2025年10月25日 13:32 安徽合肥院
镓（Ga）是重要的战略性金属矿产资源之一，广泛应用于电子通讯、航天航空、医药卫生等高新技术领域。在自然界中,镓主要以伴生形式赋存在铝土矿和铅锌矿中，其在伴生矿中含量很低，直接从原矿中回收成本很高，因此工业上通常以冶炼副产物为原料，从中进行二次提取，以实现镓的综合回收。目前，约90%的金属镓是从氧化铝冶炼过程中的铝酸钠循环母液中吸附分离回收，其余10%左右的镓则是从煤粉和锌冶炼过程产生的浸出渣中回收。
铝土矿经破碎后，在高温高压环境下向釜内加入NaOH溶液，将铝以铝酸钠（NaAlO?）形式溶出为母液，因镓与铝性质相似，故铝土矿中镓同样以镓酸钠（NaGaO?）形式进入母液。随后通过共沉淀的方式，去除Fe、Si等杂质，获得仅含铝酸钠与镓酸钠的母液。向其中加入氢氧化铝晶种，铝酸钠溶液会因过饱和而析出氢氧化铝。此时净化母液中除镓酸钠外，还含有部分未析出的铝，该母液重回“溶出”步骤，重复循环多次后，镓逐渐被富集。
从循环母液中提取金属镓的工艺主要有：沉淀法、电化学法、萃取法及树脂吸附法等。各工艺方法均有优劣，如下图所示。
萃取分离技术概述：萃取分离技术作为重要的分离富集工艺已得到广泛应用。其中，CTX离心式溶剂萃取技术作为一种新型萃取技术，以CTX高参数离心萃取机为核心设备，通过多级逆流萃取、精准进料系统、相比控制单元以及自动化程序，能够很好协同不同种类萃取剂体系，实现萃取效率高、分相速度快、级存留量低、智能化水平高等技术优势。与传统萃取设备不同之处在于，CTX高参数离心萃取机依靠转子高速旋转强化混合传质作用，加速传质过程；在离心力作用下进行两相分离，分相速度快、效果好。解决传统设备——萃取槽溶剂消耗量大、速度慢的缺陷，更好适应金属镓溶剂提取。
目前，用于萃取镓的萃取剂种类较多。按萃取剂的化学性质分，主要为磷酸酯类萃取剂、羧酸萃取剂、羟肟酸螯合萃取剂等。其中，磷酸酯类萃取剂又可分为酸性磷酸酯类和中性磷酸酯类萃取剂。酸性磷酸酯类萃取剂中以P204、P507、Cynex272研究最为广泛，中性磷酸酯萃取剂主要为TBP，在高浓度盐酸体系中应用较多。羧酸类萃取剂萃取时间长，金属选择性差，工业应用极少。烷基羟肟酸常与P204协同萃取，萃取率能提升至98%以上。典型萃取剂应用情况总结如下：
CTX离心式溶剂萃取技术优势CTX离心式溶剂萃取技术对各类萃取剂体系均能良好适应。其重要技术优势是其关键萃取设备CTX离心萃取机技术参数高、调节范围宽。轻重两相密度差Δρ≥0.05g/cm³、两相相比在1:50～50:1范围内均能获得较佳萃取效果；为了满足酸性腐蚀体系，可以通过钢基喷涂氟材料或高分子材料成型技术制造转子等构件，性价比高且可靠性强；通过不同混合桨叶型式组合、防乳化装置、本级回流、CIP在线清洗、控温、变频调速、工艺数据控制等，可解决工程应用中相系粘、第三相、易乳化等现实难题。
CTX离心式溶剂萃取技术萃镓CTX离心式溶剂萃取技术萃镓工艺流程一般为：根据母液镓浓度和其它组分情况，选择适宜萃取剂体系并调配好pH值。循环母液先经预处理，随后与萃取剂按一定相比逆流进入CTX离心式溶剂萃取系统，通过流量自控控制系统按工艺设定流比进行多级萃取，经萃取段后，获得负镓有机相，直接进入洗涤段。洗涤段以一定浓度稀酸为洗涤剂，也是通过流量自控控制系统按工艺设定流比对负镓有机相进行多级逆流洗涤，洗除杂质，洗后负镓有机相进入反萃段。反萃段以纯水为反萃剂，通过流量自控控制系统按工艺设定流比对洗后负镓有机相进行多级逆流反萃，镓元素进入反萃余液，再经离子交换柱进一步除杂后，通过电解、精制，最终获得成品镓。而失去金属镓的空载有机相再通过调酸等工序，继续返回系统，循环使用。
金属镓萃取技术发展方向金属镓萃取技术未来将朝着高效化、绿色化、智能化的方向发展，以应对日益增长的镓需求和环保要求。
业内国机通用公司在湿法冶金萃取领域，开展了大量细致工作，工程经验丰富。在第十三届全国湿法冶金工程技术交流会上，该公司“湿法冶金行业关键分离技术创新及应用团队”荣获2025全国湿法冶金技术创新团队奖，产品品牌及行业影响力得到广泛认可。该团队主要从事高端分离装备研制及工程化应用，坚持“锻造国机所长，服务国家所需”，始终致力于解决行业共性难题，以促进分离机械行业装备升级和技术进步。同时，建设有“物质萃取与分离实验室”，面向社会开展各类溶剂萃取、过滤分离等试验，实现小中试级别工艺开发、试验及验证全流程服务
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