谷氨酸类浸出药剂及其提取矿物资源的工艺的制作方法

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种谷氨酸类浸出药剂及其提取矿物资源的工艺。

背景技术：

1、在湿法冶金回收金属的过程中，传统的浸出方法是采用无机酸或氰化物作为主要的浸出药剂，这些浸出药剂尤其是氰化物对环境的污染较为严重。因此，湿法冶金行业不断开发各种相对绿色的浸出药剂，其中研究较多的是硫体系浸出(硫代硫酸盐、硫脲和硫氰酸盐)、卤化物体系浸出和氨铵体系浸出，但这三种体系或多或少具有各自的局限性。例如，硫代硫酸盐浸金工艺硫代硫酸盐消耗过大，反应生成的硫易覆盖在矿物表面，影响后续浸金，导致浸金效率低。硫脲、硫氰酸盐作为一种潜在的致癌药剂，在提取金属的过程中，产生的废水、废固需要进一步处理，增加了企业环保处理开销。卤化物体系的腐蚀性强，对设备的防腐要求高，且卤化物的成本高。氨体系浸出会产生大量氨气，影响作业环境等。

2、随着湿法冶金行业的不断发展，氨基酸被不断研究。例如将氨基酸作为添加剂，通过协同作用改性其他浸出体系，实现预期目的。feng和van deventer(2011，the role ofamino acids in the thiosulphate leaching of gold.miner.eng.24(9),1022-1024)将氨基酸作为添加剂引入硫代硫酸盐浸出体系，研究了不同种类的氨基酸(甘氨酸、l-缬氨酸、dl-α-丙氨酸和l-组氨酸)对铜硫化合物金精矿的影响。研究发现：分别加入10mm缬氨酸、甘氨酸、丙氨酸和组氨酸，浸出24h，硫代硫酸盐消耗量分别从12.6kg/t降至6.6kg/t、6.3kg/t、5.2kg/t和4.5kg/t，氨基酸的加入在一定程度上减少了硫代硫酸盐的使用量，但氨基酸依然不是起主要作用的，仅是一种添加剂，反应体系还是需要添加大量盐类，所用试剂种类较多，同时环境承受的压力也相对较大。

3、公开号为wo2015031943a1的专利公开了一种铜和/或贵金属回收的过程，使用纯金属探索甘氨酸浸出体系提取金属资源的可行性时发现，在大多数情况下，单独使用氨基酸(甘氨酸)作为浸出试剂提取金属并不能实现令人满意的效果，必须联合使用氰化物，达到预期目的。因此，eksteen和oraby(2021，elimination ofmost ofthe cyaniderequirement and concomitant effluent during precious metals extraction fromwaste printed circuit boards.waste manag.125,87-97)采用甘氨酸-氰化物协同浸出(即氨基酸依然是作为添加剂)工艺处理电子垃圾，提取金属资源，而氰化物毒性较大，对环境污染严重，依然不是理想的浸出体系。

4、有鉴于此，有必要设计一种改进的谷氨酸类浸出药剂及其提取矿物资源的工艺，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种谷氨酸类浸出药剂及其提取矿物资源的工艺，在谷氨酸的活性位点上分别引入链状的、环状的结构，同时利用氨基、羰基以及链状、环状结构之间的相互协同作用，使其具有高效浸出矿物资源中金、铜、银的效果。在浸金、铜、银工艺中，本发明通过严格控制浸取条件，使得浸取药剂通过特定地方式将金属离子牢固结合在官能团浸出药剂的分子链上，提高浸出率。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种谷氨酸类浸出药剂，包括谷氨酸、谷氨酸衍生物中的一种；所述谷氨酸衍生物包括由氨基衍生的第一谷氨酸衍生物、由羧基衍生的第二谷氨酸衍生物或由谷氨酸环化的第三谷氨酸衍生物中的一种；

3、所述第一谷氨酸衍生物的结构通式：

4、

5、式中，r1为烷基、酰基中的一种；

6、所述第二谷氨酸衍生物的结构通式：

7、

8、式中，r2为烷氧基、立体环状结构中的一种；

9、所述第三谷氨酸衍生物的结构式为：

10、

11、作为本发明的进一步改进，所述第一谷氨酸衍生物的结构通式中，r1为甲基、乙基、乙酰基中的一种。

12、作为本发明的进一步改进，所述第二谷氨酸衍生物的结构通式中，r2为甲氧基、乙氧基、r2-a、r2-b中的一种；

13、其中，r2-a的结构式为：

14、

15、r2-b的结构式为：

16、

17、本发明还提供了一种提取矿物资源的工艺，采用上述所述的谷氨酸类浸出药剂来提取矿物资源，包括如下步骤：

18、s1.将待测矿物资源磨矿至粒径小于100目得到矿粉，向矿粉中加水搅拌，得到预设浓度的矿浆；

19、s2.向所述矿浆中加入所述谷氨酸类浸出药剂中的一种或几种，使所述谷氨酸类浸出药剂达到预设浓度；

20、s3.接着加入氧化剂，再加入ph调节剂将矿浆调至碱性，在矿浆温度为20-80℃下搅拌6-72h，提取矿物资源中的金、铜、银。

21、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述矿物资源包括自然矿物和次级矿物。

22、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，矿浆中所述谷氨酸类浸出药剂的预设浓度为0.5-2mol/l。

23、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，矿粉中粒度小于100目的部分占矿粉总质量的90％；矿浆的质量浓度为5％-10％。

24、作为本发明的进一步改进，步骤s3中，所述氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾中的一种或几种；矿浆中所述氧化剂浓度为0.05-0.2mol/l。

25、作为本发明的进一步改进，所述ph调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氧化钙、磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钠中的一种或多种；将矿浆调至ph为8-14。

26、作为本发明的进一步改进，步骤s3中，搅拌速度为50-150r/min。

27、本发明的有益效果是：

28、(1)本发明以谷氨酸为分子骨架，对谷氨酸进行改性，在其活性位点上引入链状的、环状的结构，同时利用氨基、羰基以及链状、环状结构之间的相互协同作用，使其具有高效浸出矿物资源中金、铜、银的效果。

29、在进行金、铜、银浸出时，首先将矿浆中的矿粉控制在一定的细度，并根据所选用的矿物资源的成分及各成分的含量，将矿浆浓度控制在相对较低的范围内，初步提高矿粉中的金、铜、银浸出率；接着依次向其中加入适量浓度的谷氨酸类浸出药剂、氧化剂和ph调节剂，氧化剂将金属单质充分氧化为金属离子，同时ph调节剂将矿浆调至适宜的酸碱度，本发明的谷氨酸类浸出药剂通过严格控制谷氨酸分子链中官能团的种类、数量和位置关系以及分子链的长度，通过官能团之间的协同作用，使得其通过特定地方式将金属离子牢固结合在官能团浸出药剂的分子链的功能化官能团中，该多官能团浸出药剂中的功能性官能团更容易且更牢度地将金属离子(金、铜、银)螯合在其分子链的功能化官能团中，以提高浸出率。

30、(2)本发明的谷氨酸类浸出药剂在浸取体系中作为起主要作用的物质，整个浸取体系不再需要添加硫代硫酸盐或者氰化物，打破了传统的氨基酸-氰化物协同体系，该浸出体系绿色环保。同时拓展了传统浸出药剂的种类，为后续寻找可工业化、大规模使用的新型浸出药剂，提供了思路与筛选方向。