论文部分内容阅读
镓被广泛地应用于通讯、电子信息、国防以及航天航空领域，已然成为现在高新技术的支撑材料。自然界中金属镓的分布比较广泛，但是镓含量比较低，很少有单一的、可具开采价值的镓矿床存在，金属镓大都以类质同象形式伴生于铝矿、闪锌矿、煤炭等矿物中，在这些尾矿和废渣中富含丰富的镓资源，对它们回收利用，具有非常大的经济效益和社会效益。本文旨在对碱浸出尾液中的镓进行富集回收，采用偕胺肟螯合树脂选择性与镓离子结合，达到分离、提纯的目的。主要研究内容和结论如下: (1)通过静态吸附实验，考察溶液中酸碱度对八种螯合树脂吸附镓离子性能的影响，筛选出在酸性条件和碱性条件下对镓吸附能力较好的树脂。研究发现偕胺肟螯合型树脂LSC-600s在碱性条件下对镓离子的吸附性能较好，当溶液中的KOH浓度为10％时树脂LSC-600s对镓的吸附效果最佳，其吸附镓容量可以达到33.45mg/g(dry)。通过吸附前后树脂LSC-600s的红外光谱分析，结果发现镓离子与树脂肟基上的氧原子结合形成络合物，选择性从碱性溶液中吸附分离镓离子。 (2)实验测量偕胺肟树脂LSC-600s对镓离子的吸附平衡等温线，分别采用Langmuir和Freundlich等温线方程进行拟合，获得相关的模型参数。建立准一阶动力学模型、准二阶动力学模型和大孔扩散模型，结合间歇吸附速率实验数据，对偕胺肟树脂LSC-600s吸附镓的动力学进行分析。基于大孔扩散模型，估算LSC-600s树脂吸附镓的内扩散系数，并对扩散阻力进行分析。 (3)通过间歇镓离子吸附与解吸实验，考察五种解吸剂对偕胺肟树脂LSC-600s已吸附的镓解吸效率，发现Na2S解吸剂性能较好，并且镓解吸率随着Na2S浓度的增高而增高。针对典型的高浓度镓溶液（镓含量299.2mg/L）和低浓度镓溶液（镓含量196.1mg/L）中镓离子富集回收案例，本文采用偕胺肟树脂LSC-600s填充床进行镓吸附回收、洗涤和Na2S解吸富集，研究不同Na2S浓度对偕胺肟树脂LSC-600s填充床的镓解吸效率。结果表明Na2S解吸剂对吸附镓的LSC-600s树脂填充床进行解吸，使得镓离子在解吸液中得到富集，镓解吸率最高达到97.2％。