镓和锗等稀散金属作为现代信息产业中的“高技术元素”,在光导纤维、超导材料、太阳能电池以及其他新能源等先进应用领域发挥着日益巨大的功能,是高新技术领域不可缺少的战略金属,对国家经济的发展具有举足轻重的地位。目前,在自然界中很难找到富含有Ga、Ge的独立矿床,其主要伴生在铅、锌等有色金属矿产资源之中,因此可从铅锌冶炼过程中综合回收Ga、Ge。在我国广东韶关地区的铅锌矿产出的锌精矿中富含有较高的Ga和Ge,因此丹霞冶炼厂对其采用逆流氧压工艺进行处理,浸出过程镓、锗进入浸出液中,经过中和置换工艺得到镓锗含量均在0.25%以上的锌置换渣,具有较高的回收价值。而锌置换渣中结构与成分复杂,且含硅量高,导致后续镓、锗的回收率较低,基于这一问题,本论文对锌置换渣中镓、锗的浸出行为开展了一系列实验研究,以期通过理论分析和实验研究,来判断镓、锗的走向,进而改善其浸出工艺和条件,最终实现锌置换渣中稀散金属镓、锗的高效浸出。具体的研究内容与结论如下:（1）采用XRD、XRF、SEM-EDS、ICP-AES等检测方法对锌置换渣的成分、物相组成及微观形貌进行表征,结果表明:锌置换渣主要包括铜、锌、硅、镉、铁和铅等元素,其中含有0.56%的镓和0.75%的锗;锌置换渣中Pb和Si的主要物相分别为Pb SO4和SiO2,Fe、Zn和Cu在渣中则主要以Zn Fe2O4和Zn3Cu2（SO4）2（OH）6（H2O）4的形式存在,由于Ga、Ge含量偏低,导致Ga和Ge的独立物相没有检测出。通过微观形貌及颗粒成分分析发现锌置换渣主要由衬度及大小并不均一的块状颗粒组成,并且Ga和Ge弥散分布在含Fe、Si等元素的其他物相中。采用选择性溶解的方法对锗的赋存状态进行定量检测,锌置换渣中锗大多以氧化锗和锗酸盐的形式分布在渣中,占渣中总锗量的76%;其次是不溶性Ge O2（正方形Ge O2）,占比为14.67%;只有少部分锗是以硫化物和含锗硅酸盐的形式存在。（2）通过绘制Cu-H2O、Zn-H2O、Fe-H2O、Cd-H2O、Ga-H2O、Ge-H2O和Si-H2O系在不同温度下的Eh-p H图来对锌置换渣中的主要成分进行浸出热力学分析,结果表明:渣中的Cu、Zn、Fe、Cd和Ga等元素在酸性体系下较易溶出,但Ge的溶出条件有所不同,其溶出取决于Ge在锌置换渣中的赋存状态,即无定形和六方晶形的Ge O2能够溶解在酸中,正方形Ge O2则不被酸溶解;渣中的可溶硅在酸性溶液中容易朝着硅胶转变,易形成H4SiO4,升高温度至100℃能够促进H4SiO4分解成SiO2。（3）依据Ga和Ge在硫酸浸出过程中的溶解行为差异特征,即Ga随着硫酸浓度的增加溶出效果显著,硫酸浓度的增加Ge的溶出受到抑制。基于此,本课题提出采用一段常压浸镓-二段加压浸锗的方法来高效提取锌置换渣中Ga和Ge。（4）常压实验结果表明:锌置换渣中Cu、Zn、Fe、Cd、Ga等元素较易浸出,且随着硫酸浓度、反应温度、液固比、反应时间的增加均增加;但锗的浸出率较为复杂,随着硫酸浓度的增加先增加后降低。基于此确定最佳浸出工艺条件:硫酸浓度为1.5mol/L,温度为80℃,液固比为7.5 m L/g,浸出时间为3 h,在最佳浸出条件下Ga和Ge的浸出率分别可达97.74%和82.46%,整个浸出过程中Si和Pb在渣中得到富集,其含量分别为35.81%和15.36%。对硅锗赋存状态进行分析知,浸出渣中还含有0.4%的可溶性锗,占总锗的50%,并且渣中不溶性SiO2含量较高,达到41.7%。（5）氧压浸出实验研究表明:升高温度和增加液固比都有利于提高Ge的浸出率,但氧压超过0.6 MPa后反而不利于Ge的浸出。在酸度0.25 mol/L、液固比7.5 m L/g、加压温度135℃、氧分压0.6 MPa、反应时间3 h的最佳工艺条件下,Ge的溶出率可提高到91.66%。通过微观形貌分析,氧压浸出渣中的絮状的硅酸转变成团聚状的无定型SiO2。对硅锗赋存状态进行分析知,浸出渣中可溶锗含量降低至0.1%以下,其中不溶性SiO2含量增加至48%左右,这进一步证明了硅凝胶向SiO2的转化。（6）在经过常压-氧压实验处理锌置换渣后,残渣中锗含量仍维持在0.5%左右,其中80%以上锗以不溶锗形态存在,因此,实验对浸出残渣进行火法深度提锗研究,其结果表明:锗在空气和氧气中焙烧难以得到挥发,但在氩气气氛中较易挥发,并且在氩气条件下焙烧的最佳工艺条件为焙烧温度900℃、恒温焙烧时间3 h,在此条件下,渣中锗的挥发率可接近100%。通过对富锗烟尘进行分析可知,锗以硫化物的形式挥发,且在富集物中锗的品位约5.88%。在焙烧过程中,渣中的硫酸铅会分解为Pb、PbO和PbS。