一種從含鎵和鍺的草酸溶液中選擇性萃取鎵和鍺的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從含鎵和鍺的草酸溶液中萃取鎵和鍺的方法，該方法是用有機(jī)相對含鎵和鍺的草酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流萃取，逆流萃取所得負(fù)載有機(jī)相采用酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流選擇性反萃取鎵，反萃鎵后的有機(jī)相采用堿溶液反萃鍺，分別得到含鎵水溶液和含鍺水溶液；該方法有效實(shí)現(xiàn)了鎵和鍺與雜質(zhì)銅、鋅等的分離，該方法流程短，化學(xué)試劑消耗小，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
【專利說明】一種從含鎵和鍺的草酸溶液中選擇性萃取鎵和鍺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從含鎵和鍺的草酸溶液中萃取鎵和鍺的方法，屬于萃取分離【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鎵、鍺是重要的戰(zhàn)略稀散金屬，在信息電子等領(lǐng)域具有廣泛用途。鋅廠冶煉過程中采用鋅粉置換得到的鎵鍺渣是鎵、鍺提取的重要原料。從鎵鍺渣中提取鎵鍺的濕法工藝一般是先用硫酸浸出，然后采用溶劑萃取法從浸出液中萃取鎵鍺。國內(nèi)外在溶劑萃取回收鎵鍺方面進(jìn)行過大量研究，例如，LIX63從高濃度硫酸溶液中萃取鍺具有良好的選擇性；KelexlOO從喊性招酸納溶液中提取嫁，后來應(yīng)用到硫酸溶液中卒取錯。上述兩種卒取劑都存在著合成難度大、價(jià)格昂貴、萃取過程中損耗較大等不足。我國合成的YWioo和G315氧肟酸類萃取劑也能從含鎵、鍺的硫酸介質(zhì)中選擇性地萃取鎵、鍺，但存在水溶性大、萃取過程易出現(xiàn)第三相等弊端。為了解決上述弊端以及鋅置換渣硫酸浸出過程中鍺浸出率較低及過濾困難等問題，李玉虎等人發(fā)明了用草酸浸出鎵鍺渣，鎵鍺浸出率高達(dá)98%以上，過濾速度快，易于操作，除了雜質(zhì)鐵和少量雜質(zhì)銅和鋅進(jìn)入草酸浸出液中，其它的雜質(zhì)如鉛、硅、鈣、鎂均留在渣中；但是李玉虎的浸出方法存在以下缺陷，沒有辦法從草酸浸出液中進(jìn)一步提取出鎵鍺將其與銅、鋅等雜質(zhì)分離；目前也相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù) 中，采用草酸溶液浸出鋅置換渣獲得的浸出液，存在無法進(jìn)一步從草酸浸出液中提取鎵鍺并將其與銅、鋅等雜質(zhì)分離的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種從含鎵和鍺的草酸溶液中選擇性高效萃取提取鎵、鍺，實(shí)現(xiàn)鎵、鍺與銅、鋅等多種雜質(zhì)分離的方法，該方法流程短、成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]本發(fā)明提供了一種從含鎵和鍺的草酸溶液中萃取鎵和鍺的方法，該方法是用有機(jī)相對含鎵和鍺的草酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流萃取，逆流萃取所得負(fù)載有機(jī)相先采用H+濃度為1.0~2.0mol/L的酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流反萃取I，得到含鎵水溶液；反萃取I后的有機(jī)相再采用0H-濃度為I~4mol/L的堿溶液進(jìn)行單級或多級逆流反萃取II,得到含鍺水溶液；所述的含鎵和鍺的草酸溶液PH值為0.5~1.5，主要雜質(zhì)為銅和/或鋅陽離子，且銅、鋅含量均不大于lg/L ;所述的有機(jī)相由以下體積百分比組分組成:叔胺5~20%，液態(tài)烴類稀釋劑60~90%，相調(diào)節(jié)劑不大于20%，其中，叔胺的三個取代基各自獨(dú)立地選自C8~Cltl的烷基。
[0005]本發(fā)明的從含鎵和鍺的草酸溶液中萃取鎵和鍺的方法還包括以下優(yōu)選方案:
[0006]優(yōu)選的叔胺為N235。
[0007]優(yōu)選的液態(tài)烴類稀釋劑為磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油中的至少一種。
[0008]優(yōu)選的相調(diào)節(jié)劑為仲辛醇和/或TBP。
[0009]優(yōu)選的酸溶液為鹽酸。[0010]優(yōu)選的堿溶液為NaOH溶液。
[0011]所述的逆流萃取0/A為1/5~10/1,級數(shù)為I~3級。
[0012]所述的逆流反萃取Ι0/Α為1/3~5/1,級數(shù)為I~3級。
[0013]所述的逆流反萃取ΙΙ0/Α為1/3~5/1,級數(shù)為I~3級。
[0014]優(yōu)選的方法是將pH值為0.5~1.5的含鎵和鍺的草酸溶液與有機(jī)相以體積比5/1~1/10接觸進(jìn)行I~3級逆流萃取，所述草酸溶液中的鎵和鍺進(jìn)入有機(jī)相中，而銅和/或鋅在內(nèi)的陽離子雜質(zhì)留在萃取余液中；逆流萃取所得負(fù)載有機(jī)相和H+濃度為1.0~
2.0mol/L的酸溶液以體積比1/3~5/1接觸進(jìn)行I~3級逆流反萃取I，得到含鎵的水溶液；反萃取I后的有 機(jī)相和OH為I~4mol/L的堿溶液以體積比1/3~5/1接觸進(jìn)行I~3級逆流反萃取II，得到含鍺的水溶液；所述的有機(jī)相由以下體積百分比組分組成:N2355~20%，液態(tài)烴類稀釋劑60~90%，仲辛醇和/或TBP ( 20%;含鎵和鍺的草酸溶液銅、鋅均不大于lg/L。
[0015]本發(fā)明的有益效果:現(xiàn)有技術(shù)中的報(bào)道將草酸溶液作為鋅置換渣的浸出液，能有效浸出鎵和鍺，在工業(yè)上具有很重要意義，但現(xiàn)有技術(shù)中無法進(jìn)一步在草酸浸出溶液中將浸出的鎵和鍺與少量的銅、鋅雜質(zhì)進(jìn)行分離，使該方法應(yīng)用受到局限。為了解決這一技術(shù)難題，本發(fā)明首次采用叔胺類萃取劑對草酸溶液中的鎵和鍺進(jìn)行選擇性萃取，鎵和鍺的收率高，純度高，有效實(shí)現(xiàn)了鎵和鍺與雜質(zhì)銅、鋅等的分離，該方法流程短，化學(xué)試劑消耗小，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]水相料液:鋅置換渣草酸浸出液，其中含鎵0.274g/L、鍺0.511g/L、銅0.065g/L、鋅0.55g/L，料液pH值為0.51 ;
[0019]有機(jī)相:萃取劑為叔胺N235，其體積分?jǐn)?shù)為20%，有機(jī)相中的稀釋劑為磺化煤油，其體積分?jǐn)?shù)為80%。
[0020]萃取分離:有機(jī)相與料液在相比1/1的條件下進(jìn)行單級萃取，萃取平衡時間為IOmin,溫度25°C。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0021]表1叔胺N235對草酸浸出液中金屬離子的萃取率)
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種從含鎵和鍺的草酸溶液中萃取鎵和鍺的方法，其特征在于，用有機(jī)相對含鎵和鍺的草酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流萃取，逆流萃取所得負(fù)載有機(jī)相先采用H+濃度為1.0~2.0mol/L的酸溶液進(jìn)行單級或多級逆流反萃取I，得到含鎵水溶液；反萃取I后的有機(jī)相再采用OH-濃度為I~4mol/L的堿溶液進(jìn)行單級或多級逆流反萃取II，得到含鍺水溶液；所述的含鎵和鍺的草酸溶液pH值為0.5~1.5，主要雜質(zhì)為銅和/或鋅陽離子，且銅、鋅含量均不大于lg/L ;所述的有機(jī)相由以下體積百分比組分組成:叔胺5~20%，液態(tài)烴類稀釋劑60~90 %，相調(diào)節(jié)劑不大于20 %，其中，叔胺的三個取代基各自獨(dú)立地選自C8~Cltl的烷基。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的叔胺為N235。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的液態(tài)烴類稀釋劑為磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的相調(diào)節(jié)劑為仲辛醇和/或TBP。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酸溶液為鹽酸。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的逆流萃取0/A為1/5~10/1，級數(shù)為I~3級。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的逆流反萃取Ι0/Α為1/3~5/1，級數(shù)為I~3級。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的逆流反萃取ΙΙ0/Α為1/3~5/1，級數(shù)為I~3級。
9.如權(quán)利 要求1~8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將pH值為0.5~1.5的含鎵和鍺的草酸溶液與有機(jī)相以體積比5/1~1/10接觸進(jìn)行I~3級逆流萃取，所述草酸溶液中的鎵和鍺進(jìn)入有機(jī)相中，而銅和/或鋅在內(nèi)的陽離子雜質(zhì)留在萃取余液中；逆流萃取所得負(fù)載有機(jī)相和H+濃度為1.0~2.0mol/L的酸溶液以體積比1/3~5/1接觸進(jìn)行I~3級逆流反萃取I，得到含鎵的水溶液；反萃取I后的有機(jī)相和0H—為I~4mol/L的堿溶液以體積比1/3~5/1接觸進(jìn)行I~3級逆流反萃取II，得到含鍺的水溶液；所述的有機(jī)相由以下體積百分比組分組成:N2355~20 %，液態(tài)烴類稀釋劑60~90 %，仲辛醇和/或TBP≤20 %;含鎵和鍺的草酸溶液銅、鋅均不大于lg/L。
【文檔編號】C22B3/26GK104004910SQ201410190293
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】曾理, 徐毅, 劉野平, 張登凱, 周科華, 張偉, 胡東風(fēng), 李玉虎 申請人:深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠