本发明属于湿法冶金领域，涉及一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法。
背景技术：
稀散金属镓是重要的战略资源，以镓为基体制备的一系列化合物半导体材料、电子光学材料、特殊合金及有机金属化合物等是当代高新技术的重要基础材料。镓作为一种伴生金属，自然界中没有独立的镓矿床，主要以伴生矿床的形式存在于铝土矿、铅锌矿中，其含量很低，直接回收成本高、无经济性，多作为副产物在主金属冶炼过程提取回收。目前，镓主要从铝土矿生产氧化铝过程的碱性体系提取得到，而铅锌矿中镓的未能提取利用。
世界范围内80％的锌通过湿法炼锌得到，在此流程下，铅锌矿中伴生的镓与杂质金属共同进入锌冶炼渣中。为此，锌冶炼渣作为湿法炼锌副产物，是提取铅锌矿中伴生镓的重要冶金原料。为与主金属湿法工艺配套，并确保镓浸出率，需采用高酸度硫酸浸出，得到的浸出液具有酸度高、ga3+浓度低、杂质离子种类多且浓度高等特点，使得镓提取技术的要求和提取难度明显增加。
从酸性溶液中提取镓方法有电解法、单宁沉淀法、溶剂萃取法和树脂吸附法，基于上述溶液特点，电解法、单宁沉淀法效率低，成本高且污染严重，难以适用。溶剂萃取法受溶液中镓浓度低的限制，需大相比萃取，有机相易乳化、损失严重，难以应用。相比之下，树脂吸附法具有简便高效、稳定易再生、绿色环保等优点，尤其适用于低浓度金属离子提取，是一种具有发展前景的绿色分离提取技术。但现有从高酸度、高杂质、低镓离子浓度溶液中吸附分离镓的相关提取技术未见报道。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，所述的锌置换渣硫酸浸出液含ga3+20～500mg/l、fe3+1～10g/l、zn2+10～25g/l、cu2+1～15g/l、cd2+1～5g/l和as3+10～100mg/l以及硫酸10～150g/l。
本发明的从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，其步骤如下：1)将上述锌置换渣硫酸浸出液，按照流速1～10bv/h流经填充苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂的树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的0.1～3％时停止；2)用0.25～1bv200～400g/l的硫酸溶液，按照流速1～4bv/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，得到硫酸镓解吸液；3)用2～4bv4～8mol/l的盐酸溶液，按照流速1～4bv/h流经硫酸解吸后的树脂柱，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；4)再生后的树脂返回步骤1)使用。
本发明所述的苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂为苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂、对特辛基苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂或邻苯基二磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂，其化学结构式分别如式1、式2或式3所示：
本发明的从锌置换渣硫酸浸出液中吸附分离镓的方法，利用苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂在高酸度锌置换渣硫酸浸出液中对ga、fe的选择性吸附作用，实现ga、fe与zn、cu、cd和as分离，再通过硫酸、盐酸解吸剂对该树脂中ga、fe的选择性解吸作用，最终实现浸出液ga与fe、zn、cu、cd和as高效分离，工艺简单且回收率高。
具体实施方式
实施例1
锌置换渣硫酸浸出液成分如下：ga204.60mg/l，zn21.73g/l，fe2.09g/l，cu5.25g/l，as37.20mg/l，cd1.17g/l，h2so450.80g/l。按照流速1bv/h流经苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的0.13％时，停止吸附，共流过1.73bv，流出液成分为：ga0.26mg/l，zn21.72g/l，fe0.04g/l，cu5.25g/l，as37.20mg/l和cd1.17g/l，计算得吸附率：ga99.87％，fe98.09％，zn0.05％，cu、cd和as均为0％；用1bv200g/l的硫酸溶液，按照流速4bv/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，成分为：ga347.64mg/l，fe0.71mg/l，ga解吸率为98.34％，fe解吸率仅为0.02％，得到硫酸镓解吸液；用4bv6mol/l的盐酸溶液按照流速4bv/h流经硫酸解吸后的树脂柱，收集流出液，成分为：fe878.91mg/l，fe解吸率为99.15％，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；再生后的树脂回收使用，实现ga与fe、zn、cu、cd和as的分离，ga回收率98.21％。
实施例2
锌置换渣硫酸浸出液成分如下：ga204.60mg/l，zn21.73g/l，fe2.09g/l，cu5.25g/l，as37.20mg/l，cd1.17g/l，h2so450.80g/l。按照流速10bv/h流经对特辛基苯基磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的2.72％时，停止吸附，共流过1.49bv，流出液成分为：ga5.57mg/l，zn21.73g/l，fe0.08g/l，cu5.25g/l，as37.20mg/l，cd1.17g/l，计算得吸附率：ga97.28％，fe96.17％，zn、cu、cd和as均为0％；用0.25bv400g/l的硫酸溶液按照流速1bv/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，成分为：ga1.18g/l，fe2.39mg/l，ga解吸率为99.48％，fe解吸率仅为0.02％，得到硫酸镓解吸液；用4bv8mol/l的盐酸溶液按照流速2bv/h流经硫酸解吸后的树脂柱，收集流出液，成分为：fe744.61mg/l，fe解吸率为99.47％，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；再生后的树脂回收使用，实现ga与fe、zn、cu、cd和as的分离，ga回收率96.77％。
实施例3
锌置换渣硫酸浸出液成分如下：ga458.80mg/l，zn19.37g/l，fe5.10g/l，cu10.53g/l，as72.00mg/l，cd2.79g/l，h2so4118.50g/l。按照流速10bv/h流经邻苯基二磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的1.55％时，停止吸附，共流过1.42bv，流出液成分为：ga7.11mg/l，zn19.37g/l，fe0.85g/l，cu10.53g/l，as72.00mg/l和cd2.79g/l，计算得吸附率：ga98.45％，fe83.33％，zn、cu、cd和as均为0％；用0.5bv400g/l的硫酸溶液按照流速2bv/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，成分为：ga1.28g/l，fe3.62mg/l，ga解吸率为99.78％，fe解吸率仅为0.03％，得到硫酸镓解吸液；用4bv4mol/l的盐酸溶液按照流速1bv/h流经硫酸解吸后的树脂柱，收集流出液，成分为：fe1.48g/l，fe解吸率为98.12％，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；再生后的树脂回收使用，实现ga与fe、zn、cu、cd和as的分离，ga回收率98.23％。
实施例4
锌置换渣硫酸浸出液成分如下：ga458.80mg/l，zn19.37g/l，fe5.10g/l，cu10.53g/l，as72.00mg/l，cd2.79g/l，h2so4118.50g/l。按照流速5bv/h流经邻苯基二磷酸酯基甲基聚苯乙烯树脂柱，收集流出液，当流出液中镓浓度为进口的0.67％时，停止吸附，共流过1.39bv，流出液成分为：ga3.07mg/l，zn19.37g/l，fe0.75g/l，cu10.53g/l，as72.00mg/l，cd2.79g/l，计算得吸附率：ga吸附率为99.33％，fe吸附率为85.29％，zn、cu、cd和as均为0％；用1.0bv200g/l的硫酸溶液，按照流速4bv/h流经完成吸附的树脂柱，收集流出液，成分为：ga623.00mg/l，fe0.60mg/l，ga解吸率为98.35％，fe解吸率仅为0.01％，得到硫酸镓解吸液；用2bv8mol/l的盐酸溶液按照流速1bv/h流经硫酸解吸后的树脂柱，收集流出液，成分为：fe3.02g/l，fe解吸率为99.90％，得到硫酸铁解吸液，并完成树脂再生；再生后的树脂回收使用，实现ga与fe、zn、cu、cd和as的分离，ga回收率97.69％。