镓的战略价值与回收挑战

镓（Ga）作为21世纪关键战略金属，广泛应用于半导体、光伏、5G通信及医疗设备领域。其全球年需求量超500吨，但地壳丰度仅\(1.5 \times 10^{-3}\%\)，且90%伴生于铝矾土矿和锌冶炼废液中，传统提取依赖复杂冶炼工艺，成本高昂且污染严重。

行业痛点：

- 低浓度分散：工业废液中镓浓度通常为0.01~0.5 g/L，传统化学沉淀法回收率不足50%。

- 杂质干扰：铝（Al³⁺）、铟（In³⁺）、钛（Ti⁴⁺）等共存离子导致选择性分离困难。

- 环保压力：强酸强碱工艺产生高盐废水，处理成本占回收总成本30%以上。

儒天RTS-81吸镓树脂通过螯合吸附技术，突破传统瓶颈，实现镓的高选择性、低成本、零污染回收，成为工业级镓资源循环的核心工具。

儒天RTS-81吸镓树脂核心技术解析

1. 分子结构与吸附机理

- 双活性位点螯合：树脂骨架含=NOH（羟肟基）和-NH\(_2\)（氨基）双官能团，与Ga³⁺形成稳定的五元环螯合物（化学式：\(R-CH_2-CH_2-NH-C=N-O-Ga-O\)），选择性系数K_{Ga/Al} > 120，可彻底分离铝、铟等干扰离子。

- 三维网状孔道：

- 比表面积≥65 m²/g，孔容0.1~0.3 mL/g，确保溶液快速扩散，吸附速率较传统树脂提升30%。

- 粒度范围0.45~1.25 mm，湿视密度0.75~0.85 g/mL，适配固定床与流化床工艺。

2. 核心性能参数（行业领先）

| 指标                | 参数                   | 传统树脂对比           |

| 质量交换容量        | ≥4.0 mmol/g           | ≤3.0 mmol/g           |

| 工作交换容量        | ≥2.5 g/L              | ≤1.5 g/L              |

| 再生损耗率          | <3% | 8%~12% |

| 耐温性              | 5~60℃稳定运行         | 易高温失活（>50℃）    |

| 使用寿命            | >5年（4000次循环）    | 2~3年（2000次循环）   |

| 抗污染性            | 耐受悬浮物≤50 mg/L    | 易堵塞（≤20 mg/L）    |

全流程工艺详解：七步实现镓的精准回收

1. 动态吸附阶段

- 工艺条件：  溶液pH 10~13，温度30~40℃，流速3 m/h。  吸附塔底部设置20 cm水垫层，避免沟流，提升树脂利用率。

- 连续运行：  底部树脂饱和后自动排放（排放量占比5%~10%），顶部实时补充新鲜树脂，实现24小时不间断生产。

2. 饱和树脂处理

- 饱洗： 纯水逆流冲洗，去除表面吸附的Al(OH)₃胶体，杂质残留<0.03%。

- 解析： 四柱串联再生系统：采用20 g/L Na₂S + 20 g/L NaOH混合液，流速1.5 BV/h，单柱用量2 BV。  解析效率>98%，镓富集液浓度达80~120 g/L，可直接电解提纯至4N级（99.99%）。

3. 再生与转型

- 水洗：淋洗至出水硫含量<1 ppm，满足《工业废水排放标准》（GB 8978-1996）。

- 碱转型：2%~4% NaOH溶液以1 BV/h流速通过树脂，恢复-NH\(_2\)官能团活性。  转型后树脂pH 9~11，吸附容量恢复率≥99%，支持循环使用。

四、典型应用场景与经济效益分析

场景1：氧化铝厂种分母液镓回收

- 原料特性：  镓浓度0.05~0.2 g/L，铝浓度50~100 g/L，pH 12~13。

- 工艺配置：  固定床吸附塔（处理量1000 m³/d），配备自动树脂补给系统。

- 效益：  年回收镓50吨，产值超2.5亿元。

场景2：锌冶炼废液镓富集

- 原料特性：  镓浓度0.01~0.1 g/L，锌离子浓度5~10 g/L，pH 1~3（需预中和至pH 5~6）。

- 工艺配置：  密实移动床系统，集成在线pH调节模块。

- 效益：  镓富集倍数达100倍（0.1 g/L→10 g/L），可直接用于镓电解精炼。  废水回用率100%，减少危废处理成本80%。

场景3：电子废弃物酸浸液提镓

- 原料特性：  含镓0.5~1 g/L，含铜、镍等重金属，pH 0.5~1.5。

- 工艺配置：  耐酸型RTS-81树脂（pH 0~14适用），搭配多级吸附塔。

- 效益：  镓回收率>95%，重金属去除率>99%，符合RoHS指令。

五、核心优势总结

- 经济性：

- 吨镓回收成本降低40%~60%，树脂寿命延长至5年以上。

- 无需高温高压设备，能耗节约50%。

- 环保性：

- 零有毒副产物，废水100%回用，碳排放减少70%。

- 战略意义：

- 破解我国镓资源进口依赖（进口占比>75%），保障半导体产业链安全。

六、结语：稀散金属回收的绿色革命

RTS-81吸镓树脂以精准吸附、高效再生、低碳循环为核心，重新定义稀散金属回收标准。其模块化设计适配多场景需求，为氧化铝、锌冶炼、电子废弃物处理等行业提供一站式镓资源解决方案。

附：RTS-81树脂适配设备清单

- 吸附塔（材质：PP/FRP，耐温60℃）

- 四柱串联再生系统（含自动控制系统）

- 在线监测模块（pH、流量、树脂饱和度）

- 废水回用装置（膜过滤+离子交换）