浸渍树脂自锌矿渣中提取镓的工艺研究

来源 :鲁东大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wangli7313981
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镓在高新技术领域应用广泛,人们对镓的需求日益增加。然而,镓在地壳中的分布非常分散,通常以微量的形式伴生于铝土矿和铅锌矿中。锌冶炼渣中往往含有少量镓,通常对其进行酸浸之后采取溶剂萃取的方法提取镓,然而锌矿渣中镓的含量低,而锌、铜、铁等金属离子含量高,导致萃取镓的效果较差,同时因为使用大量的有机溶剂,造成环境污染。因此,如何绿色、高效地从锌矿渣中分离回收镓一直是研究的难点和热点。以苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂(HZ802)为载体,分别以仲壬基苯氧基乙酸(CA-100)和二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)作为萃取剂,制备出两种溶剂浸渍树脂(CA-100 SIRs和P204 SIRs),并分别以红外分析、扫描电镜和热重分析对两种树脂进行了表征。考察了两种浸渍树脂在H2SO4体系中吸附分离Ga(Ⅲ)的性能;并将P204 SIRs用于提取锌矿渣实际样品中的镓。静态吸附实验表明:在298 K时,CA-100 SIRs和P204 SIRs对Ga(Ⅲ)的最佳吸附pH值分别为3.20和1.87,对应Ga(Ⅲ)吸附量分别为18.37 mg/g和12.14mg/g;其中CA-100 SIRs对Ga(Ⅲ)的吸附平衡时间为14 h,其动力学吸附过程符合拟二级动力学模型;在Ga(Ⅲ)-Zn(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)-Al(Ⅲ)的多元混合体系中,CA-100SIRs对Ga(Ⅲ)有很好的选择吸附性能。动态吸附实验表明:低流速会使浸渍树脂对Ga(Ⅲ)的吸附量增加,0.5 mol/L的硫酸可以将吸附在CA-100 SIRs上的Ga(Ⅲ)脱附下来。以动态吸附的方式考察P204 SIRs对模拟液中Ga(Ⅲ)的吸附性能:在Ga(Ⅲ)-Zn(Ⅱ)、Ga(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)和Ga(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)的二元混合体系中,P204 SIRs能够完全吸附Ga(Ⅲ),对干扰离子基本不吸附;在Ga(Ⅲ)-Zn(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)多元混合离子共存的状态下,P204 SIRs对Ga(Ⅲ)表现出较好的吸附选择性,其中吸附的铁离子可以在脱附Ga(Ⅲ)之后,用3 mol/L的HCl进行脱附。以广东某冶炼厂的锌矿渣作为实际的应用体系,P204 SIRs为分离材料,通过浸出—还原Fe(Ⅲ)—调节pH—动态吸附—动态脱附等一系列流程工艺对锌矿渣中的镓进行吸附。
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