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冶金百科 | 镓冶金主要方法 - 镓的萃取

2024-03-06 10:46:04 来源:中冶有色技术网
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简介:工业应用的镓萃取剂大体有:膦酸及含膦类,如P204、P507;肟类,如LIX63;氧肟酸类,如YW100、H106、G315、G8315等;喹啉类,如Kelex 100 (7-烷基-8-羟基喹啉);胺类,如N235、N503等。胺类萃取剂在H,SO4溶液中萃取镓时,需加入Cl或酒石酸、硫氰酸铵等络合剂,形成镓络阴离子才能被萃取。
工业应用的镓萃取剂大体有:膦酸及含膦类,如P204、P507;肟类,如LIX63;氧肟酸类,如YW100、H106、G315、G8315等;喹啉类,如Kelex 100 (7-烷基-8-羟基喹啉);胺类,如N235、N503等。胺类萃取剂在H2SO4溶液中萃取镓时,需加入Cl-或酒石酸、硫氰酸铵等络合剂,形成镓络阴离子才能被萃取。

P204及P204+氧肟酸协萃体系

P204(二(2-乙基己基)磷酸,D2EHPA)是萃镓工业生产中最常用的酸性磷类萃取剂,其化学稳定性好、价格低廉、萃镓效率高。P204在低酸下可萃取镓,而在高酸下萃镓率急剧下降,可用于镓的反萃。

P204和YW100(C5~7)氧肟酸两者组成的协萃体系,在硫酸介质中对Ca”的萃取有较强的正协萃效应。实践表明,这一协萃体系对镓和锗的萃取效果较好,因而广泛用于锌湿法冶金中回收镓和锗。

醚基异氧肟酸萃取剂G8315较氧肟酸水溶性小,可降低萃取剂消耗。

P507

P507(2-乙基己基膦酸单酯,EHEHPA)是一酸性含膦萃取剂,水溶性远较氧肟酸的要小,应用上有价值。

在硫酸介质中,P507对Ga3+、Fe2+、Zn2+萃取能力相近,三者将共萃进入有机相。用不同浓度的HCl和H2SO4反萃可将三者分离。

对含Ga3+0.28g/L、Fe2+2.50g/L、Zn 19.50g/L的硫酸溶液,用40% P507+60%磺化煤油萃取镓,在相比O/A=1,料液酸度5~10g/L、室温条件下,模拟四级逆流萃取,镓、锌、铁萃取率分别为98.50%、38.4%和19.56%。镓萃取率随HSO浓度增加急剧下降,而酸度低于5g/L料液会出现絮状沉淀。

含Ga3+0.185g/L、Fe2+0.332g/L、Zn2+5.382g/L的负载有机相先用6mol/L HCl、相比O/A=1,室温条件下,洗涤三次反萃铁和锌,此时镓保留在有机相,然后再用100g/L H2SO4、相比O/A=1,反萃镓,得到含镓0.176g/L、锌铁几乎为零的镓水相,镓单级反萃率达95%。

HBL121

HBL121(对特辛基苯基磷酸酯),是我国研制的新型萃取剂(湖南宏邦新材料公司产),适用于高酸环境下萃镓。对于含H2SO108.67g/L、Ge 0.0038g/L、Ga 0.204g/L、Zn 19.64g/L、Fe 2.09g/L、Cu 4.24g/L的锌置换渣高酸浸出液,萃取剂为40%(质量分数)HBL121+20%(体积分数)癸醇+磺化煤油,在相比0/A=1、室温萃取。当料液液酸浓度为100g/L左右时,经四级逆流萃取,镓萃取率98.14%,而铁则达99.82%,而Cu、Zn、Ge不被萃取。负载有机相(含Ga0.2g/L、Fe 2.08g/L)用200g/L H2SO4,0/A=4:1,五级反萃镓,得到镓水相含Ga0.8g/L、Fe 1.66mg/L,镓和铁反萃率分别为99.18%、0.02%;反萃镓后有机相含铁2.08g/L,用7mol/LHCl三级反萃铁,相比O/A=1.5:1,得到铁水相含铁3.10g/L,铁反萃率99.23%。


TBP


TBP(磷酸三丁酯)只能从盐酸介质中萃取镓。TBP萃取镓的最佳萃取条件为水相HCl浓度为6mol/L,有机相TBP体积分数为30%。萃取到有机相中的镓,可用1mol/L NaCl水溶液反萃,一次反萃率接近完全,也可稀HCl、0.5mol/L NaOH反萃镓。

用TBP-260号溶剂油从锗氯化蒸馏残液中萃取镓和微量的锗,镓萃取率可达98.81%以上,反萃率为99.11%;锗的萃取率可达86.18%以上,反萃取率为97.72%。此外,Zn2*对于镓的萃取几乎没有影响;Pb2+、Fe2+有略微影响;溶液中Fe³+浓度的增加会导致镓萃取率下降。

在H2SO4溶液,因Ga3+难与SO42-形成络阴离子,故不被TBP萃取,但在H2SO4溶液加入NaCl,使Ga3+形成络阴离子CaCL4-可显著提高镓的萃取率,HCl体系相仿。

Kelex 100

Kelex 100(7-烷基-8-羟基喹啉)喹啉类萃取剂,是从碱性溶液中回收镓的有效萃取剂。有机相8-羟基喹啉衍生物最适合的浓度为6%~12%(体积分数)稀释剂可以是脂肪烃、芳香烃等,或者是混合的有机溶剂。在Kelex 100/正癸醇/煤油=10/8/82(体积比),稀释剂为200号溶剂油,癸醇为改性剂的条件下对拜耳法种分母液采用四级萃取,镓萃取率约90%。反萃剂为HCl,用5mol/L HCl将被共萃取进入有机相的铝反萃,再用1.5mol/L的HCl洗脱镓。

偕胺肟

将偕胺肟萃取剂浸渍在高分子多孔基体上制成偕胺肟树脂,可用于拜耳法氧化铝溶液中镓的萃取和分离。偕胺肟树脂在酸性条件下不稳定,只能在碱性和中性条件下使用。
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