Leaching performance of imidazolium based ionic liquids in the presence of hydrogen peroxide for recovery of metals from brass waste

Abstract

ABSTRACT:The application of ionic liquids (ILs), 1-methylimidazolium hydrogen sulfate (HmimHSO 4 ), 1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate (EmimHSO 4 ) and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BmimCl) as leaching agents was investigated in the leaching of copper and zinc from brass waste in the presence of an oxidant, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). Factors that affect copper and zinc dissolution rates such as ionic liquid concentration, time and temperature were investigated. The results indicated that zinc was dissolved in leach solutions with EmimHSO 4 and HmimHSO 4, completely. Temperature had no considerable influence on copper dissolution rate whilst the rate increased with decreasing IL concentration. In the EmimHSO 4 system, higher copper recoveries were achieved with 40% and 60% IL concentrations compared with IL concentrations of 20% and 80% at 40 °C leaching temperature. Copper dissolution rates decreased with EmimHSO 4 concentration at 60 °C and 80 °C in the following order; 40%>20%>60%>80%. On the other hand the leaching system with BmimCl generally resulted in poor extractions of copper and zinc. RESUMEN: Rendimiento de la lixiviación con líquidos iónicos basados en imidazolio en presencia de peróxido de hidrógeno para la recuperación de metales a partir de residuos de latón.Este trabajo investiga el uso de líquidos ióni-cos (LIs), hidrogenosulfato de 1-metillimidazolio (HmimHSO 4 ), hidrogenosulfato de 1-etil-3-metilimidazolio (EmimHSO 4 ) y cloruro de 1-butil-1-metilimidazolio (BmimCl), como agentes de lixiviación de cobre y zinc a partir de residuos de latón en presencia de un oxidante, peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ). Se estudiaron distintos factores que afectan a la velocidad de disolución del cobre y el zinc, como la concentración del líquido iónico, el tiempo y la temperatura. Los resultados indican que el zinc se disuelve completamente en las disoluciones que contienen EmimHSO 4 y HmimHSO 4 . La temperatura no tiene un efecto significativo en la velocidad de disolución del cobre, mientras que dicha velocidad aumenta al disminuir la concentración del líquido iónico. En los sistemas que contienen EmimHSO 4 , los mejores resultados de recuperación del cobre se obtuvieron con concentraciones del 20% y el 80% de LI, a una temperatura de lixiviación de 40 °C. Sin embargo, la velocidad de disolución del cobre disminuye con la concentración de EmimHSO 4 en los sistemas a 60 °C y 80 °C en el siguiente orden: 40%>20%>60%>80%. Por otro lado, el sistema de lixiviación con BmimCl generalmente dio como resultado extracciones pobres tanto de cobre como de zinc.