專利名稱：一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法
技術領域：
一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，涉及一種從鋅冶煉渣中濕法提取金屬鎵鍺的方法。
背景技術：
鎵鍺屬于稀散金屬，在自然界中極少有單獨礦床，絕大部分伴生在其它礦物中，鎵鍺主要賦存在閃鋅礦、霞石、白云母、鋰輝石、鋁土礦及煤礦中，在傳統濕法煉鋅過程中，98%以上的鎵鍺富集在中性浸出或低酸浸出渣中，綜合回收價值極高，鋅冶煉過程綜合回收稀散金屬是獲取鎵鍺的重要途徑。鎵鍺的綜合提取不僅能充分利用礦產資源，降低生產成本，提高經濟效益，而且在一定程度上能減少對環境的污染，國內外鎵鍺綜合提取工藝主要為單寧沉鍺-鎵萃取法和全萃法等，存在一些弊端。已報道的從鋅冶煉過程的稀散金屬富集渣中提取鎵鍺的全萃法工藝流程采用將富集渣中的鎵鍺一起浸出到高酸溶液中，用氧肟酸類萃取劑在高酸條件下優先萃取鍺，用純堿或氫氧化鈉將萃鍺余液中和至PH為2左右再萃取鎵。這種提取過程會造成大量的酸堿消耗，并產生大量廢水。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種有效減少工序，省去堿耗，降低酸耗，減少廢水排放的從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于其提取過程是將鋅冶煉渣采用兩段酸浸，一段酸浸浸出鎵，再將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的浸出過程采用的酸是硫酸。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的過程中控制pH值為1. 8-2. 2，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間4飛小時。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的過程中浸出過程空氣。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺過程中，溶液的硫酸濃度為4(T80g/L，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間為4 6小時。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的浸出液，采用硫化沉淀法脫除銅后，采用萃取法分離富集鎵。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的采用萃取法分離富集鎵的萃取劑是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M鹽酸水溶液反萃，鋅留在萃余液中，將萃余液返回鋅濕法冶煉系統是萃余液中的鋅得以回收。
本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺獲得的含鍺溶液采用萃取法分離富集其中的鍺，，萃取劑是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M氟化銨水溶液反萃，萃余液返回二段酸浸浸出鍺過程。本發明的方法，用硫酸水溶液控制浸出過程溶液的酸度實現優先浸出鎵，浸鎵過程中溶液PH值控制在1. 8^2. 2，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間4飛小時，浸出過程通入空氣，有利于提高銅和鎵的浸出率。在第一段浸出過程中，稀散金屬富集渣中的大部分鋅、銅和鎵浸出到浸出液中，浸出液中的銅用硫化沉淀法脫除，浸出液中的鎵用萃取法加以分離富集，萃取劑可以是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M鹽酸水溶液反萃，鋅留在萃余液中，將萃余液返回鋅濕法冶煉系統是萃余液中的鋅得以回收，萃余液中殘留的鎵鍺經過鋅濕法冶煉系統重新富集到稀散金屬富集渣中。本發明的方法，浸鎵后渣采用第二段高酸浸出，使其中的鍺浸出到浸出液中，第二段浸出的硫酸濃度為4(T80g/L，在此酸度范圍內，提高酸度有利于鍺的浸出，但硫酸濃度上限受系統酸平衡限制，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間為4飛小時，浸出液中的鍺用萃取法加以分離富集，萃取劑可以是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M氟化銨水溶液反萃，萃余液返回第二段浸出，使其中的酸得以循環使用，當萃鍺余液含鐵高達12g/L時，部分萃鍺余液開路，用于第一段浸出。本發明的方法，根據實驗發現稀散金屬富集渣鎵鍺的浸出特點及鎵鍺的萃取特性，提出鎵鍺分步浸出-萃取富集鎵鍺的工藝流程，使鍺浸出-萃取實現閉路循環，省去了堿中和工序，省去了堿耗，降低了酸耗，減少了廢水排放。
圖1為本發明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，其過程的步驟包括
(1)鋅濕法冶煉過程獲得的稀散金屬富集渣采用第一段低酸浸出，優先浸出鎵，用萃取法使浸出液中的鎵富集，萃余液返回鋅濕法冶煉系統；
(2)浸鎵后渣進行第二段高酸浸出，使其中的鍺浸出到浸出液中，含鍺浸出液用萃取法分離富集鍺，萃鍺余液返回鍺浸出。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，用硫酸水溶液控制浸出過程溶液的酸度實現優先浸出鎵，浸鎵過程中溶液PH值控制在1.『2. 2，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間4飛小時，浸出過程通入適量空氣，在第一段浸出過程中，稀散金屬富集渣中的大部分鋅、銅和鎵浸出到浸出液中，浸出液中的銅用硫化沉淀法脫除，浸出液鎵用萃取法分離富集。萃取分離富集鎵的萃取劑可以是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M鹽酸水溶液反萃，鋅留在萃余液中，將萃余液返回鋅濕法冶煉系統是萃余液中的鋅得以回收。本發明的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，浸鎵后渣采用第二段高酸浸出，使其中的鍺浸出到浸出液中，第二段浸出的硫酸濃度為4(T80g/L，在此酸度范圍內，提高酸度有利于鍺的浸出，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間為4飛小時，浸出液中的鍺用萃取法加以分離富集，萃取分離富集鍺的萃取劑是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M氟化銨水溶液反萃，萃余液返回第二段浸出，使鍺浸出-萃取水相實現循環。實施例1
實驗所用的稀散金屬富集渣為鋅精礦加壓浸出液經石灰中和-鋅粉置換法獲得的稀散金屬富集渣，其化學成分如表1所示。表1稀散金屬富集渣化學成分
元素CaZnCuFeSPbSbSnGaGe含量(％)19. 216. 5811. 715. 7716. 31. 210. 710. 170. 250. 22
第一段浸出條件為取200g上述稀散金屬富集渣，加入600mL水，加入適量硫酸，使溶液PH維持在1. 8^2. 2范圍內，不斷攪拌并鼓入空氣，浸出溫度6(T80°C，浸出時間6小時。
浸出實驗結果
表2第一段浸出實驗結果
實施例2
第二段浸出條件為取IOOg第一段浸出得到的浸出渣，加入200mL萃鍺后的萃余液作浸出劑，作浸出劑的萃余液含硫酸45g/L，浸出溫度6(T80°C，在浸出過程中適當補加硫酸，使浸出液硫酸含量維持在4(T60g/L的范圍，浸出時間6小時。第二段浸出鍺的浸出率為99. 1%。實施例3
用第一段浸出獲得的含鎵浸出液，經硫化沉淀除銅后所得的溶液為料液，
(1)萃取條件
鎵萃取料液成分 Ge 0. 016g/L, Ga 0. 81g/L, Zn 19. 7g/L, Fe 1. 64g/L H2SO4 3. 2g/L。有機相組成為
萃取劑0，0- 二異辛基磷氧肟酸，占10% (ν/ν)
改質劑異辛醇，占5% (ν/ν)
稀釋劑260#磺化煤油，占85% (ν/ν)。相比0/Α=1 2混合時間5min
(2)萃取結果
分相時間為細in.，鎵在有機相與水相的分配比60. 5，鎵的萃取率為96. 8%，鋅的萃取率0. 4%，說明鎵的萃取率很高，而鋅基本補被萃取。實施例4(1)萃取條件
鍺萃取料液成分=Ge 1. lg/L，Ga 0. 02g/L，Zn 0. 15g/L，Fe 4. 75g/L，H2SO4 49g/L。
有機相組成為
萃取劑0，0- 二異辛基磷氧肟酸，占10% (ν/ν)
改質劑異辛醇，占5% (ν/ν)
稀釋劑260#磺化煤油，占85% (ν/ν)。相比0/Α=1 2混合時間3min.
(2)萃取實驗結果
萃余液成分:Ge 0. 024g/L, Ga 0. 019g/L，Zn 0. 14g/L，Fe 4. 68g/L，H2SO4 48g/L，萃取過程鍺在有機相與水相的分配比88. 9，萃取率為對比指標97. 8%。萃鍺余液含酸高達48g/L，返回第二段浸出使鍺的浸出-萃取實現循環，可顯著降低鎵鍺濕法提取的酸耗，減少廢水排放。
權利要求
1.一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于其提取過程是將鋅冶煉渣采用兩段酸浸，一段酸浸浸出鎵，再將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺。
2.根據權利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的浸出過程采用的酸是硫酸。
3.根據權利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的過程中控制PH值為1. 8-2. 2，浸出溫度為6(T80°C，浸出時間4飛小時。
4.根據權利要求3所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的過程中浸出過程鼓入空氣。
5.根據權利要求1所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺過程中，溶液的硫酸濃度為4(T80g/L，浸出溫度為 6(T80°C，浸出時間為4 6小時。
6.根據權利要求3所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的一段酸浸浸出鎵的浸出液，采用硫化沉淀法脫除銅后，采用萃取法分離富集鎵。
7.根據權利要求3所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的采用萃取法分離富集鎵的萃取劑是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M 鹽酸水溶液反萃，鋅留在萃余液中，將萃余液返回鋅濕法冶煉系統是萃余液中的鋅得以回收。
8.根據權利要求5所述的一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，特征在于所述的將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺獲得的含鍺溶液采用萃取法分離富集其中的鍺，萃取劑是氧肟酸或氧肟酸與二異辛基磷酸酯的混合物，負載有機相用2M氟化銨水溶液反萃，萃余液返回二段酸浸浸出鍺過程。
全文摘要
一種從鋅冶煉渣中提取鎵鍺的方法，涉及一種從鋅冶煉渣中濕法提取金屬鎵鍺的方法。特征在于其提取過程是將鋅冶煉渣采用兩段酸浸，一段酸浸浸出鎵，再將浸出鎵后的酸浸渣進行二段酸浸浸出鍺。本發明的方法，根據實驗發現稀散金屬富集渣鎵鍺的浸出特點及鎵鍺的萃取特性，提出鎵鍺分步浸出-萃取富集鎵鍺的工藝流程，使鍺浸出-萃取實現閉路循環，省去了堿中和工序，省去了堿耗，降低了酸耗，減少了廢水排放。
文檔編號C22B7/04GK102560133SQ20121004850
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者馮亞平, 馮愛玲, 李相良, 林江順, 汪勝東, 王海北, 王玉芳, 蘇立峰, 蔣訓雄, 趙磊, 鄒小平, 閆麗 申請人:北京礦冶研究總院