利用氨基酸洗脫劑從螯合樹脂中洗脫金屬離子的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及從螯合交換樹脂中洗脫金屬離子。
【背景技術】
[0002] 基于包括亞甲基氨基吡啶或膦酸側基的交聯的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基質 的螯合交換樹脂已經被用于金屬（例如銅、鎳、鉻、鈷、鐵等）的回收。美國專利號3998924， 4031038,4098867,4451375,5112837,5141965 和 5182026 各自描述了包括亞甲基氨基吡啶 官能團的螯合交換樹脂的實例，所述亞甲基氨基吡啶官能團含有吡啶甲基胺部分如：2_吡 啶甲基胺、雙-(2-吡啶甲基胺）、N-(2-羥乙基）-2-吡啶甲基胺、N-(2-羥丙基）-2-吡啶 甲基胺、N-甲基-2-吡啶甲基胺和N-(2-甲基氨基乙基）-2-吡啶甲基胺。US 4895905、US 5231115和US4564644描述了大孔和凝膠型的交聯苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基質，其包含 具有包含2-吡啶甲基胺部分的亞甲基氨基吡啶官能團的互穿聚合物網絡。US5723098描述 了將包括氨基膦酸基團的螯合樹脂用于從酸洗脫液中回收鐵離子。
[0003] 負載于此種螯合樹脂上的金屬通常利用強無機酸或氨通過洗脫去除。傳統的洗脫 劑可造成環境挑戰并且干擾后續的電解提取操作。
【發明內容】
[0004] 本發明包括至少部分地解決了上述缺點的系統和方法。在一個實施方式中，本發 明包括從金屬負載的螯合樹脂的床中洗脫金屬離子的方法，其中，所述樹脂包括具有亞甲 基氨基吡啶或膦酸側基的交聯苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基質，并且所述方法包括如下步 驟：使洗脫劑經過所述床以從所述螯合樹脂至少部分地去除所述金屬離子并產生富含金屬 的洗脫液，其中，所述洗脫劑包括包含具有分子量小于500道爾頓的氨基酸化合物的水溶 液。
[0005] 在另一實施方式中，本發明包括用于通過螯合和電解提取從產品產物液體溶液中 回收金屬的系統和方法，所述方法包括如下步驟：(a)使含有金屬離子的產物液體溶液經 過選擇性負載所述金屬離子的樹脂床；(b)使所述洗脫劑經過所述床以從所述螯合樹脂中 至少部分地去除所述金屬離子并產生富含金屬的洗脫液；并且（c)電解提取所述富含金屬 的洗脫液以產生電解提取的金屬和金屬貧化的洗脫液。所述金屬貧化的洗脫液的至少一部 分可任選地與產物液體溶液合并，并且重復步驟（a)、（b)和（c)。描述了許多其它實施方 式。
【附圖說明】
[0006] 圖1是柱狀圖，其示出了如實施例1中進一步描述的，使用各種洗脫劑在不同pH 值的總的銅洗脫。
[0007] 圖2是如實施例2中進一步描述的，使用不同的洗脫劑的銅的洗脫曲線圖。
[0008] 圖3是如實施例3中進一步描述的，使用選定洗脫劑在不同的pH值下鐵洗脫的曲 線圖。
【具體實施方式】
[0009] 在一組實施方式中，本發明包括用于從螯合樹脂中洗脫金屬的系統和方法。在另 一組實施方式中，本發明包括通過螯合和電解提取從產物液體溶液中回收金屬的系統和方 法。術語"產物液體溶液"，有時也被稱為"富集浸提溶液"或"富集液體溶液"，在本文中縮 寫為"PLS"。所述PLS的來源沒有特別的限制，但通常是通過堆浸、槽浸或加壓浸提礦石產 生。所述PLS包括包含一種或多種金屬（如銅、鎳、鈷、鉻、鎘、鐵、鈾、鋅、銀、金、汞、鉑、釩和 鉬）的酸性水溶液。所述PLS通常具有小于4,但更通常小于3的pH。
[0010] 通常，使PLS經過選擇性負載感興趣的金屬離子（例如銅、鎳）的螯合交換樹脂 床。金屬離子隨后通過使洗脫液經過所述床而從所述樹脂中釋放以從所述樹脂中至少部分 地去除金屬離子，并產生富含金屬的洗脫液，。然后，所述富含金屬的洗脫液可以經受電解 提取，以產生電解提取的金屬和金屬貧化的洗脫液。所述金屬貧化的洗脫液可被再循環并 與PLS合并，用于后續處理作為連續或分批工藝的一部分。在另一實施方式中，經過螯合交 換樹脂的第一床（或多個床）的PLS穿過去除較低價金屬如鐵的第二床，所述較低價金屬 否則可干擾電解提取。然后，所述PLS可以被再回收或再利用。
[0011] 所述洗脫液包括包含分子量小于500道爾頓，并且更優選小于300道爾頓的氨基 酸化合物的水溶液。所述洗脫液的PH優選至少為7,更優選至少為8,還更優選至少為9,并 且在一些實施方式中至少為10。在洗脫液中的氨基酸化合物濃度優選為0. 1至3摩爾，更 優選為0. 2至2摩爾，還更優選為0. 3至1. 5摩爾。在一個實施方式中，所述氨基酸化合物 包括一種或多種由式I表示的氨基酸的官能團。
[0012] 式（I):
[0013]
【主權項】
1. 從金屬負載的螯合樹脂的床中洗脫金屬離子的方法，其中，所述樹脂包括具有亞甲 基氨基吡啶或膦酸側基的交聯苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基質，并且所述方法包括如下步 驟：使洗脫劑經過所述床以從所述螯合樹脂中至少部分地去除所述金屬離子，并且產生富 含金屬的洗脫液，其中，所述洗脫劑包括包含分子量小于500道爾頓的氨基酸化合物的水 溶液。
2. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述氨基酸化合物包含由式（I) 表不的氣基酸官能團：
3. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述氨基酸化合物由式（II)表 示：
其中，&和R2獨立地選自：氫和具有1至6個碳原子的烷基，所述烷基可為未被取代的 或者被下述至少之一取代：胺、氨基酸、羧酸、羥基、巰基和環結構，或者&和R 2可以共同形 成環結構。
4. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述氨基酸化合物選自下述至少 之一：亞氨基二乙酸和乙二胺四乙酸。
5. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述氨基酸化合物選自下述至少 之一：丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、組氨酸、 異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、鳥氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、硒代半胱氨酸、絲氨酸、牛 磺酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸和纈氨酸。
6. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述洗脫劑不包括氨和無機酸。
7. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述金屬離子包括銅離子。
8. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述金屬離子包括鐵離子。
9. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其進一步包含如下步驟： (a) 使含有金屬離子的產物液體溶液經過選擇性負載所述金屬離子的樹脂床； (b) 使所述洗脫劑經過所述床以從所述螯合樹脂至少部分地去除所述金屬離子，并產 生富含金屬的洗脫液；并且 (c) 電解提取所述富含金屬的洗脫液，以產生電解提取的金屬和金屬貧化的洗脫液； 并且 (d) 將所述金屬貧化的洗脫液的至少一部分與所述產物液體溶液合并，并且重復步驟 (a)、（b)和（c) ο
【專利摘要】從金屬負載的螯合樹脂的床中洗脫金屬離子的方法，其中，所述樹脂包括具有亞甲基氨基吡啶或膦酸側基的交聯苯乙烯-二乙烯基苯共聚物基質，并且所述方法包括如下步驟：使洗脫劑經過所述床以從所述螯合樹脂中至少部分地去除所述金屬離子，并且產生富含金屬的洗脫液，其中，所述洗脫劑包括包含分子量小于500道爾頓的氨基酸化合物的水溶液。
【IPC分類】B01J45-00, B01J49-00, C22B3-42
【公開號】CN104684644
【申請號】CN201380043037
【發明人】C·R·馬斯頓, M·S·史密斯, M·L·羅杰斯, K·S·伊斯特曼
【申請人】陶氏環球技術有限責任公司, 羅門哈斯公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年8月13日
【公告號】CA2888975A1, US20150175728, WO2014031382A1