离子液体—正戊醇体系萃取废线路板浸出液中金的研究

发布时间：2020-05-28 17:51

【摘要】：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([C_(16)mim][NTf_2]),和吡啶离子液体N-己基吡啶双三氟甲磺酰亚胺([Hpy][NTf_2])做为萃取剂,正戊醇做为稀释剂,对H_2SO_4-NaClO_3体系中浸出的Au(Ⅲ)进行了萃取研究。研究考察了H_2SO_4-NaClO_3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(Au~(3+))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H_2SO_4-NaClO_3体系浸出金的主要影响因素为NaClO_3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(H_2SO_4)=0.16ml/ml,c(NaClO_3)=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[C_(16)mim][NTf_2]萃取剂,当浸出液中c(Au~(3+))=0.05g/L时,相比(V_(IL)/V_(aq))=1:3,浸出液pH=1.6,c([C_(16)mim][NTf_2])=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][NTf_2]萃取剂,当浸出液中c(Au~(3+))=0.06g/L时,相比(V_(IL)/V_(aq))=1:3,浸出液pH=1.6,c([Hpy][NTf_2])=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[C_(16)mim][NTf_2]-正戊醇体系对H_2SO_4-NaClO_3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90~250rpm内,温度在298K~338K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。
【图文】：

结构式,离子液体

243U容将研究咪唑离子液体 1-十六烷基-3-甲基咪唑双三氟甲Tf2]，代替传统的金的萃取剂，以正戊醇为稀释剂，对硫酸和氯液就行萃取研究。结合紫外光谱和红外图谱来分析[C16mim][NT，，探究 pH、离子液体浓度、相比和浸金液中 Au3+的浓度对萃取来反萃还原金单质。分试剂及材料液体（ILs），1-十六烷基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺，[C16成捷离子液体有限公司，AR>99%，直接使用，化学结构式见图%）购买于国药，直接使用。NaOH（AR>99%），购买于国药。氯酸钠反应制得；硫酸（AR>99%），氯酸钠（AR>99%）均购过向浸出液添加金属氯盐制备：CuCl2、AlCl3、FeCl3、ZnCl2和99%），蒸馏水用于配置实验中的各种溶液。

核磁共振,核磁共振,浸金,阴离子交换

海第二工业大学硕士学位论文第 2根据浸金液和萃合物[C16mim]-AuCl4紫外图谱的对比分析得出咪唑离子6mim][NTf2]发生的萃取行为是阴离子交换机理，且[C16mim]+与 AuCl4-形成了 1合物；从[C16mim][NTf2]和[C16mim]-AuCl4的红外光谱图分析，可以知道[C16mimCl4-还发生了较强的静电吸附作用。根据萃合比的分析可以得出离子6mim][NTf2]与浸金液发生的萃取反应的机理为阴离子交换，反应式如下：ILILaq[C mim][NTf][Cmim][NTf]162162 164164[C mim]AuCl[Cmim]AuClIL
【学位授予单位】：上海第二工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF831;X705

【参考文献】