作用，因此会大大减少甘氨酸有效官能团的数目，其次能修饰到壳聚糖中的甘氨酸的量是有限的，而且，甘氨酸的加入量的调节不如直接向溶液体系添加调节灵活。
技术实现思路
针对已有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供，所述方法包括以下步骤:( I)将吸附剂和氨基酸还原剂加入到含金溶液体系中，然后置于水浴摇床中，使金吸附在吸附剂的表面；(2)待吸附完成后，固液分离，得到吸附有金的吸附剂；任选地，进行步骤(3):将吸附有金的吸附剂焙烧，除去吸附剂，得到金单质。或，任选地，进行步骤(3’):将吸附有金的吸附剂用酸性硫脲洗脱液洗脱以解吸金，滤液实现了对金离子的富集。本专利技术主要是利用还原与吸附剂吸附耦合的方法从水相中高选择性和高容量回收金。本方法采用吸附剂辅以绿色氨基酸还原剂，选择性吸附溶液中的金离子并可以实现金的回收，负载金的吸附剂可以通过酸性硫脲溶液实现解吸。采用单独的吸附法，仅适用于低浓度金溶液体系，如小于0.5mmol/L的Au溶液体系，金的回收率可达到98%以上，但是饱和吸附容量有限，如图2所示，单独的水热碳球吸附金的饱和吸附容量为3.15mmol/g，但是向溶液再添加0.06M的甘氨酸以后，吸附剂对金的饱和吸附容量大大增加，达到了 11.2mmol/g，吸附与还原的耦合显著增加了吸附剂对金的负载量。如果单独添加还原剂，金的回收将不彻底，如图3所示，单独添加甘氨酸，无论向金溶液体系中添加多少甘氨酸，最大的回收率只有87%左右，但是只要向体系中再加入1mg的水热碳球吸附剂，吸附剂对金的回收率可以达到98%以上。本专利技术采用还原与吸附耦合的方法，可以既保证很高的吸附容量和很高的金的回收率，还同时可以处理高浓度金溶液体系以及低浓度金溶液体系。而且，通过实验发现采用单独的甘氨酸还原法得到的金单质将以胶体形式稳定地分散在溶液中，数天不会沉淀，液固分离困难，而采用还原与吸附耦合的方法，金单质将吸附在吸附剂的表面，数分钟内负载了金单质的吸附剂将从溶液中沉淀下来，说明采用还原与吸附耦合的方法可以大大简化液固分离流程。优选地，所述吸附剂为水热碳球。由于水热碳球存在有羟基和醛基，其也可以作为还原剂，将金离子还原为金单质，同时，氨基酸还原剂的存在也可以选择地将金离子还原为金单质。在还原后，水热碳球作为生物质吸附剂，对金进行吸附，实现金的回收。优选地，以单糖、二糖或多糖为原料，采用水热法制备得到水热碳球。优选地,所述水热碳球的粒径为200nm?5 μ m,例如300nm、400nm、600nm、I μ m、1.5 μ m、2 μ m、2.5 μ m、3 μ m、3.5 μ m、4 μ m 或 4.5 μ m，优选 500nm ?2ym，单分散系数PDK0.7。本专利技术通过水热法制备出尺寸均一，单分散性微米级水热碳球作为吸附剂，并辅以氨基酸还原剂，可以从水溶液中高容量高选择性吸附并回收金。优选地，所述吸附剂的加入量为0.1?10mg/ml，即每ml含金溶液体系加入0.1?1mg 吸附剂，例如 0.5mg/ml、lmg/ml、2mg/ml、3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml、6mg/ml、7mg/ml、8mg/ml、9mg/ml或9.5mg/ml,优选lmg/ml。本专利技术由于采用吸附与还原I禹合的方法,极大的降低了吸附剂的用量。优选地，所述含金溶液体系为含金盐酸溶液体系、含浸硫脲溶液体系或含浸氰化溶液体系中的任意一种。优选地，所述含金溶液体系中金离子的浓度为0.005mmol/L以上，例如0.05mmol/L、0.1mmoI/L、lmmol/L、3mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、1mmoI/L、15mmol/L、20mmol/L、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用还原与吸附耦合选择性回收水溶液中金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将吸附剂和氨基酸还原剂加入到含金溶液体系中，然后置于水浴摇床中，使金吸附在吸附剂的表面；（2）待吸附完成后，固液分离，得到吸附有金的吸附剂；任选地，进行步骤（3）：将吸附有金的吸附剂焙烧，除去吸附剂，得到金单质；或，任选地，进行步骤（3’）：将吸附有金的吸附剂用酸性硫脲洗脱液洗脱以解吸金，滤液实现了对金离子的富集。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵君梅，王福春，霍芳，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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