氯化甲基三烷基铵萃取金的研究
张天喜 1 , 谢景林 2 , 周维金 2 , 闫文飞 1 , 吴瑾光 1 , 陈 　景 3
1 北京大学 化学与分子工程学院 , 北京 　 100871 ;
2 1 北京大学 技术物理系 , 北京 　 100871 ;
3 1 昆明贵金属研究所 , 云南 昆明 　 650221)
摘要 : 用 198 Au 示踪法研究在碱性条件下氯化甲基三烷基铵 (N263) 萃取 KAu(CN) 2 。实验考察水
相金浓度、助剂或溶剂及相比对金萃取的影响 , 有机相金含量与水含量间的关系。结果表明 :N263
对金萃取能力较强 , 金的萃取并不需要水的参与。
关键词 : 溶剂萃取 ; 金氰化物 ; 示踪剂 198 Au; 表面活性剂
中图分类号 :P618 1 51 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :1000 2 6931(2000) S0 2 0071 2 04
目前 , 黄金选矿的氰化法仍占主导地位 , 氰化浸出液的后处理主要采用活性炭吸附或锌置
换法。这两类方法的选择性较差 , 工艺流程长 , 产品成本较高。液液萃取具有可连续操作及高
效节能等优点被广泛应用于化工生产 , 因此 , 溶剂萃取分离黄金的研究引起了国内外广泛重
视。季铵盐的萃取容量大 , 选择性好 , 是最有应用前景的萃取体系之一 [1] 。在萃取过程中 , 通
常用 ICP 方法测定金的浓度。一般认为 ,ICP 不能直接用于有机相金浓度的测定 , 需先将有机
相硝化成水相后测定 , 不但操作繁琐 , 而且低浓金测定误差较大 , 特别是对低品位的矿浸液 , 常
因浓度过低无法直接测定。本工作采用 198 Au 示踪法 , 对 Au , 特别是低浓 Au 进行分析 , 考察
各种因素对
Au(
Ⅰ ) 萃取的影响。
1 　实验部分
1 1 1 　仪器和材料
仪器设备 :F 2 H408 自动定标器 , 北京核仪器厂 ;ET 2 603 型γ闪烁探头 , 北京核仪器厂 ;ZD 2
2 型调速振荡器 , 江苏金坛环保仪器厂 ;WA 2 1A 型水份测定仪 , 石油化工科学研究院。
材料 : 氯化甲基三烷基铵 (N263) 为中国科学院上海有机所产品 ( 相对分子量为 450 , 纯度
为 95 %) ; 正十二烷及异辛醇为进口试剂 ; KAu(CN 2
) ,
自制 ( 纯度 99 %) ; 磷酸三丁酯 ( TBP)
和二甲苯等均为市售试剂 , 分析纯 ; 磺化煤油经磺化及蒸馏提纯处理。
1 1 2 
198 Au 溶液制备
有关 198 Au 溶液的制备方法参见文献 [2] 。
1 1 3 　萃取实验
有机相 N263 浓度为 0 1 05 mol/ L , 溶剂为磺化煤油或十二烷 , 助萃剂为 30 % TBP 或异辛
醇 , 分别简称为 N263/ TBP 体系及 N263/ 异辛醇体系。水相由高比活度 Na
198 Au(CN)
2 源溶
液用水稀释配制 , 或将极少量的 Na
198 Au (CN)
2 源溶液作为示踪加入到确定浓度的 KAu
(CN) 2 溶液中 , 调到适当比活度 , 得到一系列供萃取研究用的放射性 Au(CN) 2
-
水溶液。保持
水相 pH ≈ 10 1 5 。相比为 1 ∶ 1 。两相于振荡器中混合 10 min , 离心分相。分别取有机相和水相
各 0 1 4 mL , 测量 198 Au 放射性计数 , 以 0 1 4 mL 放射性 198 Au 水相作为标样 , 以校对测量样品的
放射性计数。样品的测量时间依其放射性强度来选定 , 以保证测量误差不大于 2 % 。
2 　结果与讨论
2 1 1 　金浓度对金萃取的影响
不同来源金矿中的金含量往往有较大差别。为此 , 考察水相金浓度对萃取的影响 ( 表
1)
。
表 1 　水相金浓度对萃取的影响
Table 1 　 Effect of Au( Ⅰ ) concentration in aqueous phase on the extraction of Au( Ⅰ )
ρ (Au)/ mg · L
- 1
计数率 / min
- 1
有机相 水相 标样
萃取率 / % 总回收率 / %
1 1 0 55 656 242 58 788 99 1 6 98 1 4
5 1 0 335 970 8 226 348 846 97 1 6 98 1 7
10 1 0 152 076 7 110 159 840 95 1 5 99 1 6
　　注 : 有机相为 0 1 05 mol/ L N263/ 30 % TBP/ OK
从表 1 可见 :
在ρ
(Au) = 1 1 0 ～ 10 1 0 mg/ L 范围内 , 水相金几乎完全被萃入有机相
, 这表明
N263 体系对金有很强的萃取能力。另外 , 表 1 所列数据显示 : 198 Au 示踪法可同时直接测定有
机相和水相的金浓度 , 从金的物料衡算来看 , 误差小于 2 % , 在金浓度低至 1 1 0 mg/ L 时 , 仍然
保持较小的测定误差。
2 1 2 　助剂或溶剂对金萃取的影响
图 1 示出了不同助剂 (TBP 或异辛醇 ) 或溶剂 ( 二甲苯或煤油 ) 对金萃取的影响。
从图 1 可见 :3 个体系对金的萃取率均大于 95 % , 说明表面活性剂 N263 起主导作用 , 助
剂或溶剂对金萃取无明显影响 ; 相对来说 ,N263/ 异辛醇 / 煤油体系对金的萃取率最高 , 而且 ,
该体系不易乳化 (TBP 易导致体系乳化 ) 。因此 ,N263/ 异辛醇 / 煤油体系对金的萃取较为适
宜。
2 1 3 　相比对金萃取的影响
改变体系相比 R , 考察相比对金萃取的影响。实验结果示于图 2 。
增加相比相当于减小有机相用量 , 有利于降低生产成本。从图 2 可见 : 相比从 0 1 5 升至
8 1 0 , 金的萃取率略有降低 , 但仍大于 93 % 。
2 1 4 　有机相金含量与水含量间的关系
2 7 原子能科学技术 　　第 34 卷
图 1 　助剂或溶剂对金萃取的影响
Fig. 1 　 Effect of cosolvent or solvent
on the extraction of Au( Ⅰ )
□——— 0 1 05 mol/ L N263/ 30 %TBP/ OK;
●——— 0 1 05 mol/ L N263/ 30 % 异辛醇 / OK;
▲——— 0 1 05 mol/ L N263/ 二甲苯
图 2 　相比对金萃取的影响
Fig. 2 　 Effect of phase ratio
on the extraction of Au( Ⅰ )
有机相 :0 1 102 mol/ L N263/ 30 % 异辛醇 / 十二烷 ;
水相 : ρ aq (Au) = 2 1 0 g/ L
季铵盐萃取金的机理为离子缔合加溶剂化作用。对于 N263/ TBP 体系 , 有机相金含量增
加 , 水含量随之增加 [3] 。就 N263/ 异辛醇 / 十二烷体系测定的有机相水含量随萃入金的变化示
于图 3 。
图 3 　有机相水含量与金含量的关系
Fig. 3 　 The relationship between water
concentration and Au( Ⅰ ) concentration
in organic phase
从图 3 可见 : 金浓度为 10 1 0 mmol/ L 时 , 有机
相 水 含 量 为 0 1 356 mol/ L ; 金 浓 度 为
37 1 86 mmol/ L , 有机相水含量为 0 1 186 mol/ L ; 随
着金的进一步萃入 , 水含量进一步减少。这表明 :
金的萃入将水从有机相中排挤出来 , 即金萃取并不
需水的参与。这一现象与 N263/ TBP 体系恰好相
反 , 说明 N263/ 异辛醇体系与 N263/ TBP 体系对金
萃取机理不尽相同。由于表面活性剂 N263 与异
辛醇可能在有机相形成水 / 有机相微乳液 , 有机相
可以增溶水 , 随着 Au (CN)
-
2 被萃入有机相 , 并与
N263 形成离子对 , 降低了 N263 的表面活性 , 使微
乳增溶水的能力下降。因此 , 随着金的萃取进入有
机相 , 水含量将相应减小。
4 　结论
1)
阳离子表面活性剂 N263 是一种很强的萃取剂 , 它几乎将水相金全部萃取进入有机相
( 萃取率大于 93 %) 。不同助剂、溶剂及两相体积比对金的萃取影响较小。有机相金浓度增
大 , 有机相水含量随之减小 , 说明金的萃取不需要水的参与。
2)
用 198 Au 示踪法研究 Au(CN) 2
-
的萃取具有简便、快速、测定误差小等优点 , 可直接测
定有机相和水相金的浓度 , 特别适用于低浓度金的萃取研究。
3 7 增刊 　　张天喜等 : 氯化甲基三烷基铵萃取金的研究
感谢云南省省校合作基金和国家自然科学基金的资助 , 并感谢中国原子能科学研究院微
堆室在制备 198 Au 示踪剂中给予的帮助。
参考文献 :
[1] 　 Riveros PA. Studies on the Solvent Extraction of Gold From Cyanide Media[J ]. Hydrometallurgy ,1990 , 24 :
135 ～ 156.
[2] 　闫文飞 , 吴永慧 , 周维金 , 等 1 十六烷基三甲基溴化铵 / 磷酸三丁酯萃取金 [J ] 1 原子能科学技术 ,2000 ,
34(增刊) :75～ 78 1
[3] 　马 　刚 1 微乳状液的溶液结构和金萃取的研究 [D] 1 北京 : 北京大学化学院 ,1999 1