铅锌冶炼次氧化锌中提取锗的基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51874364
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0415.资源循环利用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Lead and zinc ores produced from many mines in south China are rich in germanium. In conventional lead and zinc smelting, germanium is enriched in secondary zinc oxide, which is obtained by fuming zinc leaching residue and lead smelting slag. Currently, the process of leaching-germanium precipitation by tannin has been used industrially for recovering germanium from the secondary zinc oxide. However, the process has some severe problems: first, the leaching efficiency of germanium is as low as 60-80%; second, the consumption of tannin for precipitating 1 mol of germanium is as high as 56-80 mol; third, the process results in a great amount of tannin together with its decomposition products accumulation in the solutions of zinc hydrometallurgy, deteriorating the purification and electrowinning processes of zinc sulfate solutions.. In respond to the above problems, this subject carries out research on following aspects from the perspective of application foundation: first, the mineral occurrence modes and leach behavior of germanium in the secondary zinc oxide are planed to study by using process mineralogy method and detection technologies, for example, EPMA, combined with leaching tests; second, the forms of Ge(IV) ions in the solutions of zinc sulfate under different conditions will be studied by using PHREEQC software, associated with ion chromatography and other analytical methods; third, the mechanism and process optimization of germanium precipitation by tannin are planed to study through NMR and other organic structure analysis methods using purified precipitation products as samples, associated with precipitation experiments; fourth, the solution extraction of germanium in zinc sulfate solutions, which contain such impurities as iron, arsenic, copper, silicon, etc., will be studied.
中国南方多地铅锌矿富含锗。冶炼中,锗富集于锌浸出渣和炼铅炉渣烟化产物次氧化锌中。现行含锗次氧化锌锗回收工艺为浸出—丹宁沉锗,存在如下问题:一,锗浸出率低至60-80%;二,沉淀1mol锗消耗56-80mol丹宁;三,丹宁及其分解产物积聚于湿法炼锌溶液中,恶化溶液净化和电积过程。针对上述问题,本项目从应用基础研究角度,开展以下几方面研究,旨在为铅锌冶炼次氧化锌中锗的高效提取奠定基础:一,采用工艺矿物学研究方法,综合运用电子探针微区分析等检测技术,结合浸出试验,查明锗在次氧化锌中赋存形态及浸出行为;二,运用PHREEQC软件,结合离子色谱等分析方法,研究不同条件下,Ge(IV)在硫酸锌溶液中存在形态;三,纯化丹宁与Ge(IV)沉淀产物,采用核磁共振等有机物结构分析方法,结合沉淀试验,对丹宁沉锗机理进行研究并优化过程;四,研究硫酸锌溶液中锗与锌、铁、砷、铜、硅等离子的溶剂萃取分离。

结项摘要

针对硫酸浸出-单宁沉淀法从次氧化锌中回收锗存在的问题,本项目以国内某厂产出的次氧化锌为研究对象,从次氧化锌及其硫酸浸出渣中锗的赋存状态、单宁沉锗过程中单宁与锗及其他金属离子的相互作用和硫酸锌溶液中锗的N235高效萃取分离三方面开展工作,并最终实现了次氧化锌中锗的高效分离回收。次氧化锌中,锗无独立矿物,弥散分布于铅、锌的矿物中,但部分方铅矿中锗含量较高;赋存于方铅矿、纤锌矿和铅矾等难溶矿物中的锗,在常规浸出中难以浸出,导致锗浸出率低;同时,金属铅包裹和铅矾共沉淀作用,难以避免地造成锗的损失;采用氧化浸出技术,可将锌锗浸出率提高10~15 %。pH 为0~6.5时,溶液锗主要以电中性的锗酸分子形态存在;单宁沉锗过程中,降低pH、提高锗浓度、添加锌离子利于提高锗的沉淀率;单宁酸与锗形成可溶配合物,单宁酸水解,单宁酸与非锗金属配位,单宁酸与锌、铁等共沉淀是单宁耗量大的原因。对比研究了N235、N235-TBP和N235-TOP体系分离锗的性能,N235和N235-TBP体系对砷的共萃显著,引入TOP后,可将砷的共萃控制在1 %左右;采用N235-TOP体系,在优化条件下,可实现锗的高效分离,负载有机相经NaOH反萃,可实现砷、锗的完全反萃;经化学计量分析,确定N235-TOP体系萃取锗的萃合物为R3NHGe(OH)3C4H4O6·TOP0.3。提出了“常规/MnO2氧化两段浸出—N235-TOP直萃/再萃”新工艺,可以提高N235体系适应的水相酸浓度,而“一段MnO2氧化浸出—预酸化N235-TOP萃取”工艺流程则更短;采用氧化浸出、N235-TOP萃取法分离次氧化锌浸出液中的锗,可实现次氧化锌中锗的高效回收,并将溶液中有机质的量控制在较低水平,具有一定的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Extraction behavior of germanium from synthetic leaching solution of secondary zinc oxide in tertiary amine (N235)-trioctyl phosphate (TOP) system
叔胺(N235)-磷酸三辛酯(TOP)体系中二次氧化锌合成浸出液中锗的萃取行为
  • DOI:
    10.1016/j.mineng.2020.106682
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Minerals Engineering
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zhang Tao;Jiang Tao;Liu Zhihong
  • 通讯作者:
    Liu Zhihong
Occurrence state and sulfuric-acid leaching behavior of germanium in secondary zinc oxide
二次氧化锌中锗的赋存状态及硫酸浸出行为
  • DOI:
    10.1016/j.mineng.2019.04.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Minerals Engineering
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Jiang Tao;Zhang Tao;Ye Fengchun;Liu Zhihong
  • 通讯作者:
    Liu Zhihong
Review on resources and recycling of germanium, with special focus on characteristics, mechanism and challenges of solvent extraction
锗资源及回收利用综述,重点关注溶剂萃取的特点、机理和挑战
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2021.126217
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Jiang Tao;Zhang Tao;Liu Zhihong
  • 通讯作者:
    Liu Zhihong
Extraction mechanism of germanium in sulfate solutions using a tertiary amine (N235)-based solvent extraction system
使用基于叔胺 (N235) 的溶剂萃取系统萃取硫酸盐溶液中的锗的机理
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2023.123305
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Wang Pengcheng;Liu Zhihong;Zhang Tao;Liu Zhiyong;Zhu Deqing;Jiang Tao
  • 通讯作者:
    Jiang Tao
A novel solvent extraction system to recover germanium from H2SO4 leaching liquor of secondary zinc oxide: Extraction behavior and mechanism
一种从二次氧化锌的 H2SO4 浸出液中回收锗的新型溶剂萃取系统:萃取行为和机理
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2022.135399
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Tao Jiang;Pengcheng Wang;Tao Zhang;Deqing Zhu;Zhihong Liu
  • 通讯作者:
    Zhihong Liu

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘志宏

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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