液体金属

贵金属废料锗和镓回收技术分析

发布时间:2024/12/2 12:03:59   
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碱浸法回收技术

在氢氧化钠溶液中添加锌浸出渣,能够让镓氧化物和锗氧化物发生反应。使用氢氧化钠进行配置溶液,将镓加入溶液中,可将铁留在残渣中。在溶液中添加碳酸钠对镓进行沉淀,再使用盐酸进行溶解。借助于乙醚萃取能够提取镓,让镓得到充分回收。使用碱浸法进行回收处理,操作简便,对设备要求较低,能够对有价金属进行回收,同时碱可再生,具有较高的生产效益和环保效益。但是由于锌浸出渣中硅含量相对较高。因此含碱量较高的浸出液中,难以实现液固分离。

锈蚀法回收技术

锈蚀法是利用溶液电位以及pH进行电化学腐蚀反应,对合金中金属进行选择性溶解,通过不溶物形式沉淀,实现分离。该方法成本低廉,工艺简单,具有良好的金属分离效果。通过对溶液电位和pH的控制,能够让金属铁形成沉淀,添加镓离子和锗氧化物。设定80℃的温度,进行反应,能够对锗和镓进行还原,让镓和锗以离子形式存在于溶液中,实现分离和回收。

液膜分离回收技术

使用液膜分离法进行镓和锗的萃取,主要包括膜溶剂、表面活性剂和流动载体构成,分离过程包含制乳、迁移和破乳三个步骤。先将表面活性剂和试剂乳化,形成油包乳状液,在水溶液中分散为小液体,形成油包水的三相体系。利用液膜渗透性能,选择性迁移离子,将杂志遗留在外水相中。通过破乳回收水相被迁移溶质。液膜分离技术作为选择性强、快速、高效的分离方法,优势明显,更加适合分离回收低浓度物质,在富集稀散元素中得到重视,在工业生产中有着良好的前景。将液膜法和湿法冶锌系统结合成为目前开发的方向,经过两种技术手段结合,能够将锗和镓的回收效率提高至94%以上,具有突出的经济性优势。但尚处于研发实验阶段,未在工业生产中广泛应用。

联合法回收技术

1、电磁联合回收技术

由于回转窑内金属元素挥发率较低,可以使用电磁联合法行回收。将锌浸出渣搭配煤粉,加入回转窑中,在℃环境中进行焙烧,经过一段时间内,铅和锌得到大量挥发,镓和锗少量挥发,大部分的镓和锗留在窑渣之内。由于镓和锗具有亲铁性,大部分在还原铁中富集。粉碎窑渣后可以进行磁选,对磁性物进行回收,磁性物在熔炼后形成粗铁。通过对粗铁电解,能够对镓和锗进行回收。在焙烧期间,回转窑具有较高温度,熔融期间同时发生多种反应,因此窑渣是多种合金和化合物的紧密结合,形成复杂的结构。镓和锗经常在颗粒中镶嵌,和铁合成合金。使用磁选法进行分离,获得的产物包括镓和锗,但是并未形成富集物。其缺陷在于浸出率较低,回收效果不好,还有待深入研究,开发技术,提高浸出率。

2、湿法火法联合回收技术

在工业生产中,锌浸出渣在回转窑中挥发铅和锌后,使用多膛炉进行脱氯和脱氟,使用硫酸浸出氧化锌,在使用锌粉置换,以获得镓和锗的置换渣。镓和锗以氧化物形式在置换渣中存在。可进一步使用酸浸、萃取方法进行回收。先使用P进行铟的萃取,使用传统丹宁沉锗,使用蒸馏法进行提取。在沉锗后,沉淀物焙烧处理,再使用盐酸浸出。这一方法已经在工业生产中推广使用。我国开发P+YW体系进行镓锗的萃取。该方法优势在于所使用的萃取剂成本较低,具有可持续特点,达到了全程化萃取的目标。但由于YW极易溶于水,消耗量大,通过连续补加,能够控制消耗量,经过不断优化处理,目前已经可以完成多种金属的回收。

酸浸法回收技术

1、常压酸浸技术

在常压条件下,使用酸浸法进行镓锗的提取,并不能同时达到理想浸出效率。有研究提出,在80℃温度下,使用硫酸进行浸出4h,硫酸使用量约为.2kg/t~.8kg/t,提取镓锗约为88%和57.3%。升高温度至℃后,保持4h浸出时间,使用硫酸量为.4kg/t,镓浸出率提高至63.3%,锗浸出率提高至57.1%。通入SO2,保持6h浸出时间,使用硫酸量约为.4kg/t,镓浸出率提高至92%,锗浸出率提高至59%。可见浸出时间、温度以及SO2的通入,均会影响到镓锗的浸出率。在pH值为1.5~2的条件下,浸出锌焙砂的过程中,氧化锌发生反应,可以形成多聚体吸附锗,氧化锌反应量越多,产生的多聚体越多,吸附能力越强,锗浸出率降低。为了提高锗浸出率,可减少锌精矿中硅的含量,并降低焙烧温度,提高浸出率。有研究指出,影响镓浸出率的主要因素为硫酸。在80℃环境中,添加等量锌渣和硫酸,能够获得95%以上的镓浸出率。对于锗浸出而言,固液质量比例是主要影响因素。在硫酸溶液中添加5%固体量,锗浸出率能够提高至73%以上。在硫酸溶液中通入SO2,并增加浸出时间,并不会影响镓和锗的浸出率。在硫酸浸出液中,锗通过氧化锗和氧化硅联合形式存在。在80℃环境中,添加氢氟酸浸出,可继续浸出残渣93%的锗,使锗浸出率提高至98%以上。常压酸浸法对于酸用量较高,容易引发环境污染,安全性较差,主要在实验研究中应用,并未投入到生产中广泛使用。

2、加压酸浸技术

采取加压方式对镓和锗浸出率进行研究,可以取得理想效果。设定在℃环境下,通入.6kg/minSO2,能够将镓和锗的浸出率提高至97%、96%。在炼钢厂中采用加压酸浸法进行回收,能够将镓和锗浸出率稳定在85%以上,效果良好。冶炼厂采取这一方法进行锌浸出渣,设定外界压力0.20~0.25MPa,分压约为0.6MPa,在~℃温度下,使用锌废电解液进行浸出,能够将镓浸出率提高至94%以上。在高压条件下进行浸出,能够让溶液中能够还原硫化铁。在还原反应中,Fe3+被还原为Fe2+,让中和过程促进铁减少沉入,从而对镓更好回收。结束浸出前,添加硫化氢能够有效去除重金属离子。通入空气后,添加石灰石进行中和反应。首先对pH值进行调节,产生CaSO4,再次中和进一步提高Ph值,让镓能够经过水解,沉入石膏中。由于Fe3+干扰,无法保证镓完全沉淀。加压酸浸方法生产无废产物,具有较高环保效益,各类元素得到充分利用。但是使用该方法对于生产设备要求较高,需要采购高压釜,但从长远效益来讲,此法是不二之选。

二氧化锗精矿,元素的损失,让镓锗元素和酸溶剂均得到较高回收利用率,提高资源利用率,为工业生产节约成本,创造更高的效益。因此可在工业生产中推广加压酸浸技术,提高浸出效率,减少酸溶剂的使用。



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