專利名稱：一種利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用山竹渣制備吸附劑材料專門從鹽酸介質(zhì)溶液中高選擇性地提取黃金的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的提取黃金方法有汞齊法、氰化法，但是這些方法因為其眾所周知的使用劇毒試劑而急需開發(fā)清潔、環(huán)保的提取工藝。由此出現(xiàn)了硫脲溶浸法、硫代硫酸鹽溶浸法、水氯化法以及微生物溶浸法等具有清潔提取特點的新工藝，而其中硫脲溶浸法溶浸效率高， 毒性小等特點頗受關(guān)注，但是硫脲的成本較高，在一定程度上限制了該方法的推廣；硫代硫酸鹽也具有類似的特點而仍主要停留在實驗室研究階段；微生物法成本低、環(huán)保清潔，但是溶浸周期長、對溶浸條件要求較苛刻是其突出的缺點；而水氯化法則因其成本低、溶浸效率高，適應(yīng)性廣而備受關(guān)注。隨著電子工業(yè)、首飾業(yè)、催化劑及電鍍等行業(yè)報廢而產(chǎn)生的電子垃圾，其中的貴金屬再生循環(huán)已經(jīng)成為一個令人頭疼的問題?，F(xiàn)有從電子垃圾中提取再生貴金屬的方法多難以避免二次污染問題，因此給這個行業(yè)的良性發(fā)展帶來不小的障礙。這個問題跟電子垃圾中的元素種類多、含量高低不一等特點有關(guān)。以廢舊手機(jī)為例，一個報廢的手機(jī)中往往含有至少15種金屬，這些金屬在氯化物水溶液體系溶浸過程中，大部分會一起轉(zhuǎn)移到溶液中，因此在后續(xù)的富集提取過程中往往難以實現(xiàn)選擇性地分離提取。傳統(tǒng)的富集方法如活性炭吸附、活性金屬置換或離子交換樹脂提取等方法，往往要么存在著提金選擇性差的缺點，要么成本高以及后處理麻煩等缺點。而利用生物質(zhì)廢棄物為原料，制備合成出吸附劑材料，用于以上電子垃圾溶浸液中黃金離子的富集分離，則具有成本低廉、分離提取效果好、環(huán)境友好的特點。本發(fā)明提供一種制備吸附劑的方法，采用山竹渣來做原料制備可以實現(xiàn)以上選擇性富集分離功能的吸附劑材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種有效的改性方法，將山竹渣用來制作成吸附劑材料， 既能用于電子垃圾或其他來源的黃金的再生提取，又能拓展山竹果業(yè)廢棄物的應(yīng)用范圍， 使其變廢為寶，給山竹水果產(chǎn)業(yè)帶來新的價值增長點。
該方法將山竹果皮，經(jīng)過水洗、試劑浸泡處理、洗滌、真空低溫干燥、破碎、分級等若干級工序后制備而成吸附劑材料。該方法制備而成的吸附劑材料，按照一定比率與含有黃金離子及多種賤金屬離子的氯化鹽混合酸溶液中接觸，即可發(fā)生吸附作用，過濾之后即可實現(xiàn)溶液中黃金元素的選擇性提取分離。該方法操作簡單，處理周期短，無二次污染且處理成本低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法，具體包括以下步驟1)清洗取一定量的山竹水果皮，進(jìn)行水洗，將其中的色素、低分子量成分及可溶于水的成分洗去或采用有機(jī)試劑進(jìn)行洗滌以盡量除去其中可溶性成分，過濾，得到固體物質(zhì)，備用；所述有機(jī)試劑包括乙醇、丙酮或常用無毒低分子量試劑；2)堿性溶液改性處理將以上清洗后的固體物質(zhì)與堿、水按照1:0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)0. 5-M小時后，過濾，得到固體物質(zhì)；其中，所述堿包括鋰、鈉、 鉀、鈣、鎂的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽，或碳酸銨、碳酸氫銨、尿素、氨水，既可以是以上每一種堿單獨(dú)使用，也可以二種以上混合搭配使用；3)將以上固體產(chǎn)物經(jīng)過水洗、送入真空烘箱中，在溫度為60-1200C干燥，再經(jīng)過破碎、 篩分后即可得到吸附劑材料；4)配制濃度為0.1-10毫摩爾每升含鐵、鎳、銅、鋅和金離子的鹽酸溶液，按照吸附劑的重量與溶液的體積為0. 5-20g/l比例加入步驟3得到的吸附劑材料，振蕩于室溫下M-48 小時吸附劑可充分吸附水溶液中的黃金離子，從而將黃金離子吸附提取出來。
進(jìn)一步，所述步驟2還替換為金屬可溶性鹽類改性處理將步驟1清洗后的固體物質(zhì)與鹽、水按照1 0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)不低于0. 5-48小時后， 過濾，得到固體物質(zhì)；其中，所述金屬可溶性鹽類包括鋰、鈉、鉀、鎂、鈣的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽中的一種或兩種以上混合使用。
進(jìn)一步，所述步驟2還替換為酸性試劑改性處理步驟1清洗后的固體物質(zhì)與酸、 水按照1 :0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)不低于0. 5-24小時后，過濾， 得到固體物質(zhì)；其中，所述酸性試劑包括硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸、磷酸、高氯酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸中的一種或兩種以上混合。
本發(fā)明的有益效果是由于采用上述設(shè)計的利用山竹果皮來制取吸附劑從鹽酸介質(zhì)水溶液中高選擇性地提取黃金離子的方法，設(shè)計合理，操作簡單，效果顯著。本發(fā)明與現(xiàn)有使用的技術(shù)相比，處理成本大幅度降低，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)處理方法成本的10-20%，處理周期也大為縮短，僅需要經(jīng)過1小時以上的充分的接觸就能將水溶液中的黃金離子吸附干凈，且吸附處理后不會引起二次污染、操作簡單，易于推廣。


圖1為山竹果皮經(jīng)過氫氧化鈣溶液處理M小時后制成的吸附劑對含有黃金離子及鉛、銅、鎳、鐵離子的鹽酸溶液中的吸附百分率與溶液中酸濃度之間的關(guān)系圖。
圖2為以上堿性改性處理過的山竹果皮吸附劑自鹽酸介質(zhì)中的吸附黃金的等溫吸附量。
圖3為山竹果皮經(jīng)過98%硫酸溶液處理M小時后制成的吸附劑對含有黃金離子及鉛、銅、鎳、鐵離子的鹽酸溶液中的吸附百分率與溶液中酸濃度之間的關(guān)系圖。
圖4為以上酸性改性處理過的山竹果皮吸附劑自鹽酸介質(zhì)中的吸附黃金的等溫吸附量。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例子來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水50毫4升，加氫氧化鈣5克及5克氫氧化鈉，大力攪拌0. 5小時，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中于60°C烘干；將烘干物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制1毫摩爾每升濃度的含鐵、鎳、銅、鋅、金的金屬離子的鹽酸溶液，鹽酸濃度為1摩爾每升，與以上吸附劑顆粒按1. 6g/l的比例混合，振蕩于室溫下M小時后，將吸附劑顆粒過濾去除，濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量，結(jié)果如圖1、圖2所示。從圖1中可見，鹽酸介質(zhì)下，本發(fā)明所提供的改性方法制備的山竹渣吸附劑對黃金離子具有選擇性地吸附效果，而對其他的賤金屬離子則幾乎沒有吸附效果，由此結(jié)果可見，該吸附劑可望實現(xiàn)對黃金的高選擇性提取回收。圖2是采用以上改性方法制備的山竹渣的吸附劑在1摩爾每升濃度的鹽酸介質(zhì)中對不同濃度金離子的吸附量， 從中可估測該型吸附劑對黃金的吸附容量最高可達(dá)0. 51摩爾黃金每公斤吸附劑，即相當(dāng)于每公斤該類吸附劑可吸附提取約100克黃金。
實施例2 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水200毫升，加10毫升蘋果酸和10毫升草酸混合，大力攪拌2. 5小時后，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中110°C烘干；將烘干物打碎、篩分，將40目以下顆粒收集與，攪拌、 加熱，反應(yīng)M小時后，用水洗滌直至中性，并將顆粒物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制8. 5毫摩爾每升濃度下的含鐵、鎳、銅、鋅、金的金屬離子的鹽酸溶液，與以上吸附劑顆粒按16g/l的比例混合，振蕩于室溫下，26小時后，將吸附劑顆粒過濾去除，濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量，結(jié)果與實施例1結(jié)果類似。
實施例3 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水500毫升，加氯化鈣10克及氯化鈉5克及10毫升乙醇，大力攪拌4小時后，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中90°C烘干；將烘干物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制10毫摩爾每升濃度下的含鐵、鎳、銅、鋅、金的金屬離子的鹽酸溶液， 與以上吸附劑顆粒按20g/l的比例混合，振蕩于室溫下觀小時后，將吸附劑顆粒過濾去除， 濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量，所得結(jié)果與實施例1結(jié)果類似。
實施例4 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水50毫升，碳酸鈉5克，大力攪拌6小時后，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中 85°C烘干；將烘干物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制0.5毫摩爾每升濃度的含金的金屬離子的鹽酸溶液，與以上吸附劑顆粒按0. 5g/l的比例混合，振蕩于室溫下36小時后，將吸附劑顆粒過濾去除，濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量，所得結(jié)果與實施例1結(jié)果類似。
實施例5 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水100毫升，加尿素20克及濃氨水10毫升，攪拌8小時，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中75°C烘干；將烘干物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制4毫摩爾每升濃度下的含金的金屬離子的鹽酸溶液，與以上吸附劑顆粒按1. 6g/l的比例混合，振蕩于室溫下48小時后，將吸附劑顆粒過濾去除，濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量，所得結(jié)果與實施例1結(jié)果類似。
實施例6 取100克山竹果皮廢棄物，剪碎成不超過Icm長短的尺寸，加水300毫升，加氯化鎂20克及濃氨水10毫升，加熱到45°C，攪拌12小時，過濾，用水洗滌濾餅直至中性，然后送入真空烘箱中烘于90°C共12小時；將烘干物打碎、篩分至40目以下，即可得到提取黃金的吸附劑材料。配制0. 5毫摩爾每升濃度下的含鐵、鎳、銅、鋅、金的金屬離子的鹽酸溶液，與以上吸附劑顆粒按1. 6g/l的比例混合，振蕩于室溫下40小時后，將吸附劑顆粒過濾去除，濾液及吸附前溶液一起送金屬離子濃度分析檢測，分析檢測儀器可采用火焰原子吸收分光光度計。吸附量等于單位質(zhì)量的吸附劑顆粒所吸附金屬離子的質(zhì)量或摩爾量， 所得結(jié)果與實施例1結(jié)果類似。
權(quán)利要求
1.一種利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法，其特征在于，具體包括以下步驟1) 清洗取一定量的山竹水果皮，進(jìn)行水洗，將其中的色素、低分子量成分及可溶于水的成分洗去或采用有機(jī)試劑進(jìn)行洗滌以盡量除去其中可溶性成分，過濾，得到固體物質(zhì)，備用；所述有機(jī)試劑包括乙醇、丙酮等常用無毒低分子量試劑；2)堿性溶液改性處理將以上清洗后的固體物質(zhì)與堿、水按照1:0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)0. 5-M小時后，過濾，得到固體物質(zhì)；其中，所述堿包括堿金屬的氫氧化物碳酸氫鹽，或碳酸銨、碳酸氫銨、尿素、氨水，既可以是以上每一種堿單獨(dú)使用， 也可以二種以上混合搭配使用；3)將以上固體產(chǎn)物經(jīng)過水洗、送入真空烘箱中，在溫度為60-1200C干燥，再經(jīng)過破碎、 篩分后即可得到吸附劑材料；4)配制含鐵、鎳、銅、鋅或金離子的濃度為0.l-10mmol/l的金屬離子鹽酸溶液，按照吸附劑的重量與溶液的體積為0. 5-20g/l比例加入步驟3得到吸附劑材料，振蕩于室溫下 M-48小時，吸附劑可充分吸附水溶液中的黃金離子及重金屬離子，從而將黃金離子吸附提取出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法，其特征在于，所述步驟2還替換為鹽類溶液改性處理將步驟1清洗后的固體物質(zhì)與鹽、水按照1 :0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)不低于0. 5-48小時后，過濾，得到固體物質(zhì)；其中，所述鹽包括鋰、鈉、鉀、鎂、鈣的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽中的一種或兩種以上一起混合使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法，其特征在于，所述步驟2還替換為酸性溶液改性處理步驟1清洗后的固體物質(zhì)與酸、水按照1 :0. 01-0. 5 0. 1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)不低于0. 5-48小時后，過濾，得到固體物質(zhì)；其中，所述酸包括硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸、磷酸、高氯酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸中的一種或兩種以上的酸來共同處理。
全文摘要
一種利用山竹渣選擇性吸附提取黃金的方法，具體包括以下步驟1)清洗取一定量的山竹水果皮，進(jìn)行水洗，過濾，得到固體物質(zhì)，將以上清洗后的固體物質(zhì)與堿、水按照10.01-0.50.1-5的質(zhì)量比例混合攪拌，攪拌反應(yīng)0.5-24小時后，過濾，得到固體物質(zhì)；將以上固體產(chǎn)物經(jīng)過水洗、在真空烘箱中溫度為60-120oC干燥，再經(jīng)過破碎、篩分后即可得到吸附劑材料；配制含鐵、鎳、銅、鋅和金離子的濃度為0.1-10mmol/l的金屬離子鹽酸溶液，按照吸附劑的重量與溶液的體積為0.5-20g/l比例加入步驟3得到吸附劑材料，振蕩于室溫下24-48小時，吸附劑可充分吸附水溶液中的黃金離子。本發(fā)明設(shè)計合理，操作簡單，效果顯著。且吸附處理后不會引起二次污染、操作簡單，易于推廣。
文檔編號B01J20/24GK102534211SQ20121002002
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者朱鴻民, 黃凱 申請人:北京科技大學(xué)