一种稻壳纤维素吸附剂及其制备方法和应用与流程

本发明应用于稀有贵金属的有效提取以及绿色吸附剂制备技术领域，涉及一种简单改性的稻壳类吸附剂，旨在从含有镓离子及杂质金属离子的溶液中选择性的回收镓。

背景技术：
稀散元素包含镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼。最早应用于冶金领域，现如今被广泛应用于各高新技术领域。镓被誉为“半导体材料的新粮食”，是一种典型的稀散金属，它在地壳中的含量约占万分之一点五。我国金属镓的储量约占世界储量的80％～85％，总储量居世界首位。镓是银白色金属，熔点29.8℃，入手即化，但沸点却很高，具有元素中最长的液态区间，被广泛应用于温度计和防火信号电路熔断材料。镓质地较软，化学性质不活泼，但可溶于强酸强碱，具有两性，镓反射光能力很强，液态时粘附能力很强，被广泛应用于特殊光学玻璃。良好的半导体性能，被广泛应用于电子信息、移动通信和无人操作系统等高新领域。具有吸收中子的能力，被应用于原子堆中热载体。此外，镓还被广泛应用于催化、金属改性剂和医学等领域。镓的应用还处于前沿领域，在未来的科技发展中，还具有很高的经济价值以及社会价值。世界上约90％的金属镓是从炼铝工业的副产品中得到的。从浸出液中提取镓通常可采用沉淀-电解法、萃取法、树脂吸附法等。从锌置换渣中分离提取低含量的镓多采用置换、中和沉淀法或萃取法、乳状液膜和络合吸附法。从粉煤灰中回收金属镓，采用沉淀法、萃取法、还原熔炼萃取法及碱熔化法。目前应用最为广泛的分离镓方法为溶剂萃取法，国内外对镓的萃取剂主要用羧酸类、膦酸类、喹啉类、醚类、胺类。其中喹啉类Kelex100是法国最先提出的从碱性铝溶液中提镓的萃取剂，酸性介质中主要有TBP，CA-12，N503，Cyanex301等，碱性介质中主要有乙酰丙酮，Kelex100等。虽然可应用的萃取剂较多，但是并没有镓的特效萃取剂，选择性相对较好的，挥发性强且多为酸性介质，工业上应用较少。到目前为止，已工业化的提取方法还有很多不足，现有的生产能力和资源远不能满足市场的需求，所以加大对镓资源综合回收的科技支撑，已迫在眉睫。与此同时，作为人口大国，我国每年产生大量稻壳、秸秆、柿子皮、螃蟹壳等生物废弃物，例如，稻壳约占稻谷籽粒重量的20％，年产约4千万吨，被视为不可再生资源。大部分稻壳被制作基质、做发酵床垫料以及饲料。这些并不能充分发挥稻壳的性能，浪费资源。

技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于合理利用生物废弃物，选用种植大米的废弃物-稻壳为原料，经过简单改性用于吸附镓。本发明的操作方法简单，成本低，对镓的吸附量大，处理周期短，可循环利用，无污染且处理成本低。本发明是通过如下技术方案实现的：一种稻壳纤维素吸附剂，制备方法如下：将稻壳，用去离子水洗涤后，放入恒温干燥箱中，40-60℃下干燥，取出将其粉碎至呈粉末状；取稻壳粉缓慢加入硫酸，水浴加热20-26h；将酸化后的稻壳粉用碳酸氢钠洗涤，然后用去离子水洗至中性，过滤，40-70℃恒温干燥，研磨过筛，选取粒径为100-150μm，得到目标产物稻壳纤维素吸附剂。上述的一种稻壳纤维素吸附剂，所述的H2SO4的浓度为：14-18mol·L-1。上述的一种稻壳纤维素吸附剂，H2SO4的加入量为：每克稻壳粉中加入硫酸3-5mL。上述的一种稻壳纤维素吸附剂，水浴加热温度为：75-90℃。上述的一种稻壳纤维素吸附剂，碳酸氢钠浓度为：0.1-1mol·L-1。上述的一种稻壳纤维素吸附剂，每克酸化后的稻壳粉，碳酸氢钠的用量为10-15mL。本发明的稻壳纤维素吸附剂用于回收稀散元素镓。方法如下：于含有镓离子的溶液中，调节酸度至pH为1×10-10mol·L-1-4mol·L-1，然后加入上述的稻壳纤维素吸附剂，静置吸附15-24h，然后，加入0.5-1.5mol·L-1HCl震荡，洗脱10-15h。本发明具有以下有益效果：1.原料丰富：纤维素是稻壳中...