锌浸出渣镓锗的综合回收技术及进展研究

一、前言

传统的湿法炼锌工艺中，锌精矿伴生的镓和锗分散在浸出渣和除铁渣等副产物当中。对于如何回收锌浸出渣中含有的镓和锗，国内外学者进行了广泛的研究，如何把镓和锗从各种副产品中分离出来加以利用。目前已有各种研究表明可以通过各种回收技术，对镓和锗进行综合回收，可以将其中的镓和锗充分利用，减少企业的浪费又增加其收益。

二、镓和锗的概述

首先，镓是应用广泛的半导体材料，在通信领域的应用很广泛，是高新技术产业不可或缺的材料，而锗是一种高新技术的材料，在通信和航天、国防以及医疗和化工等领域的应用更为广泛。所以说镓和锗是现代科技发展和讯通网络不可或缺的材料，为了使我国的高科技术产业和高精尖技术取得长足的发展，就必须不断的补充镓和锗这两种原料。其次，镓和锗在自然界中不会单独存在，都是伴生在其他矿产和岩浆岩矿床当中的。在这些矿物冶炼或者燃烧时产生的废渣中会含有镓和锗，是提取它们的有效方法[1]。再次，镓和锗与锌的原子半径行进，与硫呈四面体配位等特点，使得镓和锗更容易隐藏在这些物质当中。而锌浸出渣中存在很多的镓和锗，本文就通过对其综合回收技术的介绍和研究，进而可以得到更多的镓和锗。

三、从锌浸出渣回收镓和锗的技术及其研究

我们知道锌浸出渣中有浓度较高的镓和锗，所以一定要回收才行。通过国内外科研人员的不断努力，他们发现了从锌浸出渣中进行综合回收镓和锗的技术，下面我们就来具体了解一下这些技术吧。

（一）液膜分离法

此方法是通过油相或者水相的分离膜，可以将乳状液膜分为油包水和水包油型，不过更常用的是前者。膜相通常由膜溶剂以及表面活性剂和流动载体组成的。液膜分离法的工作原理是：先乳化含有表面活性剂的油与有反萃剂的反萃液，形成油包水乳状液；然后将其在含有待分离溶质的水溶液中分散成小液滴，形成水包油包水的三相体系。然后进行分离，通过将迁移离子从外水相移到内水相，杂质离子则留在外水相，然后破乳回收内水相，就完成了被迁移的溶质的回收[2]。液膜分离法是一种高效而且快速的分离方法，具有自己的独特优势，在业内也得到普遍的认同和应用，可以通过液膜分离法来从锌浸出渣中回收镓和锗。国内有用乳液膜自湿法冶锌系统中依据镓和锗的顺序分步回收，可以得到纯度很高的镓和锗。液膜分离法是相对比较科学而且高效的综合回收镓和锗的技术，应该得到更广泛的推广和应用。

（二）酸浸法

酸浸法一般有两种方法，通过变化压力的方法分为常压酸浸法和加压酸浸法。首先，常压酸浸法。在常压的情况下，酸浸法可以从锌浸出渣中回收镓和锗，但是浸出率并没有达到很高的标准。因为浸出率会受到酸浓度和浸出时间以及添加的二氧化硫的影响。研究表明无论如何改变硫酸用量以及浸出时间和温度，都很难使得锌浸出渣中镓和锗同时达到较高的浸出率。为了更好的提高锗的浸出率，可以降低锌精矿中硅的含量，并且降低焙烧温度，加HF浸出。也有研究表明影响镓回收的重要因素是H2SO4的浓度，在80摄氏度以下，硫酸和锌渣比例为1：1时，镓的浸出率大于95%。而对于锗影响重要的因素是固液质量体积比。在80摄氏度以下，继续用HF浸出，HF与不溶解残渣的质量比为1：4的时候，锗的浸出率可达到98%[3]。但是由于这种方法的酸消耗量大，污染环境，所以实施难度大。尤其是我国近年来对环保要求的提高，使得这样污染环境的方法没有办法得到应用和推广。其次，加压酸浸法。这种方法改变了常压酸浸法污染环境的缺陷，实现了无废生产，可以充分利用锌浸出渣中的各种元素，也能综合回收镓和锗，这种方法的优势还是比较明显的，符合时代的节能环保的要求。但是这种方法的确定是设备投资较大，而且镓的回收率不高，因此并没有普遍应用。

（三）磁选-电解联合法

磁选-电解联合法也是一种能够回收镓和锗的有效方法。这种方法的工作原理是：通过加入30%的煤粉到锌浸出渣中，然后混合送入回转窑进行焙烧，将其中的锌和铅进行挥发掉，当然也会有少量的镓和锗挥发掉，不过大部分的镓和锗会留下。而由于镓和锗的亲铁性，可以进行磁选，回收磁性物，然后将这些磁性物炼制成粗铁，进而通过电解将镓和锗从阳性泥中分离出来，也可以通过酸浸出磁性物，然后将镓和锗转入溶液。但是由于转窑的稳定很高，所以在窑渣结构上会嵌有各种化合物和合金，镓和锗会镶嵌在另一种构造的颗粒中，物理方法很难分开[4]。而对于磁性物，无论是酸浸法还是电解法，都会有很大的能耗，而且对于镓和锗的回收效果也不好，所以并没有得到普遍的应用和推广。

文章来源：《化学进展》 网址: http://www.hxjzzz.cn/qikandaodu/2021/0416/1028.html