[發(fā)明專利]一種從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取回收鎵鍺銦的方法

有效

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• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104962743B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 曾理;徐毅;劉野平;張登凱;周科華;張偉;胡東風;李玉虎
• 申請（專利權）人: 中南大學;深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B41/00;C22B58/00;C22B3/30
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發(fā)明涉及一種從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取回收鎵鍺銦的方法，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

鍺與鎵銦是重要的戰(zhàn)略稀散金屬，在信息電子等領域具有廣泛用途。鋅廠冶煉過程中采用鋅粉置換得到的鎵鍺渣是鍺與鎵銦提取的重要原料。從鋅置換渣中提取鎵鍺銦的濕法工藝一般是先用硫酸浸出，然后采用溶劑萃取法從浸出液中萃取回收鎵鍺銦。國內外在溶劑萃取回收鎵鍺銦方面進行過大量研究，例如，LIX63從高濃度硫酸溶液中萃取鍺具有良好的選擇性，但負載有機相反萃時所需的堿濃度高，對萃取劑損害程度大，造成萃取劑使用壽命短；Kelex100從堿性鋁酸鈉溶液中提取鎵，后來應用到硫酸溶液中萃取鍺。上述兩種萃取劑都存在著合成難度大、價格昂貴、萃取過程中損耗較大等不足。我國合成的YW100和G315氧肟酸類萃取劑也能從含鍺的硫酸介質中選擇性地萃取鍺，但存在水溶性大、萃取過程易出現第三相等弊端。而從含大量鋅、鐵、鎳、鈷、鎘等雜質的硫酸溶液中選擇性萃取鎵銦鮮有報道。

發(fā)明內容

針對現有從鋅置換渣硫酸浸出液中回收鎵鍺銦技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取回收鎵鍺銦，實現鎵鍺銦與鐵、鋅、鎳、鈷、鎘等多種雜質高效分離的方法，該方法工藝流程短、萃取劑使用壽命長、消耗小，成本低，易于實現工業(yè)化生產。

為了實現本發(fā)明的技術目的，本發(fā)明提供了一種從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取回收鎵鍺銦的方法，該方法采用由具有式1結構的羥肟螯合萃取劑和具有式2結構的酸性磷型萃取劑組成的協同萃取體系I從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取鍺；萃鍺余液通過擴散滲析法回收酸，并調節(jié)pH至3.0～3.5后，再采用由具有式1結構的羥肟螯合萃取劑和具有式3結構的羧酸萃取劑組成的協同萃取體系II選擇性萃取鎵和銦；

其中，

R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自獨立地選自C₆～C₁₀的烷烴基。

本發(fā)明的技術方案中鋅置換渣硫酸浸出液主要包括鍺、鎵、銦、鐵、鋅、鎘、鎳和鈷在內的金屬離子，現有技術中還沒有很好地實現鍺、鎵和銦與鐵、鋅、鎘、鎳和鈷等雜質分離的方法。本發(fā)明首先采用羥肟螯合萃取劑和酸性磷型萃取劑的復配萃取體系先將鍺選擇性萃取出來，再進一步采用羥肟螯合萃取劑和羧酸萃取劑組成的協同萃取體系將鎵和銦選擇性萃取出來，可以實現本發(fā)明的目的。

本發(fā)明的從鋅置換渣硫酸浸出液中選擇性萃取回收鎵鍺銦的方法還包括以下優(yōu)選方案。

優(yōu)選的方案中羥肟螯合萃取劑具有式4結構：

優(yōu)選的方案中酸性磷型萃取劑具有式5結構：

優(yōu)選的方案中羧酸萃取劑具有式6結構：

本發(fā)明優(yōu)選的萃取劑中適宜長度的烷鏈使萃取劑具有更好的分散性能，同時也有利于萃取劑復配使用過程中各種萃取劑之間的協同增效作用。

優(yōu)選的方案中將含協同萃取體系I的有機相與鋅置換渣硫酸浸出液接觸進行單級或多級逆流萃取，鍺離子進入有機相，包括鎵、銦、鐵、鋅、鎘、鎳和鈷在內的金屬離子留在萃鍺余液中；負載鍺的有機相經洗滌后，采用OH^-濃度在0.5～1.0mol/L之間的堿溶液作為反萃劑進行單級或多級逆流反萃取，得到含鍺溶液。該優(yōu)選方案中通過低濃度的堿溶液即可進行反萃，大大延長了羥肟螯合萃取劑及酸性磷型萃取劑的使用壽命，損耗小，可以循環(huán)使用。

較優(yōu)選的方案中協同萃取體系I中羥肟螯合萃取劑和酸性磷型萃取劑的摩爾比為4:1～1:1。

較優(yōu)選的方案中含協同萃取體系I的有機相中包括TBP或仲辛醇中的至少一種相調節(jié)劑，以及磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油、Escaid110、C_8～13的高碳醇中的至少一種有機稀釋劑。有機稀釋劑最優(yōu)選為磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油中的至少一種。稀釋劑與萃取劑的體積比為70～85:15～30；最佳比例為80:20。

優(yōu)選的方案中堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水中的至少一種。最優(yōu)選的堿溶液為氫氧化鈉。