[发明专利]一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法

说明书

一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，所述的锌置换渣硫酸浸出液含Ga³⁺20～500mg/L、Fe³⁺1～10g/L、Zn²⁺10～25g/L、Cu²⁺1～15g/L、Cd²⁺1～5g/L和As³⁺10～100mg/L以及硫酸10～150g/L，其特征是步骤如下：1)将上述锌置换渣硫酸浸出液，按照流速1～10BV/h流经填充苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂的树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的0.1～3％时停止；2)用0.25～1BV 200～400g/L的硫酸溶液，按照流速1～4BV/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，得到硫酸镓解吸液；3)用2～4BV 4～8mol/L的盐酸溶液，按照流速1～4BV/h流经硫酸解吸后的树脂柱，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；4)再生后的树脂返回步骤1)使用。本发明方法可从锌置换渣硫酸浸出液中高效吸附分离镓，工艺简单且镓收率高。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，涉及一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法。

背景技术

稀散金属镓是重要的战略资源，以镓为基体制备的一系列化合物半导体材料、电子光学材料、特殊合金及有机金属化合物等是当代高新技术的重要基础材料。镓作为一种伴生金属，自然界中没有独立的镓矿床，主要以伴生矿床的形式存在于铝土矿、铅锌矿中，其含量很低，直接回收成本高、无经济性，多作为副产物在主金属冶炼过程提取回收。目前，镓主要从铝土矿生产氧化铝过程的碱性体系提取得到，而铅锌矿中镓的未能提取利用。

世界范围内80％的锌通过湿法炼锌得到，在此流程下，铅锌矿中伴生的镓与杂质金属共同进入锌冶炼渣中。为此，锌冶炼渣作为湿法炼锌副产物，是提取铅锌矿中伴生镓的重要冶金原料。为与主金属湿法工艺配套，并确保镓浸出率，需采用高酸度硫酸浸出，得到的浸出液具有酸度高、Ga³⁺浓度低、杂质离子种类多且浓度高等特点，使得镓提取技术的要求和提取难度明显增加。

从酸性溶液中提取镓方法有电解法、单宁沉淀法、溶剂萃取法和树脂吸附法，基于上述溶液特点，电解法、单宁沉淀法效率低，成本高且污染严重，难以适用。溶剂萃取法受溶液中镓浓度低的限制，需大相比萃取，有机相易乳化、损失严重，难以应用。相比之下，树脂吸附法具有简便高效、稳定易再生、绿色环保等优点，尤其适用于低浓度金属离子提取，是一种具有发展前景的绿色分离提取技术。但现有从高酸度、高杂质、低镓离子浓度溶液中吸附分离镓的相关提取技术未见报道。

发明内容

本发明旨在提供一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，所述的锌置换渣硫酸浸出液含Ga³⁺20～500mg/L、Fe³⁺1～10g/L、Zn²⁺10～25g/L、Cu²⁺1～15g/L、Cd²⁺1～5g/L和As³⁺10～100mg/L以及硫酸10～150g/L。

本发明的从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，其步骤如下：1)将上述锌置换渣硫酸浸出液，按照流速1～10BV/h流经填充苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂的树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的0.1～3％时停止；2)用0.25～1BV 200～400g/L的硫酸溶液，按照流速1～4BV/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，得到硫酸镓解吸液；3)用2～4BV 4～8mol/L的盐酸溶液，按照流速1～4BV/h流经硫酸解吸后的树脂柱，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；4)再生后的树脂返回步骤1)使用。

本发明所述的苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂为苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂、对特辛基苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂或邻苯基二磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂，其化学结构式分别如式1、式2或式3所示：