浸渍树脂自锌矿渣中提取镓的工艺研究

发布时间：2020-08-12 00:20

【摘要】：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H_2SO_4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。
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X758;TF813
【图文】：

国内外学者不断研究提高镓的浸出率的方法，Wu过加入二氧化硫提高镓的浸出率的方法（图 1.4），单独的硫酸浸6%的锌、约 76%的铁和约 71%的镓，在二氧化硫-硫酸溶液中时，浸出率都有提高，分别达到 91%、96%和 91%。而其他因素，温度的浸出结果的干扰较小。 等[45]人以锌精炼厂废渣作为原料，在硫酸体系中分为两部浸出镓(首先第一段使用低酸浸出，其中的干扰离子锌和铜被大部分浸出溶，而镓和铁在残渣中存留下来；在第二阶段通过探究浸出时间，因素研究了镓和锗的回收率，其中 96%的镓和 99%的锗在 70 g/LO4)、温度为 90 ℃，固液比为 1:10，浸出时间为 2 h 的条件下进行

鲁东大学硕士学位论文第 3 章 CA-100 SIRs 在硫酸体系中吸附 Ga(II萃取主要集中在硫酸体系和盐酸体系中，但是盐酸挥发性较，考虑到后期矿渣的浸出也适合用硫酸浸出，因此，为了保持件，最终选择在硫酸体系中研究浸渍树脂对镓的吸附性能。本基乙酸(CA-100)为萃取剂，苯乙烯-二乙烯基苯大孔吸附树脂备 CA-100 SIRs，并探究该浸渍树脂在硫酸体系中吸附 Ga(I材料表征电镜表征.1 是对树脂载体 HZ802 和制备的 CA-100 SIRs 的 SEM 表征，其中 3.1（a, a’）和 3.1（b, b’）分别代表 HZ802 和 CA-100 S

在此基础上通过放大试验，研究在一定规模的装置下反应条件的变化规律，更加贴合实际工业应用的需要。因此，实验室定制了直径 4 cm，柱高 40 cm 的聚四氟乙烯管(见图 3.13、图 3.14)来做一个树脂柱吸附的放大试验。

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