瓷土矿中镓的提取工艺研究

论文摘要

镓是一种稀散金属,具有相当重要的工业利用价值,尤其在高新技术迅猛发展的21世纪,其应用领域涉及电子技术、无线通讯、航空航天等。镓的需求量与日俱增,价格一直处于上扬走势,世界各国都在努力寻找和开发更多的镓资源,从各种原材料中提取分离镓的方法更是日新月异。因此,寻求一种经济、实用而且高提取率的分离回收镓的新方法具有十分重要的战略意义。本文以瓷土矿为原料,利用正交试验及单因素试验,在研究烧结-酸浸-树脂吸附法,碱法烧结-碱浸-碳酸化法和碱法烧结-碱浸-树脂吸附法三种试验方法的基础上,通过改进与变通,以高提取率、低成本与无污染的原则,提出提取金属镓的最优方案为碱法烧结碳酸化-酸浸树脂吸附联合法。该方案的最佳试验条件为:瓷土矿的粒度为200目;瓷土与烧结剂（碳酸钠）质量比为1∶0.7;烧结温度为800℃,烧结时间为20min;碳酸化调节的pH值为9-9.5;酸浸液的盐酸浓度为6mol/L;瓷土矿样品与盐酸的质量体积比为1g∶40ml;酸浸温度为100℃,酸浸时间6h;D201×7树脂吸附温度为40℃,吸附时间为70min;饱和树脂的淋洗剂用4%的氯化铵溶液,解吸温度为40℃,解吸时间为90min。在此试验条件下,镓的提取率为88.34%。通过此种联合法从瓷土矿中提取镓,用料节省,可进一步降低附属废弃物的排放,硅、铝等高附加值金属矿物也得到了回收与利用,带来显著的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 镓的发现简史
• 1.2 镓的存在和分布
• 1.3 镓的性质
• 1.3.1 物理性质
• 1.3.2 化学性质
• 1.4 镓的应用
• 1.5 镓的市场与前景
• 1.6 本课题研究的主要内容与意义
• 第2章 镓提取分离方法研究现状
• 2.1 镓的提取方法
• 2.1.1 从铝冶炼工业副产物中提取金属镓
• 2.1.2 从湿法炼锌渣中提取金属镓
• 2.1.3 从刚玉渣中提取金属镓
• 2.1.4 从矿石中提取金属镓
• 2.1.5 从钒渣中提取金属镓
• 2.1.6 从粉煤灰及煤矸石中提取金属镓
• 2.1.7 从含镓废液中提取金属镓
• 2.2 镓的分离方法
• 2.2.1 溶剂萃取法
• 2.2.2 分步沉淀法
• 2.2.3 萃淋树脂法
• 2.2.4 离子交换法
• 2.2.5 液膜法
• 2.3 镓的测定分析方法
• 2.3.1 分光光度法
• 2.3.2 荧光光度法
• 2.3.3 原子吸收光谱法
• 2.3.4 极谱法
• 第3章 瓷土矿的特征分析及综合利用
• 3.1 瓷土矿的物理特征
• 3.2 瓷土矿的矿物成分
• 3.3 瓷土矿的化学成分
• 3.4 瓷土矿的综合利用
• 第4章 试验部分
• 4.1 试验仪器
• 4.2 试验试剂
• 4.3 样品的采集与处理
• 4.3.1 样品的采集
• 4.3.2 样品的处理
• 4.4 标准曲线的绘制
• 4.5 树脂的选择
• 4.6 树脂的预处理
• 4.6.1 D201×7（717）树脂的预处理步骤
• 4.6.2 HF407螯合树脂的预处理步骤
• 第5章 镓的提取工艺研究
• 5.1 烧结-酸浸-树脂吸附法
• 5.1.1 工艺原理
• 5.1.2 浸出方法
• 5.1.3 正交试验
• 5.1.4 离子交换树脂吸附试验
• 5.1.5 解吸试验
• 5.1.6 工艺流程
• 5.1.7 本节小结
• 5.2 碱法烧结-碱浸-碳酸化法
• 5.2.1 工艺原理
• 5.2.2 碱法烧结-碱浸试验
• 5.2.3 正交试验
• 5.2.4 碳酸化试验
• 5.2.5 工艺流程
• 5.2.6 本节小结
• 5.3 碱法烧结-碱浸-树脂吸附法
• 5.3.1 工艺原理
• 5.3.2 树脂吸附试验
• 5.3.3 解吸试验
• 5.3.4 工艺流程
• 5.3.5 本节小结
• 第6章 镓提取方案的优化
• 6.1 工艺方法评价
• 6.2 优化方案原则
• 6.3 最优方案的提出
• 6.3.1 最优方案操作步骤与工艺参数
• 6.3.2 最优方案工艺流程
• 6.4 最优方案的验证
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文