[发明专利]一种从粉煤灰硫酸体系中梯级分离除杂和铝镓协同提取的方法

说明书

一种从粉煤灰硫酸体系中梯级分离除杂和铝镓协同提取的方法，属于资源综合利用领域，可解决现有酸性体系中Ga分离富集效率低，Ga/Al、Ga/Fe选择性差的问题，先采用2‑乙基己基磷酸单‑2‑乙基己基酯（P507）作为萃取剂，将萃取体系的平衡pH值控制在0.8左右，酸浸液中铁、钛等杂质被大量去除；然后采用二(2,4,4‑三甲基戊基)次磷酸（Cyanex272）作为萃取剂和除杂后的酸浸液反应，控制萃取体系的平衡pH值为2.4‑2.6，可实现Ga的选择性提取；通过多级萃取分离，Ga在Cyanex272中大量富集；萃余液可用于制备高品质结晶硫酸铝。该发明解决了粉煤灰硫酸体系杂质分离难、Ga提取选择性低、Ga/Al难以分离和协同利用的问题，为粉煤灰的高值化利用提出了新的技术方案。

技术领域

本发明属于资源综合利用技术领域，具体涉及一种从粉煤灰硫酸体系中梯级分离除杂和铝镓协同提取的方法。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物，也是我国产生量最大的工业固体废弃物之一，不仅占用了大量的土地资源，还带来了日益严重的社会和环境问题。粉煤灰伴生大量的铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、钛(Ti)等常量金属元素，以及镓(Ga)、锂(Li)、稀土等稀贵金属元素，从粉煤灰提取有价金属元素是其资源化利用的重要方式之一。其中Ga是一种非常重要的稀散金属元素，广泛应用于航天、电子、能源等领域，被称为“电子工业的粮食”，是我国战略储备金属之一，潜在经济价值巨大。Ga在粉煤灰中含量达到30-100μg/g，而山西平朔矿区的煤中富含镓，煤燃烧后Ga在粉煤灰中进一步富集，含量达到100μg/g以上，远超工业开采品位(30μg/g)，极具提取价值。目前从粉煤灰中提铝已有大量报道，其中酸法浸出工艺简单，铝浸出率高，是粉煤灰提铝常用的方法之一，同时Ga也在酸浸过程中大量浸出，如能在提铝的同时实现镓的协同提取可提高粉煤灰资源化利用的经济效益，意义重大。

粉煤灰酸法浸出后得到的酸浸液是一种多金属元素共存的酸性体系，在Al、Ga浸出的同时，粉煤灰中的铁(Fe)、钛(Ti)、镁(Mg)、钾(K)等杂质也大量浸出到酸浸液中，其中Fe的存在会抑制Ga的电解，降低Ga回收率，影响金属Ga的纯度。酸浸液中Fe浓度较高、反应活性强，和Ga属于同周期元素，Fe、Ga的分离一直是Ga分离富集的难点之一。除此之外，Ga、Al属于同族元素，化学性质相似、难分离，也制约着粉煤灰酸浸液中Ga的回收利用。因此开发高效的除杂、富集和分离技术是粉煤灰中Al/Ga协同利用的关键。