金属阴离子 离子液体在黄铜矿湿法冶金中的应用研究(2)

CuFeS2+4H++O2 Cu2++Fe2++2S+2H2O

通过黄铜矿浸出的条件实验研究表明，减小矿物粒度、增加搅拌速度、提高浸出温度、增加离子液体浓度、提高氧分压可以提高黄铜矿的浸出率。通过实验数据分析得出，在40～90℃的温度范围内黄铜矿在离子液体水溶液中溶解主要取决于元素硫固体产物层的内扩散控制，其表观活化能为69.4kJ/mol;当温度达到70℃以上，黄铜矿的溶解速率明显提高。与传统水溶液浸出黄铜矿相比，离子液体可能起到促进溶解氧的传递及其还原反应而加速黄铜矿的氧化浸出，故而可以推测离子液体能够起一定催化作用。测定了黄铜矿浸出的速率常数与氧分压有如下关系：

kd=kdθ(PO2/Pθ)0.25

通过电化学测试，发现在600～800mV(vsSHE)黄铜矿在离子液体水溶液中发生明显的直接氧化反应，但产生的元素硫会导致一定程度的钝化，从而在实际浸出过程中影响整个溶解速率。

离子液体的合成制备方法：

1、常规合成法：

(1)一步法：采用叔胺与卤代烃或脂类物质发生加成反应，或利用叔胺的碱性和酸性发生中和反应而一步生成目标离子液体的方法。

(2)两步法：两步法的第一步是通过叔胺和卤代烃反应制备出季胺的卤化物;第二部再将卤素离子置换为目标离子液体的阴离子(合成米唑离子液体，氨基酸类离子液体，膦类离子液体等)

一步法和两步法是比较普遍的方法，因此具有普适性，但离子液体通常需要在加热条件下完成而常规的加热搅拌需要较长时间，因而导致合成离子液体的效率和产率均偏低。

2、外场强法：

(1)微波法：通过极性分子在快速变化的电磁场不断改变方向而英气分子的发热，属于体相加热。微博发加热升温速度较快，可极大提高反应速率，甚至提高产率和纯度。

(2)超声波法：超声波借助于超声空化作用能够在液体内部形成局部高温高压微环境，并且超声波的震动搅拌作用可极大提高反应速率，尤其是非均相化学反应。

(3)微反应器法：微反应器法一般是指在一个内部尺寸为几微米到几百微米的小型微反应器内进行的反应。微反应器不但具有所需空间小，质量和能量消耗少以及反应时间短的优点，而且能够显著提高反应物产率与选择性以及传质传热效率。