甲基磺酸（Methanesulfonic acid，MSA）是一種苛性化學物質(zhì)，與其他有機酸如乙酸不同，甲基磺酸是一種強酸(pKa = - 1.9)。此外，它對化學氧化和還原非常穩(wěn)定，并且在水中沒有水解的傾向。甲基磺酸在電鍍領域有著廣泛的應用前景，已被證明是氟硼酸或酚磺酸的良好替代物。

通過對科學文獻和專利文獻的檢索，可以發(fā)現(xiàn)近年來關于 MSA 在濕法冶金中的應用的論文數(shù)量顯著增加。Koen Binnemans 與 Peter Tom Jones 對MSA在不同礦石、精礦、工業(yè)過程廢渣和城市垃圾浸出中的應用以及MSA在水電冶金中的應用進行了綜述^[1]。

鉛礦

一種工藝包括在 MSA 中對鉛精礦進行三步浸出(浸出-脫硫-再浸出)，然后電積鉛金屬。銅礦可直接溶解在電積回路的廢 MSA 電解液中(步驟1)，但少量的鉛礦物如焦閃石必須先用硫酸處理，將其轉化為PbSO₄，然后用Na₂CO₃脫硫轉化為 PbCO₃(步驟2)。步驟3是用脫硫步驟中形成的 PbCO₃的 MSA 進行再浸出。在 MSA 溶液中加入Fe(CH₃SO₃)₃可以浸出方鉛礦。Fe(CH₃SO₃)₃ 可以在電積電路中部分再生，但再生需要在廢電解液中加入過氧化氫。電積電路的高級電解液中溶解鉛的含量大于300g/L。鉛電積電路由45個鉛陰極和46個石墨陽極組成，電極鉛陰極在感應爐中熔化并鑄造成鉛錠。

鋅礦

菱鋅礦 (ZnCO₃)易于在MSA中溶解，隨著MSA濃度、反應溫度、攪拌速度和粒徑的減小，浸出率提高。溶解過程遵循收縮核模型的動力學規(guī)律。在MSA中浸出半亞鐵(Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O)也得到了類似的結果。閃鋅礦(ZnS)可通過甲磺酸鐵(III)有效浸出。在0.8 M的甲基磺酸鐵溶液中，70℃浸出96 h后，閃鋅礦顆粒(粒徑106 ~ 150 μm)中鋅的提取率為99.3%。氧的存在對鋅的提取率有輕微促進作用，而(Zn,Fe)S閃鋅礦固溶體中晶格鐵的存在對鋅的提取率有顯著促進作用。高鐵閃鋅礦(13.94 wt% Fe)的浸出速度約為低鐵閃鋅礦(0.40 wt% Fe)的三倍。Fe(CH₃SO₃)₃比Fe₃(SO₄)₂或FeCl₃更有效地浸出閃鋅礦。

銀礦

用MSA和過氧化氫的混合物成功地浸出了含有約94%銀以及其他貴金屬(如金)的銀顆粒。發(fā)現(xiàn)浸出率超過90%，固液比可以達到 550 g/L，過氧化氫的化學計量過量為三倍。產(chǎn)率在65 ~ 85°C之間。對鈀有很高的選擇性:只有7%的鈀被共溶。浸出渣主要由金和未浸出的銀組成，還有少量的鈀和鉑。浸出后甲磺酸銀的溶解度與游離MSA濃度呈負相關。

參考文獻

[1] Methanesulfonic Acid (MSA) in Hydrometallurgy. J. Sustain. Metall. 9, 26–45 (2023). doi:10.1007/s40831-022-00641-6