强碱性铝酸钠溶液中萃取提镓工艺制造技术

本发明专利技术是一种萃取提镓的工艺，在萃取体系中引入了新的加速剂和改性剂可以分别提高由碱性铝酸溶液中萃取提镓的速率和改善分层行为．本发明专利技术所用的萃取剂是以７－取代－８－羧基喹啉作为有机相的主要成分，混合醇作改性剂，一种羧酸作加速剂，煤油作稀释剂组成的有机体系．实验证明：本发明专利技术所用的萃取体系优于已公开发表用于同一目的体系．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由含镓的强碱性铝酸钠溶液中提取镓的液-液萃取过程。 目前世界上生产的镓90%来自铝矿石，其次来自铅锌矿。铝矿石中含有0.002～0.01%的镓，相当于Al/Ga比8000～3000。经碱处理后铝酸钠溶液中的Al/Ga比下降到400～150。 由碱性铝酸钠溶液中提镓，习用的工艺主要有汞阴极电介法和碳酸化-石灰乳沉淀法两种。前一方法由于汞的泄漏导致环境污染，在某些国家已被禁止使用;后一办法的流程复杂，镓回收率低，而且在碱性铝液中须补充由于碳酸化中和所耗去的苛性碱。近年来国外已研究成功萃取新工艺法国专利2，277，897号(1974年)、2，307，047号(1975年)以及美国专利4，241，029号(1980年)先后报导了某些采用了7-取代-8-羟喹啉萃取回收铝酸钠溶液中的镓的工艺及其改进。萃取工艺的主要优点是镓的回收率高、流程简单、能耗低。 上述的法国专利2，277，897号(1974年)和2，307，047号(1975年)采用了Kelex100-正癸醇-煤油组成有机相体系，其中Kelex100〔由亚什兰德(Ashland)公司生产〕是以化合物7-〔3-(5，5，7，7)-四甲基-辛烯基〕-8-羟基喹啉，其结构式为 作为萃取剂有效成分，正癸醇是作为改性剂的一种纯化合物。这一工艺的缺点是当这一有机相用于由强碱性铝酸钠溶液萃取提镓时，必须在较高的温度，例如50～60℃下进行，而且即使在这样的温度下，萃取平衡时间仍然很长，例为，由通常的拜尔法含镓约0.1克/升的铝酸钠溶液的提镓平衡时间仍在200分钟以上。显然，在这样高的温度下操作很不方便，稀释剂煤油容易挥发，酿成火灾，萃取剂也比较容易降解，这样长的平衡时间必定需用较大的设备和投入大量的价格较贵的萃取剂。这些都是这一工艺的不利因素。 美国专利4，241，029号(1980年)提出了加入一定量的羧酸于上述有机相体系作为加速剂，仍用正癸醇作为改性剂。此专利中列出四个例子，内中三个例子是用含一个叔碳原子的羧酸(商品名称Versatic acid)作为加速剂。使用了这种加速剂后，萃取可以在室温下进行，平衡时间缩短到5分钟。但是，按照美国专利4，241，029所给的条件，进行了一系列的试验，结果发现该专利所述的三个实施例中所用的叔碳酸(Versatic acid)，在反复使用于萃取提镓时，经十个萃取、反萃循环后，它的萃取效果，就大幅度下降，萃取率只有77.8%，再使用2～3次，下降至62.7%。所需的平衡时间亦较长，需要5分钟。按该专利的另一实施例中所用的环烷酸进行试验，结果发现有机相和水相难于分层。将该专利中所列举的据称有效的其他羧酸进行试验，发现有些羧酸在水相中溶介度很大;有些羧酸萃取时不能分层，有严重的第三相;有些则加速作用很小，故实用价值均不大。此外，叔碳酸(Versatic acid)在石油化学工业尚未发展的国家中难于生产，价格也较贵。 总之，美国专利4，241，029，实际上没有解决萃取提镓时所存在的问题，不能发挥萃取工艺应有的优点。 为此，本专利技术的重要目的是找出一种加速效果好，萃取平衡时间短，能在室温下反复循环使用，价格低廉，易于生产，适用于强碱性铝酸钠溶液萃取提镓的加速剂。 本专利技术的另一个目的是找出一种价格低廉，分层效果好，能与国产的提镓萃取剂(N-601)配合使用的改性剂，以取代价格昂贵的纯化学药品正癸醇。 本专利技术的实验结果如下 本专利技术在试验中所用的强碱性铝酸钠溶液的组成大致范围如下 Al2O340～70克/升 Na2O 140～180克/升 Ga 0.07～0.18克/升 本专利技术采用下列组成的有机相 N-601 8～10%(容积) 混和醇 10～12%(容积) 异辛酸 3～5%(容积) 煤油 其余%(容积) 其中，N-601是以7-〔3-(5，5，7，7)-四甲基-辛烯基〕-8-羟基喹啉为主要有效成分的萃取剂，中国科学院上海有机化学研究所研制。这一化合物的结构式见前。异辛酸是含仲碳原子的羧酸，化学名称是2-乙基己酸，它的结构式为 为了达到铝、镓分离的目的，根据不同的要求可以采用不同的工艺路线。一种工艺路线是铝酸钠溶液与以N-601为主要有效组分的有机相接触，使镓和一定量的钠和铝从水相进入有机相。两相分离后，负镓的有机相与稀盐酸溶液(0.6N)接触，使钠和铝从负镓的有机相洗涤出来，镓仍留在有机相中。两相分离后，此有机相再与较浓的盐酸溶液(1.6～2.2N)接触，使镓从有机相转移入水相，于是铝与镓分离。另一工艺路线是铝酸钠溶液与以N-601为主要有效组分的有机相接触，使镓与一定量的铝和钠从水相进入有机相。两相分离后，负镓的有机相与浓盐酸溶液(～6N)接触，使铝和钠从有机相中洗涤出来，镓仍留在有机相中。两相分离后，有机相再与约1.8N的盐酸溶液接触，镓即转入水相，于是镓与铝分离。 试验表明以异辛酸(化学名称2-乙基己酸)作加速剂时，不论有机相主要有效组分是N-601或Kelex100，萃取的加速效果都极显著(见实施例1、2)。异辛酸的浓度约以3～5%(容积)为宜。 试验又表明含有不同加速剂的有机相经过多次萃取，反萃循环，反复使用于与新的铝酸钠溶液接触后，以异辛酸作加速剂的有机相的萃取速率的降低，比以叔碳酸(Versatic acid)作加速剂时降低的幅度要好得多。(见实施例3) 本专利技术使用的N-601-混和醇-异辛酸-煤油组成的有机相，与上述的铝酸钠溶液接触时，可以在室温下以很快的速率进行率取，两相接触只需1～3分钟就可达平衡，而且萃取百分率，可高达94.5%(见实施例1)。 改性剂的作用可能是多方面的，一般认为它能改善有机相和水相的分层，使分层较快，界面较清晰，可减少或避免第三相的形成。但是，某些改性剂也可能影响萃取体系的行为，使水溶液中的某一组分更易于或更难于萃取;它也可能影响萃取速率，使后者加快或减慢。法国专利2，277，897号及其后的补充专利中都以正癸醇作为改性剂。本专利技术的试验表明N-601作为有机相的主要有效组分时，以混和醇作为改性剂，分层更为清晰，而且镓的萃取也有所提高(见实施例4)，且以含碳原子数8～10的混和醇为佳，此外，正癸醇是一种化学试剂，混和醇是一种工业副产品，后者的价格远低于前者，经济效益相当显著， 实施例1，以N-601作为有机相主要有效组分时，异辛酸的加速效果。 A、未加异辛酸时的萃取 强碱性铝酸钠溶液的组成 Al2O372.93克/升 Na2O 158.9克/升 Ga 0.178克/升 有机相的组成 N-601 10%(容积) 混和醇 8%(容积) 煤油 82%(容积) 相比 1∶1 温度 50℃ 搅拌时间240分钟 镓的萃取百分率 84% B、加异辛酸时的萃取 强碱性铝酸钠溶液的组成 Al2O372.93克/升 Na2O 158.9克/升 Ga 0.178克/升 有机相的组成 N-601 10%(容积) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以溶剂萃取法由强碱性铝酸钠溶液提取镓的工艺，本专利技术的特征在于用于提镓的有机相是由主要有效组分７—取代—８—羟基喹啉——改性剂混和醇——加速剂含仲碳原子的羧酸——稀释剂煤油所组成。

【技术特征摘要】
1、一种以溶剂萃取法由强碱性铝酸钠溶液提取镓的工艺，本发明的特征在于用于提镓的有机相是由主要有效组分7-取代-8-羟基喹啉-改性剂混和醇-加速剂含仲碳原子的羧酸-稀释剂煤油所组成。2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王承明，徐君镐，李菁华，
申请(专利权)人：华东化工学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]