偕胺肟樹脂吸附法
偕胺肟樹脂吸附法是回收鎵的主流技術。拜耳法氧化鋁種分母液含鎵100~300mg/L，在鋁酸鈉溶液中偕胺肟螯合樹脂只吸附鎵而不吸附鋁，吸附在樹脂上的鎵可用堿液或酸液洗脫獲得富鎵溶液，再經(jīng)過造液電解可獲取金屬鎵。偕胺肟樹脂其結構式可表示為R—C(=NOH)NH2(其中R代表樹脂基體)，在堿性溶液中吸附鎵，主要機制是Ga(OH)-4的OH-離子與R—C(=NO-)NH2發(fā)生離子交換反應，形成【(R—C(=NO-)NH2)xGa(OH)4-x】-形態(tài)的萃合物。
偕胺肟樹脂工業(yè)應用的牌號眾多，其性能與樹脂制備方法、萃取劑組分、助萃添加劑的類型等關系極大，吸附容量、循環(huán)壽命及洗脫方法也不盡相同。日本住友公司使用的牌號為Doulit Es-346的萃淋樹脂(用偕胺肟浸漬的樹脂)從含鎵0.1~0.16g/L的鋁酸鈉溶液吸附鎵，吸附率達96%而鋁吸附不到1%，飽和樹脂用0.5~2mol/L的HCl洗脫，獲得富鎵溶液基(=N——OH)或喹啉類的Kelex100等萃取劑的浸漬樹脂來吸附鎵L7.8。萃淋樹脂為多孔網(wǎng)狀結構，基體為丙烯腈和苯/苯二乙烯共聚物、乙烯基和苯二乙烯共聚物等。國產(chǎn)的幾種樹脂吸附鎵的結果見表13-3。
從種分母液中吸附鎵的工藝流程如圖13-1所示。工藝過程包括樹脂吸附、飽和樹脂洗滌、解吸、貧樹脂再生幾個環(huán)節(jié)。
鎵的樹脂吸附和解吸的樹脂交換塔，分固定床與移動床兩種。移動床的樹脂交換塔傳質(zhì)效率高，樹脂用量少，飽和樹脂解吸鎵的淋洗液，采用移動床要比固定床的體積減小50%~60%，因此獲得解吸液的鎵濃度也更高。對于密實移動床樹脂塔，鎵吸附和解吸分別在兩個塔進行，樹脂在吸附塔中吸附鎵飽和后，轉(zhuǎn)移到解吸塔中進行解吸鎵，解吸后的貧樹脂再轉(zhuǎn)移回吸附塔吸附鎵。整個過程可實現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)間斷排出樹脂的自動化操作。
中和沉淀法
早期提鎵技術是中和沉淀法，用CO酸化母液，利用鋁酸鈉和鎵酸鈉水解沉淀的堿度不同，將兩者分離。其做法有兩種：一是徹底碳酸化，對含Ga0.2g/L (拜耳法)或含Ga0.03~0.08g/L(燒結法)的分解母液通入CO至飽和，鋁鎵共沉淀析出入渣;然后用石灰乳浸出鋁鎵渣，鋁生成鋁酸鈣保留在渣中，鎵進入溶液;分離鋁渣后，對溶液再通入CO使鎵全部沉淀入渣，獲得含Ga1%~3%Al/Ga<10的鎵精礦。二是分步沉淀，通入COa，控制pH=10.5~10.7，先將分解母液的鋁沉淀，分離鋁渣后，溶液再次通入CO2徹底碳酸化，將鎵完全沉淀又渣。兩種方法獲得的鎵富集物再次重溶富集、除雜、造液電解得到金屬鎵。電子溶液含鋁高含鎵低，無論哪種沉淀方法都產(chǎn)出大量的鋁渣，渣率高達7~10k Ga7，渣處理費用較高，該法現(xiàn)已淘汰。
萃取法
20世紀70年代法國羅尼普倫克廠(Rhone-Poulenc)采用喹啉類萃取劑Kelex100在氧化鋁種分母液中萃取鎵實現(xiàn)工業(yè)化。在高堿度的鋁酸鈉溶液中Kelex100萃取鎵有良好選擇性，對于該廠成分為：Ga 0.18~0.24g/L、Na2O 150~200g/L、Al2O370~100g/L的種分母液，采用6%~12%Kelex100+煤油+癸醇，相比O/A=1：1萃取鎵;負載有機相用0.2~0.5mol/LHCl洗脫鋁，再用1.6~1.8mol/L HCl(或H2SO4)反萃鎵，獲得含Ga1~10g/L的富鎵水相，富像水相既可造液電解，也可再行萃取富集后再電解得到金屬鎵。
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