从冶锌工业废渣中综合回收镓、铟、锗的研究

摘要

该文解决了从锌渣酸浸液中萃取铟的两个重要技术难题,一是萃取铟时,不影响镓与锗的回收,二是在锌渣浸取液中有铁、镉、铜等金属离子存在的条件下,不干扰铟的萃取.在镓与锗共存的条件下,利用不同的萃取和反萃取条件,用P<,204>萃取剂从镓、铟、锗共存液中来分离和提取铟.研究了在锌渣浸取液中用P<,204>萃取剂对铟的萃取的各种影响因素:如酸度,时间,Fe<'3+>浓度,对铟的萃取率和反萃取率的影响,有效地消除了共存元素的干扰,铟的回收率达到95％.然后,应用单宁-栲胶提取锌渣浸取液中的锗与镓.研究发现在一定的实验条件下,单宁和镓生成有色的单宁-镓络合物,此络合物稳定,可以被活性碳等固体吸附剂吸附.提出了用单宁与镓形成络合物、活性炭吸附回收镓的新方法,突破了从锌渣中用萃取法、多次中和法等回收镓的传统方法的约束.首次实现了用单宁从锌渣酸浸液中的分离、富集和提取镓,回收率达到91％以上.其次,对传统的单宁-栲胶法沉淀锗进行了系统的研究,发现了单宁沉淀锗的本质是形成不溶于水的络合物,找到了影响锗回收率的关键因素是酸度,通过对酸度的控制将锗回收率从60％提高到86％.在对镓与锗个别提取方法研究的基础上,利用单宁-栲胶来从锌渣酸浸液中提取和分离镓与锗.单宁与锗生成不溶于水的沉淀,过滤得到含锗沉淀;单宁-镓络合物可溶于水,能被活性炭吸附.在络合理论及吸附理论的指导下,利用两种络合物的性质差异来分离和提取镓与锗,镓回收率达到91％,锗回收率达到86％.通过对镓、铟、锗个别提取方法的研究,以及镓、铟、锗共存时对其中某一种元素提取的研究,提出了一种从锌渣中综合回收镓铟锗的新工艺流程.新工艺流程除铟的回收采取萃取法外,回收锗与镓均采用无毒、污染小的单宁络合法,分离锗以后的溶液中剩余的单宁可以继续用来分离镓,各金属元素分离程度高,精简了工序,有利于实现绿色生产.采用活性碳将单宁的颜色吸附,消除了对后续工艺的影响,生产的七水硫酸锌达到国家二级工业产品技术指标.将冶锌工业废渣的排放量减少93％以上,需要无害化处理的残渣(主要是泥砂)仅占原锌渣的7％,显著地降低了企业用于环境治理费用.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1镓、铟、锗的分布

1.2镓、铟、锗的应用

1.3冶锌工业废渣中镓、铟、锗的分别提取方法

1.3.1锌渣的浸取

1.3.2镓的提取

1.3.3铟的提取

1.3.4锗的提取

1.4冶锌工业废渣中镓、铟、锗的综合回收

1.4.1玛格海拉港多次中和法回收镓、铟、锗

1.4.2.综合法回收镓、铟、锗

1.4.3.全萃法回收镓、铟、锗

1.4.4.选冶联合法回收镓、铟、锗

1.5研究课题的选题意义、来源及主要的研究内容

1.5.1研究的意义

1.5.2课题来源

1.5.3主要的研究内容

第二章锌渣酸浸液中提取镓的研究

2.1基本原理

2.2实验部分

2.2.1实验仪器

2.2.2实验试剂

2.2.3镓标准溶液的配制

2.2.4工艺流程

2.2.5试验步骤

2.2.6镓的检测

2.3结果与讨论

2.3.1单宁的结构及其主要性质

2.3.2单宁-镓络合物的生成

2.3.3影响回收率的主要因素

2.4锌渣浸出液中提取镓

2.4.1沉淀吸附提取镓的研究

2.4.2灼烧灰中镓的提取和提纯

2.4本章小节

第三章单宁-栲胶沉淀法回收锗的研究

3.1实验仪器、材料和试剂

3.1.1实验仪器

3.1.2材料

3.1.3标准样品及试剂

3.2实验部分

3.2.1原料预处理

3.2.2锗溶液的配制

3.2.3测定方法

3.2.4实验原理

3.3单宁及栲胶的作用

3.3.1单宁络合物的生成

3.3.2单宁-锗络合物

3.3.3栲胶的作用

3.4影响锗回收率的主要因素

3.4.1酸度的影响

3.4.2单宁及栲胶用量的影响

3.4.3反应温度的影响

3.4.4反应时间的影响

3.4.5干扰离子的影响

3.5滤液中锗的回收

3.6从锌渣溶液中提取锗

3.7本章小结

第四章冶锌工业废渣中微量铟的提取及分离的研究

4.1基本原理

4.2试验部分

4.2.1试验仪器

4.2.2试验试剂

4.2.3标准铟液的配制

4.2.4干扰离子镓、锗、锌、铁、铜、镉溶液的配置

4.2.5试验用铟液物料

4.2.6铟的检测

4.2.7干扰离子镓、锗、锌、铁、铜和镉的检测

4.2.8工艺流程

4.2.9实验方法

4.3实验结果与讨论

4.3.1酸度对萃取率的影响

4.3.2萃取时间对萃取率的影响

4.3.3负载有机相中镓和锗的洗脱

4.3.4铁对铟的萃取率的影响

4.3.5酸度对反萃取的影响

4.3.6反萃取时间对反萃取的影响

4.3.7循环反萃取铟

4.3.8铟的置换

4.4本章小结

第五章稀散金属锗、镓的提取及分离的研究

5.1基本原理

5.2试验部分

5.2.1试验仪器

5.2.2试验试剂

5.2.3工艺流程

5.2.4标准镓液的配制

5.2.5标准锗液的配制

5.2.6锗的测定

5.2.7镓的测定

5.2.8试验步骤

5.3结果与讨论

5.3.1锗的提取与分离

5.3.2镓的提取

5.4除杂

5.4.1铅、锌、铜、铁等主要杂质金属的处理

5.4.2 Cd2+与Ga3+的分离

5.5本章小结

第六章锌渣中镓、铟、锗综合回收新工艺

6.1新工艺流程

6.2实验步骤

6.2.1酸浸取

6.2.2铟的萃取

6.2.3锗的提取

6.2.4镓的提取

6.2.5铜、镉、锌等的提取

6.3问题与讨论

6.3.1金属回收顺序

6.3.2酸度的调节

6.3.3共存离子的影响

6.3.4对后续工艺的影响

6.3.5新工艺对环境的影响

6.4新工艺生产成本概算

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

独创性声明

致谢