成果名称: 新型高选择性8-羟基喹啉类锗印迹聚合物杂化制备技术研究
完成单位: 广东省稀有金属研究所
主要人员: 曹洪杨,张魁芳,王继民,金明亚,王伍,吴宇坤
介绍:

    锗作为重要的半导体材料,是新材料领域不可或缺的一员,与稀土一起享有工业“黄金”的美誉,广泛应用于电子信息、红外光学仪器、光导纤维、冶金、化工催化剂、医学、核物理探测、能源、太阳电池、航空航天等诸多领域,对固体物理及固体电子学的发展有着重要作用[1]。随着我国“光进铜退”、“光纤到户”项目的启动及三网融合、物联网、云计算工程的推进,我国对锗的需求量将显著增长。然而作为一种伴生金属,自然界中没有独立的锗矿床,主要伴生在铅锌矿、含锗褐煤和铜矿中,其含量较低(仅为100ppm左右),直接回收成本高、无经济性,故多作为副产物在主金属回收过程中富集。 传统的ISP火法炼锌工艺中锗主要通过挥发方式富集在硬锌中,经真空炉蒸馏进入真空炉渣中,再经氯化蒸馏提取四氯化锗[2-8],该工艺是目前普遍使用的提锗工艺,但蒸馏过程需要使用高浓度盐酸、存在操作及环境危险,锗的损失较大。近年来,国内外冶金工作者经过多年研究,开发出铅、锌精矿氧压浸出新工艺,新工艺中锗、镓、铟等有价金属随锌一同进入氧压酸浸液中,酸浸液经净化除杂后采用电积工艺制备金属锌,该工艺具有节能、环保等的优点,目前已逐渐在全世界锌冶炼企业得到应用和推广。 基于锌精矿中锗镓含量低,酸浸液中锗含量仅为30ppm左右,采用传统回收工艺如经典氯化蒸馏法、优先挥锗法、单宁沉锗法、橡椀栲胶沉锗法等方法分离回收,回收率极低,目前主要采用锌粉置换法将锗镓等转移富集至置换渣中,提高锗镓的富集比。萃取分离是目前含锗溶液提锗研究较多的方法,但液液/液固萃取提锗工艺存在的问题极大地影响了锗资源的合理高效利用,亟待开发新的分离技术,解决药剂稳定性、水溶性及成本问题。

    本项目主要针对我省战略性金属锗,设计以Ge(Ⅳ)与8-羟基喹啉及其衍生物的配合物为模板,采用杂化印迹技术,制备识别性强、粒度可控、吸附容量高的Ge(Ⅳ)-8-羟基喹啉类印迹聚合物的合成方案及技术路线,合成对锗离子具有吸附容量大、洗脱能力强、选择性吸附性能优良的新型高效锗离子吸附剂,研究聚合物杂化制备技术对聚合物性能的影响;探索锗离子在硫酸盐溶液与印记聚合物液固界面间的行为,研究印迹聚合物对锗离子吸附的物理、化学特性及分离提取机理,为Ge(Ⅳ)-8-羟基喹啉类印迹聚合物在低品位锗资源湿法冶金过程中高选择性吸附分离的应用提供技术支撑和理论依据。

    本项目特色与创新点主要体现在以下方面: 1)提高了MIPs对Ge4+的识别精度和吸附特性。 采用杂化印迹新技术,显著提高印迹聚合物MIPs对目标金属Ge4+的识别精度及结合/释放速度,提高了模板分子的洗脱速度和快速识别性能。 2)拓展了锗吸附对pH的用范围。 通过控制聚合物合成工艺参数,使MIPs在较宽的pH范围内,对Ge4+均具有较强的吸附作用。

    本项目申请并授权发明专利1件,公开发表核心期刊4篇,其中EI收录1篇、核心期刊收录3篇。

批准登记号:
登记日期: 2019-03-08
研究起止时间: 2015-01-01至2017-12-31
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2018-01-23