CN117051267B - 一种乳状液膜萃取分离镓的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，涉及湿法冶金分离提取镓技术领域。该乳状液膜萃取分离镓的方法包括制备乳状液膜、萃取和脱萃，通过建立合适的乳状液膜体系实现从镓浸出液中选择性萃取镓，本申请方案通过部分析因设计和中心复合设计优化所选因素从而获得最优处理方案，考察了镓溶液/乳液体积比，萃取剂浓度，H2SO4浓度，乳液搅拌时间，乳液搅拌速度对镓萃取率的影响，实现镓的高效富集。此外，还考察了乳状液膜的可重复性，经过破乳之后，再次使用分离的油进行实验，与新制乳状液膜无明显差异。
Description
技术领域
本申请涉及湿法冶金分离提取镓技术领域，尤其涉及一种乳状液膜萃取分离镓的方法。
背景技术
镓是炼铝和炼锌过程中的一种副产品，由于其熔点低、沸点高、良好的超导性、延展性以及优良的热缩冷胀性能，被广泛应用于半导体领域、太阳能电池、氢能源以及医疗领域。从炼锌副产品中提取镓有还原焙烧磁选法、络合吸附法以及溶剂萃取法，而针对溶剂萃取法，选择合适的镓萃取剂及萃取方法成为了镓回收的关键，现有的溶剂萃取法存在反应平衡常数限制以及萃取速率低，而乳状液膜技术中，金属离子与萃取剂发生与阴阳离子交换生成金属离子配合物，并且自我传输至脱萃剂所在硫酸相发生脱萃反应，可以完成萃取与脱萃同时进行，金属离子留在硫酸相里进行了浓度富集，并且萃取剂再生可以加快反应平衡常数，从而进一步缩短萃取时间。
发明内容
本申请的目的在于提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，以解决上述问题。
为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
制备乳状液膜：将萃取试剂分散成小液滴，悬浮在液体基质中得到初级乳液，在所述初级乳液中添加表面活性剂搅拌，得到乳状液膜；
萃取：镓浸出液与所述乳状液膜混合，得到镓萃取剂络合物；
脱萃：将所述镓萃取剂络合物分离得到油相和水相，所述油相破乳释放浓缩后的镓离子水相溶液。
乳状液膜是一种结合有机萃取以及脱萃于一体的技术，本申请的乳状液膜萃取分离镓的方法的示意图如图1至图4所示，原料液在高频率超声下配置成乳状液膜萃取剂，然后将乳状液膜萃取剂混合含镓溶液（如图1所示），在固定速率搅拌下，镓离子与萃取剂发生阴阳离子交换生成金属离子配合物（如图2、图3所示），并且自我传输至脱萃剂所在硫酸相发生脱萃反应（如图4所示），此过程消除了传统有机萃取的反应平衡常数限制并提高了萃取速率。
优选地，所述萃取试剂包括分子式为(RO)2P(O)NHOH的0,0-二羟基磷氧肟酸和稀释剂，其中，R为碳链长度为4～20个碳的烃基，所述烃基是饱和的烷基，或者是含不饱和键的烯烃或者含有苯环的芳烃；其中0,0-二羟基磷氧肟酸例如可以为萃取剂G8315，G8315为申请人自产的0,0-二羟基磷氧肟酸，G8315为油状，而且很粘稠，稀释剂也是油，G8315在稀释剂里面可以完全溶解，稀释的目的是为了降低G8315的黏度，0,0-二羟基磷氧肟酸和稀释剂混合在一起的油为透明颜色。
优选地，所述稀释剂包括磺化煤油、汽油、柴油中的任一种。
优选地，所述0,0-二羟基磷氧肟酸的质量百分比为20 %。
优选地，所述0,0-二羟基磷氧肟酸在所述稀释剂中的质量百分比浓度为3.5-8.0%，例如可以为3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%或8.0%，或3.5-8.0%之间的任一值。
优选地，所述镓浸出液与所述乳状液膜的体积比为（3-7）：1，例如可以为3:1，或3.5:1，或4:1，或4.5:1，或5:1，或5.5:1，或6:1，或6.5:1，或7：1，或（3-7）：1之间的任一值。
优选地，所述液体基质为H2SO4，所述H2SO4的浓度为2-5mol/L，例如可以为2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L或5mol/L，或2-5mol/L之间的任一值。
优选地，所述表面活性剂选自山梨醇单油酸酯和山梨醇酐单硬脂酸酯中的任一种或两种，山梨醇单油酸酯即Span-80，山梨醇酐单硬脂酸酯即Span-60。
优选地，所述萃取试剂采用超声波发生器分散成小液滴；在所述初级乳液中添加表面活性剂后使用机械搅拌器搅拌得到所述乳状液膜。
优选地，所述机械搅拌器搅拌时间为10-30分钟，例如可以为10分钟、15分钟、20分钟、25分钟或30分钟，或10-30分钟之间的任一值；搅拌速度为300-500 rpm，例如可以为300rpm、350rpm、400rpm、450rpm或500rpm，或300-500 rpm之间的任一值。
优选地，超声时间为0.5~5min，例如可以为0.5min、1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min，或0.5~5min之间的任一值。
与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的乳状液膜萃取分离镓的方法包括制备乳状液膜、萃取和脱萃，通过建立合适的乳状液膜体系实现从镓浸出液中选择性萃取镓。本申请方案通过部分析因设计和中心复合设计优化所选因素从而获得最优处理方案，考察了镓溶液/乳液体积比，萃取剂浓度，H2SO4浓度，乳液搅拌时间，乳液搅拌速度对镓萃取率的影响，实现镓的高效富集。此外，还考察了乳状液膜的可重复性，经过破乳之后，再次使用分离的油进行实验，与新制乳状液膜无明显差异。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为本申请的乳状液膜萃取分离镓的方法中乳状液膜萃取剂混合含镓溶液的示意图；
图2为本申请的乳状液膜萃取分离镓的方法中镓离子与萃取剂发生阴阳离子交换生成金属离子配合物的一示意图；
图3为本申请的乳状液膜萃取分离镓的方法中镓离子与萃取剂发生阴阳离子交换生成金属离子配合物的另一示意图；
图4为本申请的乳状液膜萃取分离镓的方法中金属离子配合物自我传输至脱萃剂所在硫酸相发生脱萃反应的示意图。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下实施例使用的G8315为申请人自产的0,0-二羟基磷氧肟酸，其质量百分比为20%。
实施例1
镓浸出液为硫化锌一段加压浸出上清液，镓的浓度为0.024 g/L，其成分分析见表1所示，尽管来自于工厂镓浸出液的浓度为24ppm，但是为了推广乳状液膜的适应性，特将此溶液的浓度蒸发浓缩最高至50ppm来进行测试，以便得到更多的推广性。其中，原始镓浸出液pH为1.70，浓缩后的溶液pH 1.39。
表1硫化锌加压上清液成分分析
实施例1提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的8.0wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在5mol/L的硫酸溶液液体基质中得到初级乳液，继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯使用机械搅拌器以480rpm的速度搅拌30分钟，得到乳状液膜。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比3.2混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油相与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。
结果表明，8.0wt%的高萃取剂浓度和3.2的低镓溶液/乳液体积比将导致高镓萃取率（萃取效率可以达到99.7%，超过99%），稼离子富集浓度可以达到19.2倍。
实施例2
实施例2采用的镓浸出液与实施例1相同。
实施例2提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5.0wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3mol/L的硫酸溶液液体基质中得到初级乳液，继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5.0混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。
结果表明，5.0wt%的萃取剂浓度和5.0的镓溶液/乳液体积比萃取效率可以达到90.3%，超过90%，稼离子富集浓度可以达到27倍。
实施例3
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例3提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的6.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在4 mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以300rpm的速度搅拌25分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.70，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比3.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例3取得96.6%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到20.3倍。
实施例4
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例4提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在5mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例4取得90.0%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到27倍。
实施例5
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例5提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的6.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在4 mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以500rpm的速度搅拌15分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比3.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例5取得99.4%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到21倍。
实施例6
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例6提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的6.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在4 mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以500rpm的速度搅拌25分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比6.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例6取得98.2%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到38.2倍。
实施例7
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例7提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3 mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例7取得93.0%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到27.9倍。
实施例8
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例8提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的8wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例8取得99.6%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到29.9倍。
实施例9
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例9提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的6.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在2mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以500rpm的速度搅拌15分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比6.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例9取得92.5%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到36倍。
实施例10
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例10提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的6.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在2mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以500rpm的速度搅拌25分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比3.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例10取得99.0%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到36倍。
实施例11
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例11提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的3.5wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在4mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以500rpm的速度搅拌25分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比3.5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例11取得93.8%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到19.7倍。
实施例12
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
实施例12提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5.0wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌25分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，实施例12取得96.5%左右的萃取效率值，稼离子富集浓度可以达到29倍。
对比例1
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
对比例1提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5.0wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以400rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比2：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，对比例1的萃取效率值仅为81.5%，稼离子富集浓度仅为9.8倍。说明镓浸出液与乳状液膜的体积比过低不利于本申请方案中镓离子的萃取。
对比例2
镓浸出液为表1所示的硫化锌一段加压浸出上清液，含镓0.024 g/L。溶液的浓度蒸发浓缩最高至100ppm来进行测试。
对比例2提供一种乳状液膜萃取分离镓的方法，包括：
（1）将溶解在磺化煤油中的5.0wt%的G8315油滴使用超声波发生器超声1 min分散成较小的液滴，按照油酸比为5：1悬浮在3mol/L的硫酸溶液中得到初级乳液，在初级乳液中继续添加浓度为2wt %的山梨醇单油酸酯，使用机械搅拌器以600rpm的速度搅拌20分钟，得到乳状液膜。原始镓溶液pH为1.7，浓缩的镓溶液pH为1.09。
（2）将镓浸出液与乳状液膜按照体积比5：1混合，通过溶剂萃取在Ga2(SO4)3浸出溶液中将Ga3+与乳状液膜接触，形成镓萃取剂络合物。
（3）经过萃取反应后静置，此时油与水相进行分离，水相进行后续处理，而油相采用高压电方式进行破乳从而释放浓缩后的镓离子水相溶液，此时油相可以重复使用。验证测试结果表明，对比例2的萃取效率值仅为86.2%，稼离子富集浓度可以达到25.9倍。说明机械搅拌速度过快不利于本申请方案中稼离子的萃取。
实施例1至实施例12以及对比例1-2的乳状液膜萃取分离镓的方法的实验参数和萃取结果如表2所示。
表2各实施例的实验参数和萃取结果
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种乳状液膜萃取分离镓的方法，其特征在于，包括：
制备乳状液膜：将萃取试剂分散成小液滴，悬浮在液体基质中得到初级乳液，在所述初级乳液中添加表面活性剂搅拌，得到乳状液膜；
萃取：镓浸出液与所述乳状液膜混合，得到镓萃取剂络合物；
脱萃：将所述镓萃取剂络合物分离得到油相和水相，所述油相破乳释放浓缩后的镓离子水相溶液；所述萃取试剂包括分子式为(RO)2P(O)NHOH的0,0-二羟基磷氧肟酸和稀释剂，其中，R为碳链长度为4～20个碳的烃基，所述烃基是饱和的烷基，或者是含不饱和键的烯烃或者含有苯环的芳烃；
所述稀释剂包括磺化煤油、汽油、柴油中的任一种；
所述镓浸出液与所述乳状液膜的体积比为（3-7）：1；
所述液体基质为H2SO4，所述H2SO4的浓度为2.0-5.0 mol/L；
所述表面活性剂选自山梨醇单油酸酯和山梨醇酐单硬脂酸酯中的任一种或两种；
所述萃取试剂采用超声波发生器分散成小液滴；在所述初级乳液中添加表面活性剂后使用机械搅拌器搅拌得到所述乳状液膜；
所述机械搅拌速度为300-500 rpm。
2.根据权利要求1所述的乳状液膜萃取分离镓的方法，其特征在于，所述0,0-二羟基磷氧肟酸的质量百分比为20%。
3.根据权利要求2所述的乳状液膜萃取分离镓的方法，其特征在于，所述0,0-二羟基磷氧肟酸在所述稀释剂中的质量百分比浓度为3.5-8%。
4.根据权利要求1所述的乳状液膜萃取分离镓的方法，其特征在于，所述机械搅拌器搅拌时间为10-30分钟。
5.根据权利要求1所述的乳状液膜萃取分离镓的方法，其特征在于，超声时间为0.5~5min。
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