一种高效选择性浸出金的非氰浸金剂及制备方法和用途

技术领域

本发明涉及浸金剂及制备方法和用途，特别涉及一种高效选择性浸出金的非氰浸金剂及制备方法和用途。

背景技术

电子废物包括人类在生活中产生的各种废弃电子电气设备，由于电子产品的快速更新换代，诸如电视机、电脑、打印机、移动电话等使用周期越来越短，以致它们大量地被废弃而产生数量庞大的电子废物。电子废物不但造成资源的堆砌和浪费，而且对环境产生巨大危害。由于这些电子废物中含有大量可回收利用的物质如塑料、玻璃纤维、金属等，尤其是金、银、钯等贵金属的含量是富金属矿的数十倍，所以它们又被称为“城市矿山”。金具有高效地催化活性，良好的高温抗氧化、抗腐蚀作用，延展性好，热稳定性高等特性，世界上43％总量的金被用在电子及相关行业上，所以能够找到一种安全快速、高效地从电子废物中回收金的技术至关重要。湿法冶金是现在广泛使用的高效、快速、可控的回收技术。湿法冶金最开始也是最重要的一步就是浸出，浸出是指用浸出剂将金变为可溶物质，金可以离子态存在于浸出液中，从而为接下来的萃取、离子交换、吸附等技术提供必要条件。

目前国内主要采用的金的浸出剂有强酸碱、氰化物、卤化物、硫脲、硫代硫酸盐等。强酸碱浸出剂的代表是王水，它能够浸出大部分的金，但是选择性差，浸出后不能很好的将金与其他金属分离，且产生的强酸性废液难处理，易造成二次污染。氰化物浸出金有很长的工业化运用历史，它可以有效地浸出贵金属，但是具有致命的毒性，应用以来造成了很多的污染案例，造成了严重的河流和地下水污染等，这让人们转向非氰试剂的研究。氯气等卤化物因为腐蚀性强、毒性大，不易控制等缺点不利于工业化；硫脲具有很高的金浸出率，但因易分解而消耗量大、成本高，目前并没有大范围应用；硫代硫酸盐虽可达到可观的浸出效率，但是其试剂消耗量巨大且浸出时间很长，这导致了很大的经济成本和时间成本。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种高效选择性浸出金的非氰浸金剂。

本发明另一目的是提供所述高效选择性浸出金的非氰浸金剂的制备方法。

本发明最后一目的是提供所述高效选择性浸出金的非氰浸金剂的用途。

技术方案：本发明提供一种高效选择性浸出金的非氰浸金剂，由可溶于水的含卤素有机物、可溶于水的含氮有机物、水或碱溶液组成，不包括N-溴代丁二酰亚胺与固体吡啶类衍生物与碱的组合形式。

将可溶于水的含卤素有机物、可溶于水含氮有机物溶于水溶液或碱溶液，含卤素有机物中的卤素在含氮有机物的催化和辅助溶解作用下脱离原含卤素有机物分子，在水溶液或碱溶液中形成卤离子、次卤酸根离子、卤酸根离子等含卤素化合物。

上述水溶液或碱溶液中形成的含卤素化合物，具有与金的强配位性、对金的强氧化性，可以促使金被浸出溶解，以离子态进入溶液。在一定的搅拌作用下，非氰浸金剂不断与含金物料外表面和内表面的金快速反应，促进金的持续溶解。

进一步地，所述卤素为F、Cl、Br、I中的一种或多种的混合物。

进一步地，所述可溶于水的含卤素有机物包括易溶于水含卤素有机物、可溶于水含卤素有机物、微溶于水含卤素有机物中的一种或多种的混合物；所述可溶于水的含氮有机物包括易溶于水含氮有机物、可溶于水含氮有机物、微溶于水含氮有机物中的一种或多种的混合物。

进一步地，所述可溶于水的含氮有机物包括胺、酰胺、含氮杂环有机物、肟、腙、腈中的一种或多种的混合物；碱溶液包括氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钾水溶液中的一种或多种的混合物。

进一步地，所述可溶于水的含卤素有机物和可溶于水的含氮有机物的物质的量的比为1-600∶1-1000，可选地为10-300∶50-500。

所述的高效选择性浸出金的非氰浸金剂的制备方法，将可溶于水的含卤素有机物溶解在水或碱溶液中，搅拌，加入可溶于水的含氮有机物，得到非氰浸金剂。

进一步地，所述水溶液或碱溶液中含卤素有机物的浓度为1-600mM，可选地为10-300mM；水溶液或碱溶液中含氮有机物的浓度为1-1000mM，可选地为50-500mM。

进一步地，溶解后调节pH值至1-10，可选地为2-8。

所述的高效选择性浸出金的非氰浸金剂在对含金物料中的金进行浸出、选择性回收中的用途。

进一步地，所述浸出过程的温度为5-100℃，可选地为10-50℃。

有益效果：本发明浸金条件温和、快速，对金选择性高，对金的浸出率优于大多传统浸出剂。本发明的非氰浸金剂，其工业原料来源广泛，廉价易得，制备过程简单，对制取设备要求低，适合大范围工业推广；在较低浓度和液固比条件下可以取得工业上能接受的高浸金率，且对含金物料中其他主要金属的浸出率低，可以取得对金的高选择性回收，提高金与其他金属浸出的分离度。本发明的非氰浸金剂，可应用于金矿石、含金工业废料、含金电子垃圾等多种含金物料中金的选择性回收，试剂毒性低，二次污染小，对废液的处理难度低，具有广阔的实际应用前景。

附图说明

图1为实施例1中，二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线；

图2为实施例2中，二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线；

图3为实施例3中，氯代丁二酰亚胺浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线；

图4为实施例4中，低浓度二氯海因在低温、低pH条件下对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线；

图5为实施例5中，高浓度二溴海因在低温、高pH条件下对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线；

图6为实施例6中，二溴海因在高温条件下对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率与时间的关系曲线。

具体实施方式

实施例1二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.二溴海因浸金剂制备方法

将二溴海因、尿素加入到氢氧化钠碱溶液中，搅拌溶解，调节pH值为7，形成二溴海因浓度为300mmol/L，尿素浓度为2.5mol/L的浸金液。

2.二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述二溴海因浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶50固液比下混合形成浸出体系，在25℃下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将1g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶50和1∶40加入到上述制得的二溴海因浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后清洁高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为25℃，浸金剂pH为7，固液比为1∶50，结果见图1。

图1表示了二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出仅浸出1h后，印刷线路板金手指中Au的浸出率达到87.18％，优于大多传统浸金剂。在同一浸出实践下，Fe的浸出率仅为0.88％，Ca的浸出率仅为2.90％Cu的浸出率仅为11.82％，Ni的浸出率仅为20.03％。仅浸出3h后，印刷线路板金手指中Au的浸出率达到96.59％，几乎将样品中所有Au浸出，且其他金属的浸出率较低。可以看出，二溴海因浸金剂对Au的浸出非常快速，在1h内即可浸出大量的Au，且二溴海因浸金剂对Au的浸出选择性极高，能够有效与印刷线路板金手指中其他主要金属其他主要金属分离。

实施例2二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.二氯海因浸金剂制备方法

将二氯海因、尿素加入到水溶液中，搅拌溶解，形成二氯海因浓度为300mmol/L，尿素浓度为3.0mol/L的浸金液。

2.二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述二氯海因浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶150固液比下混合形成浸出体系，在25℃下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将1g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶150和1∶40加入到上述制得的二氯海因浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的二氯海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的二氯海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后清洁高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为25℃，固液比为1∶150，结果见图2。

图2表示了二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出浸出仅5h后，印刷线路板金手指中70.73％的Au被浸出，其浸出速率优于传统浸出剂，此条件下Au的浸出率也优于多数传统浸金剂，且在同一浸出实践下，Fe的浸出率仅为1.28％，Ca的浸出率仅为1.49％，Cu的浸出率仅为13.68％。可以看出，二氯海因浸金剂能够快速地选择性浸出印刷线路板金手指中的Au，使印刷线路板金手指中的金能够有效与其他主要金属分离。

实施例3氯代丁二酰亚胺浸金剂对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.氯代丁二酰亚胺浸金剂制备方法：

将氯代丁二酰亚胺、尿素加入到水溶液中，搅拌溶解，形成氯代丁二酰亚胺浓度为300mmol/L、你尿素浓度为2mol/L的浸金液。

2.氯代丁二酰亚胺浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述氯代丁二酰亚胺浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶300固液比下混合形成浸出体系，在25℃下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将1g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶300和1∶40加入到上述制得的氯代丁二酰亚胺浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的氯代丁二酰亚胺浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的氯代丁二酰亚胺浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后环保高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.氯代丁二酰亚胺浸金剂对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为25℃，固液比为1∶300，结果见图3。

图3为氯代丁二酰亚胺浸金剂对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出浸出仅5h后，印刷线路板金手指中的Au有53.86％浸出，氯代丁二酰亚胺浸金剂的浸金速率快于传统浸出剂，并且在同一浸出实践下，氯代丁二酰亚胺浸金剂对其他金属的浸出率均远远低于对Au的浸出率，此时Fe的浸出率仅为2.59％，Ca的浸出率仅为1.12％，Cu的浸出率仅为13.28％。可以看出，氯代丁二酰亚胺浸金剂对Au的浸出非常快速，且对Au有很高的选择性，能够有效与印刷线路板金手指中其他主要金属分离。实施例4低浓度二氯海因浸金剂在低温、低pH条件下对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.二氯海因浸金剂制备方法

将二氯海因、尿素加入到水溶液中，搅拌溶解，形成二氯海因浓度为1mmol/L，尿素浓度为1000mmol/L的浸金液。

2.二氯海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述二氯海因浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶500固液比下混合形成浸出体系，在5℃、pH＝1条件下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将0.5g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶500和1∶40加入到上述制得的二氯海因浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的二氯海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的二氯海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后清洁高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.低浓度二氯海因浸金剂在低温、低pH条件下对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为5℃，固液比为1∶500，pH＝1，结果见图4。

图4表示了低浓度二氯海因浸金剂在低温、低pH条件下对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出浸出5h后，印刷线路板金手指中2.53％的Au被浸出，且在同一浸出实践下，Fe的浸出率为0.48％，Ca的浸出率仅为0.65％，Cu的浸出率仅为2.30％。可以看出，二氯海因浸金剂能够快速地选择性浸出印刷线路板金手指中的Au。

实施例5高浓度二溴海因浸金剂在低温、高pH条件下对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.二溴海因浸金剂制备方法

将二溴海因、尿素加入到氢氧化钠碱溶液中，搅拌溶解，调节pH值为10，形成二溴海因浓度为600mmol/L，尿素浓度为1mmol/L的浸金液。

2.二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述二溴海因浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶200固液比下混合形成浸出体系，在5℃下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将0.5g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶200和1∶40加入到上述制得的二溴海因浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后清洁高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.高浓度二溴海因浸金剂在低温、高pH条件下对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为5℃，浸金剂pH为10，固液比为1∶200，结果见图5。

图5表示了高浓度二溴海因浸金剂在低温、高pH条件下对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出仅浸出5h后，印刷线路板金手指中Au的浸出率达到18.98％。在同一浸出实践下，Fe的浸出率仅为0.64％，Ca的浸出率仅为1.11％，Cu的浸出率仅为6.98％，Ni的浸出率仅为4.42％。可以看出，二溴海因浸金剂对Au的浸出非常快速，且二溴海因浸金剂对Au的浸出选择性很高。

实施例6二溴海因在高温条件下对印刷线路板金手指中金的浸出、回收

1.二溴海因浸金剂制备方法

将二溴海因、尿素加入到氢氧化钠碱溶液中，搅拌溶解，调节pH值为4，形成二溴海因浓度为100mmol/L，尿素浓度为1000mmol/L的浸金液。

2.二溴海因浸金剂对印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出、回收

将上述二溴海因浸金剂，与经研磨后的印刷线路板金手指粉末在1∶200固液比下混合形成浸出体系，在100℃下，以200rpm速率进行浸出反应。

3.测定印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率

将0.5g经研磨后的印刷线路板金手指粉末分别按固液比1∶200和1∶40加入到上述制得的二溴海因浸金剂和新制王水中，在200rpm下反应一段时间，其中印刷线路板金手指粉末与非氰浸金剂按照实验设定反应一定时间，印刷线路板金手指粉末与新制王水反应6h(反应6小时则认为金被全部浸出，以此作为参照)。浸出反应结束后，进行抽滤，得到印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液。

印刷线路板金手指中金及其他主要金属的浸出率测定：用ICP-OES分别检测印刷线路板金手指的二溴海因浸出液和印刷线路板金手指的王水浸出液中金及其他主要金属的含量。

本发明中，浸出率为浸出后清洁高效非氰浸金剂中金含量和王水浸出液中金含量的比。其他金属浸出率同上所述。

4.二溴海因在高温条件下对印刷线路板金手指中Au及其他主要金属的浸出率与时间的关系

反应温度为100℃，浸金剂pH为4，固液比为1∶200，结果见图6。

图6表示了二溴海因在高温条件下对印刷线路板金手指中Au及Ni，Cu，Fe，Ca的浸出率随时间变化的曲线。

可以看出仅浸出5h后，印刷线路板金手指中Au的浸出率达到76.94％。在同一浸出实践下，Fe的浸出率仅为1.44％，Ca的浸出率仅为1.82％，Cu的浸出率仅为26.81％，Ni的浸出率仅为40.41％。可以看出，二溴海因浸金剂对Au的浸出非常快速，且二溴海因浸金剂对Au的浸出选择性很高，能够在短时间内使Au与其它金属有效分离。