Page 144 - 化工工艺理论及技术

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

增长时间可使稀土元素的提取率达到 70%~85%。研究表明，[Hbet]Tf 2 N 及其类
似衍生物可溶解一系列金属氧化物和金属氢氧化物，实现稀土元素的回收，浸出
过程可使轻稀土的回收率达 65%~100%，重稀土的回收率达 40%~60%。此外，

矿石中 80%~90%（质量分数）的钙（Ca）和锰（Mg）也会溶解于离子液体，而
铁（Fe）、硅（Si）和铝氧化物不会溶解，最终形成富 Fe/Si 残留物。因此，将
浸出后溶解在 [Hbet]Tf 2 N 中的金属用酸性水溶液洗涤分离，可使离子液体再利用。
从上述研究工作可以看出，在离子液体中浸出金属矿物能够在较短时间内获

得较高的金属浸出率，尤其对金和银等贵金属还具有较好的选择性。使用后的离
子液体经简单处理之后还可以进行循环使用，对有价元素的浸出效果几乎不会产
生负面影响，浸出的金属可通过后续电沉积直接提取，这项技术有可能很好地解
决现阶段在提取、分离贵金属中严重污染环境的问题。由于离子液体蒸气压低，

几乎不会挥发，可循环使用，这使得离子液体浸出矿物的方法有望开发成为零排
放的绿色湿法冶金新技术。
（三）电子废弃物的浸出
随着科技的不断发展，电子废弃物的绿色高效回收利用成为社会普遍关注

的问题。从电子废弃物中回收金属常见的湿法冶金方法可以概括为 3 个主要阶
段：原材料预处理、金属离子浸出和分离、产品精炼到纯金属或纯金属化合物。

由于这些金属的溶解性差和难熔性，其浸出过程通常需要 HCl、HNO 3 或 H 2 SO 4
等强无机酸，这会导致严重的环境问题。近年来，离子液体作为绿色溶剂为电

子废弃物中有价金属的回收利用提供了一条高效、环保的途径。酸性离子液体
如 [BMIm]HSO 4 、[Hbet]Tf 2 N、[CM-MIm]HSO 4 、[BSO 3 HPy]HSO 4 等，已被研究
用于从废旧电池、废印刷线路板（waste printed circuit board，WPCB）等电子废
弃物中溶解浸出铜、钕、镝和钴等金属。近年来，在锂离子电池回收技术中，使

用温和条件和提供高回收效率的工艺越来越受到人们的关注。Rold´an-Ruiz 等采
用 PTSA-H 2 O-ChCl 低共熔溶剂回收废弃锂离子电池中的钴（Co）和锂（Li）金
属，回收过程不使用任何额外的还原剂，在浸出温度低至 90℃、溶解时间短至
15min 的条件下，Co 的回收率可以达到 94%。Chen 等使用离子液体（[BSO 3 HPy]

OTf、[BSO 3 HMIm]OTf、[BSO 4 HPy]HSO 4 、[BSO 4 HMIm]HSO 4 和 [MIm]HSO 4 ）
从 WPCB 中浸出回收金属铜，结果表明，这些离子液体均能成功浸出铜，且回
收率接近 100%。Zhang 等以酸性离子液体 [CM-MIm]HSO 4 为浸出试剂，研究了

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