将铜与铁分离的方法技术

在含有溶解的铜和铁值的原料水溶液中，使原料水溶液与水不溶混的有机溶液接触，所述的水不溶混的有机溶液由烃溶剂和下述式（Ⅰ）化合物组成，其中Ｒ↑［５］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基，Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯基，Ｃ↓［６］芳基，Ｃ↓［７－２２］芳烷基，卤素，ＯＨ或－ＯＲ↑［６］，其中Ｒ↑［６］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基、Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯基、Ｃ↓［６］芳基、Ｃ↓［７－２２］芳烷基；Ｒ↑［１］是氢，或Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基或链烯基、Ｃ↓［６］芳基或Ｃ↓［７－２２］芳烷基；Ｒ↑［２］－Ｒ↑［４］是氢，卤素，Ｃ↓［６－１２］直链或支链烷基，－ＯＲ↑［６］，其中Ｒ↑［６］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基、Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯基、Ｃ↓［６］芳基或Ｃ↓［７－２２］芳烷基，形成含有铁的水相和由烃溶剂和铜－萃取剂复合物组成的有机相，其中所述的铜－萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的，从而优先地从铁中萃取出铜。选择Ｒ↑［２］－Ｒ↑［５］基团以使铜－萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的。完成萃取步骤并分离有机相和水相之后，有机相基本上不含有铁和／或铁－萃取剂复合物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的
技术介绍
本专利技术涉及由水溶液中回收金属值(metal values)的溶剂萃取方法，更具体的，本专利技术涉及铜与铁的分离方法，其导致了由铁中回收铜的很大改进。通常，铜是由矿石用溶剂萃取的方法获得的，其中铜处于水浸提溶液中，该溶液由含有包括铜在内的金属混合物的矿石得到。浸提介质以滴流的形式通过矿石溶解铜盐和其它金属，得到金属值混合物的水溶液。通常用硫酸介质浸提金属值，得到酸性水溶液。所述的水溶液在罐中与萃取剂混合，该萃取剂溶解于有机溶剂、如煤油中。该试剂包括优先于其它金属离子与铜离子形成金属-萃取剂复合物的萃取剂化学物质。形成复合物的步骤被称为溶剂萃取方法的萃取阶段或载荷阶段。由混合罐的出口连续地给大型沉淀池供料，使溶液中此时含有铜-萃取剂复合物的有机溶剂或有机相与已废弃的水溶液或水相分离。此方法的这一部分被称为相分离。通常，为了使铜的萃取更完全，可使用二或多个混合器-沉淀段重复该萃取过程。在有较多问题的用常规溶剂萃取方法处理的含铜原料中是那些其中溶解铁值(iron values)的量为大约1gpl-20gpl的原料。通常，所用的萃取化学物质会形成铁-萃取剂复合物，其进而会导致汽提水相中存在铁。在使用电解提取法由汽提水溶液回收铜时，铁的存在使电流效率降低，从而使回收复杂化。为了避免这些问题，建立罐室(tankhouse)中溶液或多或少连续不断地“流失(bleed)”，使流失的溶液循环回至初始原料中或循环至浸提料本身。由于这些罐室流失溶液中含有可察觉量的铜和酸，整个系统的效率得到补偿。目前，由具有铁值的水溶液中回收铜值(coppper values)时最常用的试剂是具有相对高的铜/铁选择性的试剂，即是那些在标准操作条件下可萃取原料中高比例铜和较小比例铁的试剂。在这些试剂中，确实显示出好的铜/铁选择性特征的试剂是那些包括羟基芳基肟的萃取剂，例如长链的烷基或链烯基增溶的羟基芳基醛肟或酮肟。例如，参见Birch，“新型铜萃取的评价‘P-1’”，刊登于1974年国际溶剂萃取会议论文汇编，pp2837-2871，其中的“在硫酸盐系统中…对Fe(III)的高选择性”给出了含有2-羟基-5-壬基苯甲醛肟萃取剂的试剂。如USP5,670,035所述，酮肟例如2-羟基-5-烷基苯基酮肟也可以用来选择性地提取铜，该文献全文被引入作为参考。已经证明用上面提到的每一种含羟基芳基肟的试剂由含铜和铁的矿石中萃取出来的铁的量是不理想的。结果，由这些溶液中回收铜时必然至少会有一些溶液由罐室中流失，造成整个系统经济上的损失。因此，对能够从含铜和铁的水溶液中更完全地排除铁、选择性回收铜的方法存在需求。专利技术概述本专利技术的一个方面涉及在含有溶解的铜和铁值的原料水溶液中使铜与铁分离的方法，该方法包含使原料溶液与水不溶混的有机溶液接触，其中所述的有机溶液由烃溶剂和下述式I化合物组成 其中R5是C1-22直链或支链烷基，C2-22直链或支链链烯基，C6芳基，C7-22芳烷基，卤素，OH或-OR6，其中R6是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基、C7-22芳烷基；R1是氢，或C1-22直链或支链烷基或链烯基、C6芳基或C7-22芳烷基；R2-R4是氢，卤素，C6-12直链或支链烷基，-OR6，其中R6是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基或C7-22芳烷基，以形成含有铁的水相和由烃溶剂和铜-萃取剂复合物组成的有机相，所述的铜-萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的。R2-R5基团使所得到的铜-萃取剂复合物溶解于烃溶剂。在完成萃取阶段之后，分离有机相与水相，有机相基本上不含铁和/或铁-萃取剂复合物。本专利技术的另一方面涉及新的可用作铜萃取剂的酮肟，所述的酮肟具有下式II化合物 其中R11是C1-22直链或支链烷基，C2-22直链或支链链烯基，C6芳基，C7-22芳烷基，卤素，OH或-OR6，其中R6是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基、C7-22芳烷基；R7是C1-22直链或支链烷基或链烯基，C6芳基或C7-22芳烷基；支链烷基，C2-22直链或支链链烯基，C6芳基，C7-22芳烷基，卤素，OH或-OR12，其中R12是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基、C7-22芳烷基；R7是C1-22直链或支链烷基，C2-22直链或支链链烯基，C6芳基或C7-22芳烷基；R8-R10是氢，卤素，C6-12直链或支链烷基，-OR12，其中R12是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基，或C7-22芳烷基，条件是R8-R10的碳原子总数至少为7。专利技术的详细描述在本专利技术由含有溶解的铜和铁值的原料水溶液中中，使原料溶液与水不溶混的有机溶液接触，所述的有机溶液由烃溶剂和下述式I化合物组成 其中R5是C1-22直链或支链烷基，C2-22直链或支链链烯基，C6芳基，C7-22芳烷基，卤素，OH或-OR6，其中R6是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基、C7-22芳烷基；R1是氢，或C1-22直链或支链烷基或链烯基，C6芳基或C7-22芳烷基；R2-R4是氢，卤素，C6-12直链或支链烷基，-OR6，其中R6是C1-22直链或支链烷基、C2-22直链或支链链烯基、C6芳基或C7-22芳烷基，以形成含有铁的水相和由烃溶剂和铜-萃取剂复合物组成的有机相，所述的铜-萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的。选择R2-R5基团使所得到的铜-萃取剂复合物可溶解于烃溶剂，溶解度至少在大约1g/l Cu，优选至少为5g/l。可用于本专利技术的方法的式I化合物可用本领域熟练技术人员已知的多种方法制得。例如，可通过使邻甲酚与三聚丙烯在酸催化剂如AMBERLTST15树脂存在下进行反应，生成4-壬基-2-甲酚，进而再在催化剂如甲酚钛存在下，使其与低聚甲醛反应转化成醛。然后，使3-甲基-5-壬基水杨基醛与羟胺硫酸盐反应，生成3-甲基-5-壬基水杨基醛肟制备得到3-甲基-5-壬基水杨基醛肟。在各种情况下，所有R2-R5基团中的碳原子的总数必须足够大，以使相应的铜-萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的。烃溶剂可以是介电常数高达大约2.5的任何液体有机化合物。这些液体的实例包括但不限于液体烷烃如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷；液体芳族化合物如苯，甲苯，邻、间和对二甲苯；优选的溶剂是其闪点为大约150°F或更高并且在水中的溶解度小于大约0.1的溶剂。使含有溶解的铜或铁值的原料溶液与水不溶混的有机溶液接触一段时间，这段时间要足以使本文所述的肟与铜和铁离子形成复合物，其中所述的有机溶液由本文所述的烃溶剂和式I化合物组成。该原料可以任何方式与有机溶液接触，使不溶混的两相一起共存一段时间，这段时间足以使式I化合物与铁和铜离子形成复合物。这包括在分液漏斗中一起振荡两相，或在如USP4,957,714中所述的混合罐中混合两相，本文引用上述全部内容作为参考。尽管不希望受理论的制约，相信本专利技术方法中铜/铁选择性的提高是由于3-取代肟铁复合物相对于相应的铜复合物的稳定性降低。这种稳定性的差异与式I肟的结构有关。3-取代肟的铜复合物比3-取代肟的铁复合物更稳定。此稳定性差异没有3-位是未取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
在含有溶解的铜和铁值的原料水溶液中使铜与铁分离的方法，该方法包含使原料溶液与水不溶混的有机溶液接触，其中所述的有机溶液由烃溶剂和式Ⅰ化合物组成：Ⅰ ＊＊＊其中Ｒ↓［５］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基，Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯 基，Ｃ↓［６］芳基，Ｃ↓［７－２２］芳烷基，ＯＨ或－ＯＲ↓［６］，其中Ｒ↓［６］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基、Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯基，Ｃ↓［６］芳基、Ｃ↓［７－２２］芳烷基；Ｒ↓［１］是氢，或Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基或链烯基，Ｃ↓［６］芳基或Ｃ↓［７－２２］芳烷基；Ｒ↓［２］－Ｒ↓［４］是氢，卤素，Ｃ↓［６－１２］直链或支链烷基，ＯＲ↓［６］，其中Ｒ↓［６］是Ｃ↓［１－２２］直链或支链烷基、Ｃ↓［２－２２］直链或支链链烯基、Ｃ↓［６］芳基、Ｃ↓［７－２２］芳烷基，以形成含有铁的水相和由烃溶剂和铜－萃取剂复合物组成的有机相，所述的铜－萃取剂复合物在烃溶剂中是可溶的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：SI康，P马迪森，MJ沃尼戈，RB苏德斯，GA沃尔菲，
申请(专利权)人：科金斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]