镓为稀有金属,主要应用于现代化学和电子工业中,可用做半导体材料、高温温度计或易熔合
金、反应堆载热剂等。迄今尚未发现以镓为主成分的矿床,大多伴生在铅锌矿、铝土矿中。目前,世界上约90% 的金属镓是从炼铝工业的副产物中得到的。从氧化铝生产循环母液中回收镓的方法很多,主要有石灰法、碳酸法、汞阴极电解法、置换法、有机溶剂萃取和离子交换树脂吸附法等。有关从粉煤灰中提镓的研究,特别是应用泡沫塑料作吸附剂富集镓,报道较少。粉煤灰中镓的含量一般在12~ 230 µg/g,从粉煤灰中提镓的研究具有相当可观的经济价值和环境效益。
本研究以内蒙某热电厂粉煤灰为原料,其中镓的含量为:61.36µg/g,具有回收价值。该粉煤灰
的主成分化学分析结果(wB%)为:SiO2 37.81 ,TiO2 1.64,Al2O3 48.50, Fe2O3 1.79,FeO 0.48,MgO 0.31 ,CaO 3.62,Na2O 0.15, K2O 0.36,, H2O- 3.89,烧失量 1.06。通过正交试验,确定的粉煤灰中镓的浸出优化工艺条件为:样品焙烧温度830℃;焙烧时间20min;酸浸温度60℃;酸浸时间6h。镓的浸出率达到93.3%。以聚氨酯泡沫塑料为吸附剂于静态操作条件下,对浸出的镓进行分离富集。实验结果表明:聚氨酯泡塑在6mol•L-1的HCl溶液介质中,对Ga3+有较好的吸附能力, Ga的吸附率85.12 %。吸附到聚氨酯泡沫塑料中的Ga用蒸馏水解吸,解吸率为88.15%。粉煤灰中镓的回收率达到70%。解吸后获得的含镓溶液,经过电解,可回收金属镓。用过的泡沫塑料经过再生处理后可以进行多次重复使用。对泡塑的吸附机理进行了探讨,泡塑吸附不是单纯的物理吸附,应是多种吸附方式的并存且随着吸附体系的改变其占优的吸附方式也相应发生了变化。在本试验中,以盐酸、泡沫塑料构成的吸附体系中其吸附方式应以离子缔合作用为主,螯合作用与物理吸附并存。