[发明专利]一种从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

锗与镓铟是重要的战略稀散金属，在信息电子等领域具有广泛用途。锌厂冶炼过程中采用锌粉置换得到的镓锗渣是锗与镓铟提取的重要原料。从锌置换渣中提取镓锗铟的湿法工艺一般是先用硫酸浸出，然后采用溶剂萃取法从浸出液中萃取回收镓锗铟。国内外在溶剂萃取回收镓锗铟方面进行过大量研究，例如，LIX63从高浓度硫酸溶液中萃取锗具有良好的选择性，但负载有机相反萃时所需的碱浓度高，对萃取剂损害程度大，造成萃取剂使用寿命短；Kelex100从碱性铝酸钠溶液中提取镓，后来应用到硫酸溶液中萃取锗。上述两种萃取剂都存在着合成难度大、价格昂贵、萃取过程中损耗较大等不足。我国合成的YW100和G315氧肟酸类萃取剂也能从含锗的硫酸介质中选择性地萃取锗，但存在水溶性大、萃取过程易出现第三相等弊端。而从含大量锌、铁、镍、钴、镉等杂质的硫酸溶液中选择性萃取镓铟鲜有报道。

发明内容

针对现有从锌置换渣硫酸浸出液中回收镓锗铟技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟，实现镓锗铟与铁、锌、镍、钴、镉等多种杂质高效分离的方法，该方法工艺流程短、萃取剂使用寿命长、消耗小，成本低，易于实现工业化生产。

为了实现本发明的技术目的，本发明提供了一种从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟的方法，该方法采用由具有式1结构的羟肟螯合萃取剂和具有式2结构的酸性磷型萃取剂组成的协同萃取体系I从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取锗；萃锗余液通过扩散渗析法回收酸，并调节pH至3.0～3.5后，再采用由具有式1结构的羟肟螯合萃取剂和具有式3结构的羧酸萃取剂组成的协同萃取体系II选择性萃取镓和铟；

其中，

R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自独立地选自C₆～C₁₀的烷烃基。

本发明的技术方案中锌置换渣硫酸浸出液主要包括锗、镓、铟、铁、锌、镉、镍和钴在内的金属离子，现有技术中还没有很好地实现锗、镓和铟与铁、锌、镉、镍和钴等杂质分离的方法。本发明首先采用羟肟螯合萃取剂和酸性磷型萃取剂的复配萃取体系先将锗选择性萃取出来，再进一步采用羟肟螯合萃取剂和羧酸萃取剂组成的协同萃取体系将镓和铟选择性萃取出来，可以实现本发明的目的。

本发明的从锌置换渣硫酸浸出液中选择性萃取回收镓锗铟的方法还包括以下优选方案。

优选的方案中羟肟螯合萃取剂具有式4结构：

优选的方案中酸性磷型萃取剂具有式5结构：

优选的方案中羧酸萃取剂具有式6结构：

本发明优选的萃取剂中适宜长度的烷链使萃取剂具有更好的分散性能，同时也有利于萃取剂复配使用过程中各种萃取剂之间的协同增效作用。

优选的方案中将含协同萃取体系I的有机相与锌置换渣硫酸浸出液接触进行单级或多级逆流萃取，锗离子进入有机相，包括镓、铟、铁、锌、镉、镍和钴在内的金属离子留在萃锗余液中；负载锗的有机相经洗涤后，采用OH^-浓度在0.5～1.0mol/L之间的碱溶液作为反萃剂进行单级或多级逆流反萃取，得到含锗溶液。该优选方案中通过低浓度的碱溶液即可进行反萃，大大延长了羟肟螯合萃取剂及酸性磷型萃取剂的使用寿命，损耗小，可以循环使用。

较优选的方案中协同萃取体系I中羟肟螯合萃取剂和酸性磷型萃取剂的摩尔比为4:1～1:1。

较优选的方案中含协同萃取体系I的有机相中包括TBP或仲辛醇中的至少一种相调节剂，以及磺化煤油、260号溶剂油、航空煤油、Escaid110、C_8～13的高碳醇中的至少一种有机稀释剂。有机稀释剂最优选为磺化煤油、260号溶剂油、航空煤油中的至少一种。稀释剂与萃取剂的体积比为70～85:15～30；最佳比例为80:20。

优选的方案中碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水中的至少一种。最优选的碱溶液为氢氧化钠。