Page 142 - 化工工艺理论及技术

Chemical Process Theory and Technology
化工工艺理论及技术

决于金属的路易斯酸度和离子液体的路易斯碱度。此外，Abbott 等研究了 50℃
下多种金属氧化物在不同离子液体和水溶液中的溶解情况，得到了不同金属氧化
物在离子液体中的具体溶解度数值，研究发现金属氧化物溶解后在离子液体中的

赋存状态与氧化物及离子液体种类有关，如 ZnO 溶解在 n（ChCl）∶ n（尿素）
=1：2 的离子液体中时，氧（O）仍附着在金属中心，尿素（urea）作为配体，
以 [ZnClO·urea]- 络合物的形式存在于离子液体中；而在 n（ChCl）：n（丙二
酸）=1：1 的离子液体中，一些金属氧化物溶解后会以卤金属酸络合物存在，例
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如 CuO 会生成 CuCl 。
Nerea 等用对甲苯磺酸一水合物 (p-toluenesulfonic acid monohydrate，PTSA)
与氯化胆碱组合形成低共熔溶剂，测定了 MnO、MnO 2 、Fe 2 O 3 、Fe 3 O 4 、CO 3 O 4 、
CuO、ZnO 等多种金属氧化物在不同物质的量比溶剂中的溶解度，发现 ChCl 物

质的量分数较高时有利于金属氧化物溶解。此外，该研究还比较了金属氧化物在
多种 ChCl 基低共熔溶剂和 3.14mol/LHCl 水溶液的溶解度，发现 MnO 2 、Fe 2 O 3 、
Fe 3 O 4 和 CuO 在 n（PTSA）：n（ChCl）=1：2 低共熔溶剂中的溶解度大于在
HCl 水溶液中的溶解度。对某些金属氧化物而言，DESs 比 HCl 水溶液具有更强

的选择性，这主要是由于所选择的溶剂中氢键受体（hydrogen bond acceptor，
HBA）与氢键供体（hydrogen bond donor，HBD）物质的量比不同。综上所述，
离子液体易于制备、易于处理，为金属及其氧化物的溶解提供了一种无毒且可再
生的反应介质，利用新型离子液体可为湿法冶金中金属氧化物的溶解和提取提供

新的可能性。
（二）金属矿物的浸出
湿法冶金处理矿石的第一步是浸出。离子液体作为浸出剂是一种绿色高效的
新方法，尤其是对于低品位的黄铜矿（CuFeS 2 ）、闪锌矿、黄铁矿等复杂硫化物

矿石，离子液体表现出非常显著的优势。在大多数情况下，矿物在离子液体中浸
出主要形成氯配合物，避免了水溶液中产生不溶性沉淀物阻碍进一步反应的情况
发生。虽然目前已经在一系列样品中进行了离子液体浸出试验，但大多数研究主
要集中在黄铜矿和含稀土矿物的浸出。黄铜矿等硫化矿是湿法冶金中一种常见的

矿石，其浸出过程存在较大难度，对酸浸具有很大的挑战性。将离子液体作为传
统盐酸浸出剂、高温 / 高压浸出或生物浸出技术的替代浸出介质来处理矿石，具
有非常好的应用前景。2004 年 Whitehead 等首次报道了离子液体浸出矿石的情况，

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