一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法

文档序号:32162277发布日期:2022-11-12 03:02阅读:307来源:国知局

1.本发明涉及一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,属于稀散金属湿法冶金技术领域。


背景技术:

2.镓、铟作为稀散金属,在地壳中的分布极其分散,没有自己独立的矿物,通常伴生于铝土矿和铅锌矿中。据统计,2011年到2020年我国铟的平均总产量为858.5吨,再生铟平均产量为504.8吨,占58%;镓的平均总产量为294.12吨,其中再生镓平均产量为27.76吨,仅占9.44%。这两种金属都有许多用途,如光学、磁性、电子材料,尤其是半导体。铟主要用于生产液晶显示器(lcd),镓广泛应用于发光二极管(led)。由于金属储量有限,科技行业的需求量很大,因此,必须研究从二次资源中回收镓和铟的工艺。
3.镓基液态金属主要由镓铟锡合金根据比例的不同制得,它是一大类多金属合金材料,在常温下呈液态,可以实现固相和液相之间的灵活转换,具有导电性强、导热率高、熔点可控等特点,无需高温冶炼,环保无毒,蕴含着诸多神奇的物理、化学乃至生物学特性,可广泛运用于航空航天、军工国防、生物医疗、教育文化等领域。作为新型材料,镓基液态金属的应用研究取得了巨大进展,包括致动器、柔性电路、生物器件和自愈超导体。其废弃物的主要金属元素为镓和铟,具有极高的回收价值,然而,相关的回收工艺研究却鲜有报道,因此开展从其中回收有价金属镓和铟的研究十分有意义。
4.本发明采用酸浸-萃淋树脂的方法提取镓基液态金属废弃物中的有价金属镓和铟,该处理工艺使镓和铟得到回收富集,同时锌也得到富集。锡被吸附于树脂中,经过洗脱处理同样可以得到富集。


技术实现要素:

5.针对现有镓基液态金属废弃物回收工艺的缺失,本发明提供一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法。该方法工艺流程简单,无废气污染,树脂对镓铟选择性强,分离效果好,为液态金属废弃物的回收利用提供了一种新思路,本发明通过以下技术方案。
6.本发明一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,其特征在于:往镓基液态金属加入硝酸,搅拌后,过滤,得到富含镓、铟离子的浸出液;浸出液经稀释后和调整h
+
浓度至1.0~2.0mol/l,得到备用液,备用液输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中,流出液调节ph至2-3后输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中,之后,采用浓度为2~3.0mol/l的hcl溶液淋洗吸附柱,得到得到富铟溶液;采用0.1-0.2mol/l的hcl溶液淋洗分离柱,得到富锌溶液;之后,使用0.4-0.6mol/l hcl溶液淋洗,得到富镓溶液;
7.所述吸附柱通过下述工艺得到:称取cl-p204萃淋树脂并加水调浆料并装柱,然后采用浓度大于3mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1~2mol/l;得到吸
附柱;
8.所述分离柱通过下述工艺得到:称取cl-p204萃淋树脂并加水调浆料并装柱,然后采用浓度大于3mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2
~10-3
mol/l;得到分离柱;
9.所述浸出液中;镓的浓度大于2g/l;铟的浓度大于200mg/l、锌的浓度大于50mg/l。
10.作为优选方案,按5g镓基液态金属加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液的比例配取镓基液态金属和硝酸,在容器中搅拌并在25~90℃浸出30~240min,得到浸出液。当然其他的酸浸也可以用于本发明。只是硝酸浸出更容易和后续工艺对接和处理。
11.在本发明中,其中ga、in浸出率分别达到了90%以上和80%以上,zn浸出率接近100%,sn的浸出率低于30%。大部分的sn存在与固体中。浸出的sn最后留存在吸附柱中未被洗脱而达到分离的目的。
12.工业上应用时,可采用包覆有聚四氟材料的搅拌设备。
13.作为优选方案,镓基液态金属废弃物中镓、铟、锡、锌、氧的含量分别为57.84~66.99wt.%、11.90~13.95wt.%、9.56~11.42wt.%、1.86~6.23wt.%、1.41~18.84wt.%。
14.作为优选方案,镓、铟浸出率皆达到90%以上,浸出液稀释调节酸度后h
+
浓度为1.0~2.0mol/l,镓、铟、锡、锌的浓度分别为2-3.5g/l、500-700mg/l、80-120mg/l、70-100mg/l。
15.作为优选方案,本发明一种镓基液态金属废弃物分离回收镓和铟的方法,吸附柱的预处理为:按60-150ml备用液配取20gcl-p204萃淋树脂的比例,配取cl-p204萃淋树脂;然后按照质量比cl-p204萃淋树脂:去离子水=0.8-1.2:0.8-1.2的比例配取去离子水,将配取的cl-p204萃淋树脂和去离子水混合均匀,浆法装柱;然后采用用4mol/l盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止(在工业上应用时可用k4fe(cn)6溶液检验fe
3+
是否除尽);接着先用去离子水淋洗树脂柱,后改用1~2mol/l的hno3溶液平衡之,直至流出液的h
+
浓度至1.0~2.0mol/l。
16.作为优选方案,本发明一种镓基液态金属废弃物分离回收镓和铟的方法,分离柱的预处理为:按60-150ml备用液配取20gcl-p204萃淋树脂的比例,配取cl-p204萃淋树脂;然后按照质量比cl-p204萃淋树脂:去离子水=0.8-1.2:0.8-1.2的比例配取去离子水,将配取的cl-p204萃淋树脂和去离子水混合均匀,浆法装柱;然后采用用4mol/l盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止(在工业上应用时可用k4fe(cn)6溶液检验fe
3+
是否除尽);接着先用去离子水淋洗树脂柱,后改用0.001~0.01mol/l的hno3溶液平衡之,直至流出液的h
+
浓度至0.001~0.01mol/l。
17.作为优选方案,本发明一种镓基液态金属废弃物分离回收镓和铟的方法,按比例,100ml备用液需要浓度为2~3.0mol/l的hcl溶液50-350ml、优选为100-250ml对的吸附柱进行脱洗,得到富铟溶液。
18.作为优选方案,本发明一种镓基液态金属废弃物分离回收镓和铟的方法,按比例,100ml备用液需要浓度为0.1mol/l的hcl溶液50-350ml、优选为100-250ml对的吸附柱进行脱洗,得到富锌溶液;之后,使用50~150ml的0.5mol/l hcl溶液淋洗,得到富镓溶液。
19.作为优选方案,本发明一种镓基液态金属废弃物分离回收镓和铟的方法,镓的回收率可达到90%以上,纯度可达95%以上;铟的回收率可达80%以上,纯度可达95%以上。
20.本发明的有益效果是:(1)本发明经特殊处理的cl-p204萃淋树脂对镓铟选择性强,分离效果好,镓的回收率可达到90%以上,纯度可达95%以上;铟的回收率可达80%以上,纯度可达95%以上,本发明铟的回收率远远高于现有技术。(2)同时,锡和锌也在不同区域得到富集,方便后续进一步提纯回收。(3)该方法使用工艺流程简单,效率高,无废气污染,为液态金属废弃物的回收利用提供了一种新思路。
具体实施方式
21.下面结合具体实施方式,对本发明作进一步说明。
22.实施例1:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
23.本实施例中,
24.吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为2mol/l;得到吸附柱;
25.分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
26.具体步骤如下:
27.(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
28.(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
29.(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度2.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
30.(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
31.(5)使用80ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
32.(6)首先使用100ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用100ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
33.本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表1所示
34.表1稀释后浸出液各元素浓度
35.元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
36.本实施例得到的镓铟回收率分别为90.96%和88.68%,纯度分别为95.66%和92.22%,锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)。
37.实施例2:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
38.本实施例中,
39.吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.5mol/l;得到吸附柱;
40.分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
41.具体步骤如下:
42.(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
43.(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
44.(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.5mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
45.(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
46.(5)使用100ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
47.(6)首先使用120ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用120ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
48.本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
49.表2稀释后浸出液各元素浓度
50.元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
51.本实施例得到的镓铟回收率分别为88.72%和91.34%,纯度分别为95.96%和95.86%。锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
52.实施例3:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
53.本实施例中,
54.吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.0mol/l;得到吸附柱;
55.分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
56.具体步骤如下:
57.(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
58.(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
59.(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
60.(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
61.(5)使用150ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
62.(6)首先使用150ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用150ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
63.本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
64.表3稀释后浸出液各元素浓度
[0065][0066][0067]
本实施例得到的镓铟回收率分别为93.19%和92.17%,纯度分别为97.27%和96.91%。锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
[0068]
实施例4:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
[0069]
本实施例中,
[0070]
吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.0mol/l;得到吸附柱;
[0071]
分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
[0072]
具体步骤如下:
[0073]
(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
[0074]
(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
[0075]
(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
[0076]
(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
[0077]
(5)使用180ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
[0078]
(6)首先使用180ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用180ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
[0079]
本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
[0080]
表4稀释后浸出液各元素浓度
[0081]
元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
[0082]
本实施例得到的镓铟回收率分别为97.88%和96.78%,纯度分别为98.36%和98.13%。锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
[0083]
实施例5:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
[0084]
本实施例中,
[0085]
吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.0mol/l;得到吸附柱;
[0086]
分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
[0087]
具体步骤如下:
[0088]
(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
[0089]
(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
[0090]
(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
[0091]
(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
[0092]
(5)使用200ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
[0093]
(6)首先使用200ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用200ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
[0094]
本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
[0095]
表5稀释后浸出液各元素浓度
[0096]
元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
[0097]
本实施例得到的镓铟回收率分别为97.99%和97.13%,纯度分别为98.66%和98.68%。锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集
液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
[0098]
实施例6:一种镓基液态金属废弃物高效分离回收镓和铟的方法,
[0099]
本实施例中,
[0100]
吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.0mol/l;得到吸附柱;
[0101]
分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
[0102]
具体步骤如下:
[0103]
(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
[0104]
(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
[0105]
(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
[0106]
(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
[0107]
(5)使用250ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
[0108]
(6)首先使用250ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用250ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
[0109]
本实施例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
[0110]
表6稀释后浸出液各元素浓度
[0111]
元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
[0112]
本实施例得到的镓铟回收率分别为98.35%和97.33%,纯度分别为98.92%和98.88%。锌的回收率及纯度均大于99.99%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
[0113]
对比例
[0114]
下面结合对比例,对本发明作进一步说明
[0115]
对比例1:本对例中,分离柱和吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,后续未经特殊处理。
[0116]
具体步骤如下:
[0117]
(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
[0118]
(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
[0119]
(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
[0120]
(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
[0121]
(5)使用100ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
[0122]
(6)首先使用120ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用120ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
[0123]
本对比例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表1所示
[0124]
表7稀释后浸出液各元素浓度
[0125]
元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
[0126]
本对比例得到的镓铟回收率分别为10.26%和15.65%,纯度分别为75.66%和63.22%,锌锡的回收率分别为20.16%和2.27%,纯度分别为73.52%和0.47%。在本对比例中,树脂未经特殊处理,对镓铟吸附效果很差,均低于20%。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)
[0127]
对比例2:本对比例中,
[0128]
吸附柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度为4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为1.0mol/l;得到吸附柱;
[0129]
分离柱通过下述工艺得到:称取20gcl-p204萃淋树脂并加20g水调浆料并装柱,然后采用浓度4mol/l的盐酸淋洗装好的树脂柱,直至流出液中无fe
3+
为止;接着采用去离子水清洗,然后硝酸调整吸附柱中的氢离子浓度,直至吸附柱中h
+
浓度为10-2.4
mol/l;得到分离柱。
[0130]
具体步骤如下:
[0131]
(1)往装有5g镓基液态金属的烧杯中加入100ml浓度为3mol/l的hno3溶液;
[0132]
(2)向步骤(1)烧杯放入一根由聚四氟材料制成的磁性搅拌子,之后将烧杯置于恒温磁力搅拌器上加热至80℃并保温240min;
[0133]
(3)过滤得到富含镓、铟离子的浸出液,取10ml浸出液稀释至100ml,并调节酸度(h
+
浓度1.0mol/l)后通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的吸附柱中;
[0134]
(4)将步骤(3)流出液调节ph为2.4后继续通过蠕动泵输送到装有cl-p204萃淋树脂的分离柱中;
[0135]
(5)使用50ml浓度为3mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的吸附柱,得到富铟溶液;
[0136]
(6)首先使用50ml浓度为0.1mol/l的hcl溶液淋洗步骤(4)中的分离柱,得到富锌溶液,然后使用50ml浓度为0.5mol/l的hcl溶液继续淋洗分离柱,得到富镓溶液。
[0137]
本对比例浸出液稀释至100ml后各元素浓度如表2所示
[0138]
表8稀释后浸出液各元素浓度
[0139]
元素ga/g/lin/mg/lsn/mg/lzn/mg/l浓度3.04860997.0589.88
[0140]
本对比例得到的镓铟回收率分别为57.4%和81.44%,纯度分别为74.35%和64.66%。锌的回收率及纯度分别为32.73%和68.32%,而锡则留存于吸附柱中未被洗脱,后续可考虑采用不同浓度的盐酸洗脱。在本对比例中,洗脱剂用量不足,导致镓铟的回收效果较差,镓的回收率低于60%,镓铟纯度低于75%。(元素的回收率是相对于稀释后浸出液来计算的,即洗脱后富集液中元素的浓度与体积的乘积和稀释后浸出液中元素的浓度与体积的乘积之比)。
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