锌粉置换镓锗渣高压酸浸的浸出机理
2014-08-13刘付朋刘志宏李玉虎刘智勇李启厚
刘付朋,刘志宏,李玉虎,刘智勇,李启厚
(中南大学 冶金与环境学院,长沙 410083)
稀散金属Ga、Ge因其优异的理化特性,广泛用于军事、光纤通讯、催化剂、电子和医学等领域,是支撑高新技术发展的重要原料[1−2]。
自然界极少存在单一Ga、Ge工业矿床,Ga、Ge主要从其伴生矿和二次资源中回收[3]。我国某铅锌矿山硫化锌精矿中富含 Ga、Ge,对其采用高酸氧压浸出工艺处理[4],浸出中Ga、Ge与Zn一同进入浸出液中。浸出液预中和后用锌粉置换沉淀富集 Ga、Ge,得到所谓“锌粉置换镓锗渣”,其中还含有 Zn、Si、Cu、Fe、As、Pb等成分,是一种复杂的含 Ga、Ge中间物料,目前尚无适当工艺对其进行处理。
从各类冶金渣中回收Ga、Ge的关键在于Ga、Ge的高效富集。吕伯康等[5]研究锌浸出渣还原或硫化挥发富集Ge,锌浸出渣在1000 ℃下还原挥发,约90%的Ge富集于烟尘中,在同温度下硫化挥发,Ge的挥发率可达 95%以上。但是,由于Zn、Pb与Ge同时挥发,使得烟尘中 Ge的富集比不高,此外,还原或硫化挥发工艺还存在投资大、能耗高、污染重等缺点。因而,湿法回收技术是当前处理含Ga、Ge物料的主要工艺,且随着Ga、Ge萃取技术的完善和成熟,从Ga、Ge物料中高效浸出 Ga、Ge成为当前的研究热点[6−11]。由于渣中 Ga、Ge物相复杂,除氧化物外,还有单质金属和硫化物等,常规酸浸效果较差,Ge的浸出率通常仅为60%左右。KUL等[12]研究了锌浸出渣的氧化酸浸,浸出中加入强氧化剂或通入空气可使Ge的浸出率达到90%左右,但浸出料浆过滤性能差。为消除原料中的硅对 Ga、Ge浸出的影响,HARBUCK[13]用硫酸与氢氟酸混合酸处理高硅锌浸出渣,Ga、Ge的浸出率均可达 98%以上,但氟离子对设备腐蚀严重,且含氟废液难以处理。……
