本发明涉及由含镓的强碱性铝酸钠溶液中提取镓的液-液萃取过程。 目前世界上生产的镓90%来自铝矿石，其次来自铅锌矿。铝矿石中含有0.002～0.01%的镓，相当于Al/Ga比8000～3000。经碱处理后铝酸钠溶液中的Al/Ga比下降到400～150。
由碱性铝酸钠溶液中提镓，习用的工艺主要有汞阴极电介法和碳酸化-石灰乳沉淀法两种。前一方法由于汞的泄漏导致环境污染，在某些国家已被禁止使用;后一办法的流程复杂，镓回收率低，而且在碱性铝液中须补充由于碳酸化中和所耗去的苛性碱。近年来国外已研究成功萃取新工艺：法国专利2，277，897号（1974年）、2，307，047号（1975年）以及美国专利4，241，029号（1980年）先后报导了某些采用了7-取代-8-羟喹啉萃取回收铝酸钠溶液中的镓的工艺及其改进。萃取工艺的主要优点是：镓的回收率高、流程简单、能耗低。
上述的法国专利2，277，897号（1974年）和2，307，047号（1975年）采用了Kelex100-正癸醇-煤油组成有机相体系，其中Kelex100〔由亚什兰德（Ashland）公司生产〕是以化合物7-〔3-（5，5，7，7）-四甲基-辛烯基〕-8-羟基喹啉，其结构式为：
作为萃取剂有效成分，正癸醇是作为改性剂的一种纯化合物。这一工艺的缺点是：当这一有机相用于由强碱性铝酸钠溶液萃取提镓时，必须在较高的温度，例如50～60℃下进行，而且即使在这样的温度下，萃取平衡时间仍然很长，例为，由通常的拜尔法含镓约0.1克/升的铝酸钠溶液的提镓平衡时间仍在200分钟以上。显然，在这样高的温度下操作很不方便，稀释剂煤油容易挥发，酿成火灾，萃取剂也比较容易降解，这样长的平衡时间必定需用较大地设备和投入大量的价格较贵的萃取剂。这些都是这一工艺的不利因素。
美国专利4，241，029号（1980年）提出了加入一定量的羧酸于上述有机相体系作为加速剂，仍用正癸醇作为改性剂。此专利中列出四个例子，内中三个例子是用含一个叔碳原子的羧酸（商品名称Versatic acid）作为加速剂。使用了这种加速剂后，萃取可以在室温下进行，平衡时间缩短到5分钟。但是，按照美国专利4，241，029所给的条件，进行了一系列的试验，结果发现：该专利所述的三个实施例中所用的叔碳酸（Versatic acid），在反复使用于萃取提镓时，经十个萃取、反萃循环后，它的萃取效果，就大幅度下降，萃取率只有77.8%，再使用2～3次，下降至62.7%。所需的平衡时间亦较长，需要5分钟。按该专利的另一实施例中所用的环烷酸进行试验，结果发现有机相和水相难于分层。将该专利中所列举的据称有效的其他羧酸进行试验，发现有些羧酸在水相中溶介度很大;有些羧酸萃取时不能分层，有严重的第三相;有些则加速作用很小，故实用价值均不大。此外，叔碳酸（Versatic acid）在石油化学工业尚未发展的国家中难于生产，价格也较贵。
总之，美国专利4，241，029，实际上没有解决萃取提镓时所存在的问题，不能发挥萃取工艺应有的优点。
为此，本发明的重要目的是找出一种加速效果好，萃取平衡时间短，能在室温下反复循环使用，价格低廉，易于生产，适用于强碱性铝酸钠溶液萃取提镓的加速剂。
本发明的另一个目的是找出一种价格低廉，分层效果好，能与国产的提镓萃取剂（N-601）配合使用的改性剂，以取代价格昂贵的纯化学药品正癸醇。
本发明的实验结果如下：
本发明在试验中所用的强碱性铝酸钠溶液的组成大致范围如下：
Al2O340～70克/升
Na2O 140～180克/升
Ga 0.07～0.18克/升
本发明采用下列组成的有机相：
N-601 8～10%（容积）
混和醇 10～12%（容积）
异辛酸 3～5%（容积）
煤油 其余%（容积）
其中，N-601是以7-〔3-（5，5，7，7）-四甲基-辛烯基〕-8-羟基喹啉为主要有效成分的萃取剂，中国科学院上海有机化学研究所研制。这一化合物的结构式见前。异辛酸是含仲碳原子的羧酸，化学名称是2-乙基己酸，它的结构式为：
为了达到铝、镓分离的目的，根据不同的要求可以采用不同的工艺路线。一种工艺路线是：铝酸钠溶液与以N-601为主要有效组分的有机相接触，使镓和一定量的钠和铝从水相进入有机相。两相分离后，负镓的有机相与稀盐酸溶液（0.6N）接触，使钠和铝从负镓的有机相洗涤出来，镓仍留在有机相中。两相分离后，此有机相再与较浓的盐酸溶液（1.6～2.2N）接触，使镓从有机相转移入水相，于是铝与镓分离。另一工艺路线是：铝酸钠溶液与以N-601为主要有效组分的有机相接触，使镓与一定量的铝和钠从水相进入有机相。两相分离后，负镓的有机相与浓盐酸溶液（～6N）接触，使铝和钠从有机相中洗涤出来，镓仍留在有机相中。两相分离后，有机相再与约1.8N的盐酸溶液接触，镓即转入水相，于是镓与铝分离。
试验表明：以异辛酸（化学名称：2-乙基己酸）作加速剂时，不论有机相主要有效组分是N-601或Kelex100，萃取的加速效果都极显著（见实施例1、2）。异辛酸的浓度约以3～5%（容积）为宜。
试验又表明：含有不同加速剂的有机相经过多次萃取，反萃循环，反复使用于与新的铝酸钠溶液接触后，以异辛酸作加速剂的有机相的萃取速率的降低，比以叔碳酸（Versatic acid）作加速剂时降低的幅度要好得多。（见实施例3）
本发明使用的N-601-混和醇-异辛酸-煤油组成的有机相，与上述的铝酸钠溶液接触时，可以在室温下以很快的速率进行率取，两相接触只需1～3分钟就可达平衡，而且萃取百分率，可高达94.5%（见实施例1）。
改性剂的作用可能是多方面的，一般认为：它能改善有机相和水相的分层，使分层较快，界面较清晰，可减少或避免第三相的形成。但是，某些改性剂也可能影响萃取体系的行为，使水溶液中的某一组分更易于或更难于萃取;它也可能影响萃取速率，使后者加快或减慢。法国专利2，277，897号及其后的补充专利中都以正癸醇作为改性剂。本发明的试验表明：N-601作为有机相的主要有效组分时，以混和醇作为改性剂，分层更为清晰，而且镓的萃取也有所提高（见实施例4），且以含碳原子数8～10的混和醇为佳，此外，正癸醇是一种化学试剂，混和醇是一种工业副产品，后者的价格远低于前者，经济效益相当显著，
实施例1，以N-601作为有机相主要有效组分时，异辛酸的加速效果。
A、未加异辛酸时的萃取：
强碱性铝酸钠溶液的组成：
Al2O372.93克/升
Na2O 158.9克/升
Ga 0.178克/升
有机相的组成：
N-601 10%（容积）
混和醇 8%（容积）
煤油 82%（容积）
相比： 1∶1
温度： 50℃
搅拌时间：240分钟
镓的萃取百分率： 84%
B、加异辛酸时的萃取：
强碱性铝酸钠溶液的组成：
Al2O372.93克/升
Na2O 158.9克/升
Ga 0.178克/升
有机相的组成：
N-601 10%（容积）
混和醇 12%（容积）
异辛酸 5%（容积）
煤油 73%（容积）
相比： 1∶1
温度： 室温
搅拌时间： 3分钟
镓的萃取百分率： 94.5%
上面的对比试验数据表明：由强碱性铝酸钠溶液用N-601作有机相的主要有效组分萃取提镓时，使用了异辛酸作加速剂，不仅萃取操作可以在室温下进行，而且萃取速率可以提高约80倍，一级萃取率达94.5%。
实施例2，以Kelex100作为有机相的主要有效组分时，异辛酸和叔碳酸（Versatic acid）的对比。
强碱性铝酸钠溶液的组成：
Al2O372.93克/升
Na2O 158.9克/升
Ga 0.178克/升
相比： 1∶1
温度： 30℃
搅拌时间： 1分钟
表1，异辛酸与叔碳酸Versatic 911的对比
有机相组成，%（容积） 镓的萃取百分率%
Kelex100：异辛酸∶正癸醇∶煤油＝10∶5∶8∶77 94.5
Kelex100：叔碳酸∶正癸醇∶煤油＝10∶5∶8∶77 71.5
表1的数据表明：异辛酸提高萃镓速率的效果比叔碳酸Versatic acid）要高许多。以叔碳酸作加速剂时，1分钟的萃取率只有71.5%是由于尚未达到平衡;但以异辛酸作加速剂时，1分钟即基本上达到平衡。这将极有利于提高设备的生产能力，节约投资和减少萃取剂的投入量。与叔碳酸（Versatic acid）相比较，异辛酸的经济效益是非常显著的。
实施例3：异辛酸和叔碳酸（Verstic acid）在有机相反复使用后萃取效果的比较。
在容积配比相同的N-601-混和醇-煤油混和物中，分别加入相同配比的异辛酸和叔碳酸（Versatic acid）。将制得的两种有机相与组成相同的强碱性铝酸钠溶液搅拌接触，使达到平衡。两相分离后，用1.8N盐酸反萃负镓有机相，使铝和镓完全转入水相，测定镓的萃取率。然后将有机相重复与新的铝酸钠溶液接触，萃取后再进行反萃和测定镓的反萃率。如此反复地循环进行，所得各次的镓萃取率对比列于表2。
强碱性铝酸钠溶液的组成：
Al2O346.7克/升
Na2O 150克/升
Ga 0.167克/升
有机相的组成：
N-601 10%（容积）
混和醇 12%（容积）
异辛酸（或叔碳酸（Versatic acid）） 5%（容积）
煤油 73%（容积）
相比： 1∶1
温度： 室温
搅拌时间： 5分钟
表2.异辛酸和叔碳酸（Versatic acid）反复使用的对比
加速剂异辛酸 加速剂叔碳酸（Versatic acid）
循环次数 镓的萃取率% 循环次数 镓的萃取率%
第10次 93.2 第10次 77.8
12 85.2 11 73.6
13 85.3 12 67.1
14 82.8 13 62.7
表2的数据表明：反复与新鲜的铝酸钠溶液接触后，以叔碳酸（Versatic acid）为加速剂的有机相对镓的萃取率比以异辛酸为加速剂的有机相对镓萃取率要低许多。
从以上实施例1至3充分证明了异辛酸比叔碳酸（Versatic acid）优越。实施例1中还证明：不使用异辛酸作加速剂时，由强碱性铝酸钠溶液萃取提镓需较高的温度和很长的平衡时间;反之，使用了异辛酸时，效果极为显著。实施例2表明：有机相中除加速剂的种类不同外，其他组分和配比均相同时，异辛酸加速萃取的效果比叔碳酸（Versatic acid）好许多。实施例3表明：多次循环反复使用于萃取和反萃，由强碱性铝酸钠溶液提镓时，以异辛酸作加速剂的有机相的萃取性能优于加速剂叔碳酸（Versatic acid）。这样，本发明就已经从各个角度证明异辛酸对比于叔碳酸（Versatic acid）的优越性能。
本发明中所用的加速剂，除了异辛酸以外，还可用其他含有2-位取代的仲碳原子的羧酸，如2-甲基戊酸、2-丙基己酸等。
实施例4，正癸醇和混和醇对镓萃取率的影响的比较。
强碱性铝酸钠溶液的组成：
Al2O340.5克/升
Na2O 162.2克/升
Ga 0.184克/升
相比： 1∶1
温度： 24℃
搅拌时间： 3分钟
表3.正癸醇和混和醇的对比
有机相的组成，%（容积） 镓的萃取率%
N-601∶正癸醇∶异辛酸∶煤油＝10∶12∶5∶73 92.9
N-601∶混和醇∶异辛酸∶煤油＝10∶12∶5∶73 94.3
表3的数据表明：在以N-601为有机相主要有效组份的体系，用于由强碱性铝酸钠溶液提镓时，混和醇不仅能如前所述能使两相的分层更快更好，并且也使镓的萃取率有所提高。