[发明专利]混合酸浸出废渣中镓和锗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀散金属镓、锗的回收方法，尤其涉及一种通过混合酸浸出废渣中镓和锗的方法。

背景技术

稀散金属镓、锗元素，因其独特的物理化学性质已成功应用于半导体、光纤、催化剂、低熔合金和焊料、特殊合金和涂层、玻璃、颜料、医药和能源材料等高科技领域，是发展高科技的支撑材料。自然界中极少存在具有单独开采价值的镓、锗矿床，镓通常以类质同象伴生在闪锌矿、铝土矿和煤矿中；锗主要以分散状态赋存于闪锌矿、铅锌矿、煤矿和少量的铁矿中。富含镓、锗的锌矿资源，在冶炼过程中，镓、锗富集在冶锌废渣中，具有极高的回收价值。

为了有效的回收利用冶锌废渣中的镓锗，国内外专家学者进行了较为广泛的研究，开发了多种工艺方法，归纳起来主要有以下几种：常压酸浸法、加压酸浸法、碱浸法、综合法、选冶联合法、碱熔-中和法等。在国内企事业工厂中较常使用的是常压酸浸法，常压酸浸法的实质是用热硫酸在常压条件下浸出冶锌废渣，然后从溶液中逐步回收各种有用元素。

在常压硫酸浸出过程中，因冶锌废渣的组分复杂，使镓、锗的浸出率难以同时达到较好的效果，镓的浸出率达95%以上，而锗的浸出率基本维持在70%左右；另一方面，又因冶锌废渣中常含有硅元素，在硫酸浸出过程中，硅以硅酸的形式进入溶液中，并发生聚合而产生硅胶，这种硅胶的产生严重影响了浸出液的过滤性能，延长了过滤时间，降低了生产效率。为达到预期产能，企业只能通过增加压滤机的数量来解决过滤慢的问题，相应的也就增加了企业的投资成本和运营成本。再者，随着新环境保护法的出台，国家对于冶金化工企业的环境保护的要求日益严格。在提取锗的后续生产过程中（例如在6-7mol/L的盐酸溶液中制备并蒸馏GeCl₄，蒸馏完成后，废盐酸的浓度仍维持在6mol/L左右），使用了大量的盐酸，且为保证反应的完全，盐酸的加入量为过量，未反应完全的残酸不可直接排放，或经碱中和后进入盐蒸发系统进行处理得工业级NaCl后出售；或采用蒸馏、精馏进行回收，但成本均不低。

基于以上几点，迫切需要一种既能高效提取冶锌废渣中镓和锗、又可经济的处理这类废酸的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合酸浸出废渣中镓和锗的方法，该方法既能高效提取冶锌废渣中镓和锗、又可经济的处理这类废酸的方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种混合酸浸出废渣中镓和锗的方法，包括如下步骤：

S1：烘干研磨：取含镓、锗的废渣为原料，烘干后研磨成为混合均匀的粉体；

S2：浆化：称取一定质量的粉体，按照固液比1:4～8加入水，搅拌均匀浆化形成浆化液；

S3：浸出：加入浓硫酸、盐酸使浆化液中硫酸浓度、盐酸浓度分别维持在100g/L～200g/L和10g/L-50g/L，在60～110℃下浸出反应1h～10h，得到浸出混合液；

S4：过滤：待浸出混合液冷却后过滤，所得滤液为镓、锗浸出液。

作为本发明的进一步改进，所述S1中，烘干在烘箱内完成，烘干温度为60～110℃。

作为本发明的进一步改进，所述S2中，在60～110℃下浆化0.5～3h。

作为本发明的进一步改进，所述S4中浸出混合液冷却至40～60℃后过滤。

本发明与现有技术相比，同时高效浸出镓、锗，镓的浸出率达97%以上，锗的浸出率维持在70%～78%，在一定程度改善了过滤速度，且实现了废盐酸的再利用，从资源节约、环境保护、废物利用、经济成本等方面都实现了利益最大化，是一种高效、低耗、低污染的新的浸出方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明以广东某锌冶炼厂的冶锌废渣为原料，按照如下步骤进行：

S1：烘干研磨：取含镓、锗的废渣为原料，烘干后研磨成为混合均匀的粉体；

S2：浆化：称取一定质量的粉体，按照固液比1:4～8加入水，搅拌均匀浆化形成浆化液；

S3：浸出：加入浓硫酸、盐酸使浆化液中硫酸浓度、盐酸浓度分别维持在100g/L～200g/L和10g/L-50g/L，在60～110℃下浸出反应1h～10h，得到浸出混合液；

S4：过滤：待浸出混合液冷却后过滤，所得滤液为镓、锗浸出液。